一、什么是POE
1、POE的由來
2003年6月，IEEE批準(zhǔn)了802.3af標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)是基于以太網(wǎng)供電系統(tǒng)POE的新標(biāo)準(zhǔn)，它在IEEE 802.3的基礎(chǔ)上增加了通過網(wǎng)線直接供電的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，是現(xiàn)有以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，也是第一個(gè)關(guān)于電源分配的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。它明確規(guī)定了遠(yuǎn)程系統(tǒng)中的電力檢測(cè)和控制事項(xiàng)，并對(duì)路由器、交換機(jī)和集線器通過以太網(wǎng)電纜向IP電話、安全系統(tǒng)以及無線LAN接入點(diǎn)等設(shè)備供電的方式進(jìn)行了規(guī)定。
POE（Power Over Ethernet）是有源以太網(wǎng)供電的簡(jiǎn)稱，指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5布線基礎(chǔ)架構(gòu)不作任何改動(dòng)的情況下，在為一些基于IP的終端（如IP電話機(jī)、無線局域網(wǎng)接入點(diǎn)AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等）傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的同時(shí)，還能為此類設(shè)備提供直流供電的技術(shù)。POE技術(shù)能在確保現(xiàn)有結(jié)構(gòu)化布線安全的同時(shí)保證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)作，最大限度地降低成本。
2、POE供電標(biāo)準(zhǔn)
看要一臺(tái)PoE交換機(jī)能同時(shí)給多少攝像頭供電，要考慮兩個(gè)方面：PoE交換機(jī)的供電標(biāo)準(zhǔn)和PoE交換機(jī)的總供電功率。
PoE交換機(jī)的供電功率可以理解為PoE交換機(jī)的單端口供電功率。 市場(chǎng)上流行的PoE交換機(jī)有兩種標(biāo)準(zhǔn)，IEEE802.3af和IEEE802.3at。IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)定義了供電功率為15.4W，IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)定義了供電功率可達(dá)30W，由于供電標(biāo)準(zhǔn)不同其單端口供電功率也不同。比如攝像頭功率為9W，使用af標(biāo)準(zhǔn)的PoE交換機(jī)即可；若攝像頭功率為20W，需使用at標(biāo)準(zhǔn)的PoE交換機(jī)；若攝像頭功率為30W以上，就需要使用專用PoE供電模塊供電了。
802.3af標(biāo)準(zhǔn)：
供電電壓：44-57V
供電電流：10～350mA
最大供電功率：15.4W
最大受電功率：12.95W
802.3at標(biāo)準(zhǔn)：
供電電壓：50-57V
供電電流：10～600mA
最大供電功率：30W
最大受電功率：25.5W
一般來說，一個(gè)同時(shí)支持af和at供電標(biāo)準(zhǔn)的PoE交換機(jī)，它的供電功率是自適應(yīng)的。比如，它連接的是5W的設(shè)備，那么提供5W的電力；如果連接的是20W的設(shè)備，那么就提供20W的電力。
af和at標(biāo)準(zhǔn)能通用嗎？
at是向下兼容af的。也就是說，如果你的交換機(jī)支持at標(biāo)準(zhǔn)，最大可供30W電，那他完全可以給支持af標(biāo)準(zhǔn)的需要7W的攝像機(jī)供電的。
但是如果攝像機(jī)支持at，需要20W的電，只支持af的交換機(jī)就無法正常向這個(gè)攝像機(jī)供電啦。
3、POE的供電過程
1）檢測(cè)
供電前，供電方會(huì)輸出一個(gè)很小的電壓來檢測(cè)受電設(shè)備是否支持PoE，如果不支持，則不供電；如果支持，進(jìn)行下一步。
2）分類
確定受電方支持PoE后，供電方會(huì)進(jìn)行進(jìn)一步檢測(cè)，確定受電方需要的功率，進(jìn)行對(duì)受電方的分類。
3）開始供電
4、POE交換機(jī)的總功率
PoE交換機(jī)的總功率是一個(gè)非常重要的指標(biāo)，直接關(guān)系到可以帶多少攝像頭。以電源功率是400W的、24端口的PoE交換機(jī)來說，除去損耗后PoE交換機(jī)總功率大概為370W。
在IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)下，它能夠供滿24個(gè)端口（370/15.4=24），即可以同時(shí)給24個(gè)攝像頭供電，也就是滿載供電。但如果是按照IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)的單口最大供電功率30W計(jì)算，同時(shí)最多就只能給12個(gè)端口供電了（370/30=12）。
實(shí)際使用中，很多普通網(wǎng)絡(luò)攝像頭的最大功耗較低，基本不超過15W，如果這時(shí)每個(gè)PoE端口按照最大功率（比如30W）去預(yù)留供電功率的話，就會(huì)出現(xiàn)有的端口PoE功率用不完，而有的端口卻分不到功率的情況。比如，有些PoE交換機(jī)均支持動(dòng)態(tài)功率分配，可以避免這種情況。在選購(gòu)PoE交換機(jī)時(shí)，要看交換機(jī)是否支持動(dòng)態(tài)功率分配，這樣每個(gè)端口只分配實(shí)際使用的功率，這樣就能更高效地利用PoE交換機(jī)的供電功率。
5、POE的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
- 1）簡(jiǎn)化布線，節(jié)約成本 許多帶電設(shè)備，例如監(jiān)控?cái)z像機(jī)等都需要安裝在難以部署AC電源的地方，POE使其不再需要昂貴電源和安裝電源所耗費(fèi)的時(shí)間，節(jié)省了費(fèi)用和時(shí)間。
- 2）便于遠(yuǎn)程管理 像數(shù)據(jù)傳輸一樣，POE可以通過使用簡(jiǎn)單網(wǎng)管協(xié)議(SNMP)來監(jiān)督和控制該設(shè)備。這個(gè)功能可以提供諸如夜晚關(guān)機(jī)、遠(yuǎn)端重啟之類的功能。
- 3）安全可靠 POE供電端設(shè)備只會(huì)為需要供電的設(shè)備供電，只有連接了需要供電的設(shè)備，以太網(wǎng)電纜才會(huì)有電壓存在，因而消除了線路上漏電的風(fēng)險(xiǎn)。用戶可以安全地在網(wǎng)絡(luò)上混用原有設(shè)備和POE設(shè)備，這些設(shè)備能夠與現(xiàn)有以太網(wǎng)電纜共存。
6、POE供電穩(wěn)定嗎
從技術(shù)角度來講，PoE的技術(shù)發(fā)展多年，目前已經(jīng)處于非常成熟的階段。但由于目前監(jiān)控市場(chǎng)迫于成本壓力，選用的PoE交換機(jī)或者線材品質(zhì)過于低劣，再或者方案設(shè)計(jì)本身就不合理，導(dǎo)致采用PoE供電的項(xiàng)目維護(hù)的工作量特別大，所以工程商普遍存在PoE供電不穩(wěn)定的觀點(diǎn)。
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控項(xiàng)目，不同于普通的網(wǎng)絡(luò)綜合布線，數(shù)據(jù)傳輸量非常大，功率高，且要求全天候不間斷工作，采用有品質(zhì)保證的PoE設(shè)備和線材是整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定的保證。
7、POE在安防行業(yè)中的應(yīng)用
得益于POE技術(shù)得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，目前安防監(jiān)控領(lǐng)域已經(jīng)出現(xiàn)了很多支持POE供電的設(shè)備，包括POE網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、POE網(wǎng)絡(luò)半球、POE網(wǎng)絡(luò)球機(jī)、POE網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)等。
這些設(shè)備擁有POE受電設(shè)備端的功能，利用以太網(wǎng)供電的供電端設(shè)備（PSE）提供的直流電,通過雙絞線傳輸至受電端（PD）。當(dāng)然，需要注意的是，POE標(biāo)準(zhǔn)支持最大15.4W，對(duì)常見的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是足夠的。然而，對(duì)于可以檢測(cè)移動(dòng)物體的動(dòng)作、轉(zhuǎn)向和進(jìn)行放大的PTZ攝像機(jī)而言，其需要20-30W的電力來正常工作，PTZ攝像機(jī)需要具有高達(dá)30W的電力輸出的POE+新標(biāo)準(zhǔn)的支持。當(dāng)然，現(xiàn)在已經(jīng)有許多最新的POE交換機(jī)支持POE+標(biāo)準(zhǔn)。
8、POE供電成為安防行業(yè)供電主流
在安防領(lǐng)域中，監(jiān)控作為其中最為重要的部分之一，布線和供電也成為其中必不可少的一部分。傳統(tǒng)的監(jiān)控布線供電一直是業(yè)內(nèi)一個(gè)困擾，在IP視頻監(jiān)控的時(shí)期，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施支持是重點(diǎn)，供電也是其中最為關(guān)鍵的一部分。
以往的攝像機(jī)都是本地供電，但自推出PoE后，常見的形式是以太網(wǎng)供電IP攝像機(jī)。PoE即Power Over Ethernet，是有源以太網(wǎng)供電的簡(jiǎn)稱，指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5布線基礎(chǔ)架構(gòu)不作任何改動(dòng)的情況下，再為一些基于IP的終端(如IP對(duì)講電話機(jī)、WiFi無線局域網(wǎng)接入點(diǎn)AP、網(wǎng)路攝影機(jī)等)傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的同時(shí)，還能為此類設(shè)備提供直流供電的技術(shù)。
PoE是解決供電布線的難題，就目前來說，如果是與基建一起實(shí)施的全新監(jiān)控項(xiàng)目，采用PoE供電仍然比較少，在大型項(xiàng)目中采用PoE供電的也比較少，相反在一些民用、套裝的市場(chǎng)，小型項(xiàng)目上，PoE應(yīng)用非常普遍。
9、PoE供電技術(shù)在工程應(yīng)用中存在哪些風(fēng)險(xiǎn)或劣勢(shì)？
- 1）功率不足，受電端帶不動(dòng)： 802.3af標(biāo)準(zhǔn)(PoE)輸出功率小于15.4W，對(duì)于一般IPC來說足夠了，但對(duì)于球機(jī)等大功率的前端設(shè)備而言，輸出的功率達(dá)不到要求。
- 2）風(fēng)險(xiǎn)過于集中： 通常來說，一臺(tái)PoE交換機(jī)同時(shí)會(huì)給多個(gè)前端IPC進(jìn)行供電，交換機(jī)的POE供電模塊任何故障都會(huì)導(dǎo)致所有的攝像機(jī)無法工作，風(fēng)險(xiǎn)過于集中。
- 3）設(shè)備、維護(hù)成本高： 相對(duì)于其他供電方式，PoE供電技術(shù)會(huì)增加售后維護(hù)工作量，從安全穩(wěn)定的意義上來說，單獨(dú)供電的穩(wěn)定性、安全性最好。
10、PoE供電的安全傳輸距離？網(wǎng)線的選擇有哪些建議？
POE供電的安全傳輸距離100米，建議使用超五類全銅網(wǎng)線。
POE供電網(wǎng)線要求這個(gè)問題只在中國(guó)等假貨便宜貨橫行的國(guó)家是個(gè)問題，在很多發(fā)達(dá)國(guó)家不是問題。POE IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)要求PSE輸出端口的輸出功率為15.4W或者15.5W， 傳輸100米后的PD設(shè)備接受功率必須不小于12.95W，按照802.3af典型電流值為350ma計(jì)算，100米網(wǎng)線的電阻必須為(15.4-12.95W)/350ma = 7歐姆或者(15.5-12.95)/350ma = 7.29歐姆。
而標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線是天然就滿足這個(gè)要求的，IEEE 802.3af poe供電標(biāo)準(zhǔn)本身就是以標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線測(cè)定的。而只所以會(huì)產(chǎn)生POE供電網(wǎng)線要求這個(gè)問題，是因?yàn)槭忻嫔系暮芏嗑W(wǎng)線都是非標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線，不是嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線的要求來生產(chǎn)的。市面的非標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線材質(zhì)主要有銅包鋼、銅包鋁、銅包鐵等，這些網(wǎng)線的阻值大，都不適合POE供電。POE供電必須使用無氧銅材質(zhì)的網(wǎng)線，即標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線。
PoE供電技術(shù)對(duì)線材的要求高，建議在監(jiān)控項(xiàng)目中，千萬不要在線材上省成本，得不償失。
11、如何選擇POE交換機(jī)
- 1）需要給多大功耗的設(shè)備供電： PoE交換機(jī)采用的標(biāo)準(zhǔn)不同，輸出功率也會(huì)不同，比如：IEEE802.3af最大不超過15.4W，由于傳輸線材的損耗，能給最大功耗不超過12.95W的設(shè)備供電。遵循IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)的PoE交換機(jī)，能給最大功耗不超過25W的設(shè)備供電。
- 2）最多能給多少個(gè)設(shè)備供電： PoE交換機(jī)的一個(gè)重要指標(biāo)，就是PoE供電的總功率。在IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)下，如果一臺(tái)24口PoE交換機(jī)的PoE供電總功率達(dá)到了370W，那么就能夠供滿24個(gè)端口(370/15.4=24)，但如果是按照IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)的單口最大供電功率30W計(jì)算，同時(shí)最多就只能給12個(gè)端口供電了(370/30=12)。
- 3）需要接口數(shù)： 是否帶光纖口、帶不帶網(wǎng)管、速率選擇(10/100/1000M)。
12、POE交換機(jī)可以二級(jí)交換嗎
PoE只是解決供電問題，不會(huì)影響信號(hào)的，（一般供電是用的4、5、7、8四根線，而信號(hào)是1、2、3、6四根線），如果要使用多層交換機(jī)，只需要讓離攝像機(jī)最近的交換機(jī)給攝像機(jī)供電就好了，后面的交換機(jī)則無需跟PoE有任何關(guān)系。
二、POE交換機(jī)有哪些工程問題
PoE交換機(jī)在無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋或無線監(jiān)控工程中扮演著重要的角色。雖然不像無線AP、網(wǎng)橋等設(shè)備這么起眼，但在實(shí)際應(yīng)用的過程中如若出現(xiàn)了問題，也會(huì)直接影響到整個(gè)無線工程。
為了在施工前就能將些注意事項(xiàng)考慮到位，減少后續(xù)工程的維護(hù)量，在此給大家羅列出幾點(diǎn)PoE交換機(jī)常見的工程問題，掌握以下幾點(diǎn)，能幫助大家更好的建設(shè)與維護(hù)無線網(wǎng)絡(luò)工程：
1、供電距離
大家知道PoE交換機(jī)的供電距離一般是100米，其實(shí)PoE供電距離是由數(shù)據(jù)信號(hào)和傳輸距離決定的，數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸距離是由網(wǎng)線決定的。
1）網(wǎng)線要求
網(wǎng)線的阻抗越低傳輸距離越遠(yuǎn)，所以首先要保證網(wǎng)線的質(zhì)量，購(gòu)買正品，推薦使用超五類網(wǎng)線，普通的5類線數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸距離大概是100米左右。
由于PoE標(biāo)準(zhǔn)有兩種：IEEE802.af和IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)。它們對(duì)超五類網(wǎng)線要求不同，不同主要體現(xiàn)在等效阻抗上。如100米的超五類網(wǎng)線，IEEE802.3at的等效阻抗須小于12.5歐姆，IEEE802.3af則須小于20歐姆。
2）PoE標(biāo)準(zhǔn)
保障PoE交換機(jī)的傳輸距離，就看PoE供電的輸出電壓，在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)(44-57V DC)盡量高，PoE交換機(jī)端口輸出電壓必須符合IEEE802.3af/at標(biāo)準(zhǔn)。
2、選擇標(biāo)準(zhǔn)型的POE交換機(jī)
如何判斷哪些是假的PoE設(shè)備？
假PoE設(shè)備只是通過一個(gè)PoE合路器將DC電源合并到網(wǎng)線中，不能通過標(biāo)準(zhǔn)的PoE交換機(jī)來供電，否則設(shè)備會(huì)燒壞。所以在工程應(yīng)用中，不僅要選擇標(biāo)準(zhǔn)的PoE交換機(jī)，還要選擇標(biāo)準(zhǔn)的PoE終端 。
標(biāo)準(zhǔn)PoE交換機(jī)的安全措施：
- 1、供電端（PSE）與受電端（PD）可動(dòng)態(tài)感知并調(diào)整供電電壓。
- 2、有效保護(hù)受電端（通常是IPC）不被電擊燒壞（其它方面還有短路、浪涌防護(hù)等）。
- 3、可智能檢測(cè)終端是否支持PoE，在接入非PoE終端時(shí)不會(huì)供電。
非標(biāo)準(zhǔn)的PoE交換機(jī)通常為了節(jié)省成本，并沒有以上安全措施。
3、交換機(jī)級(jí)聯(lián)問題
交換機(jī)級(jí)聯(lián)的層數(shù)涉及到帶寬的計(jì)算，簡(jiǎn)單舉例：
如果采用100M網(wǎng)口交換機(jī)級(jí)聯(lián)到中心，有效帶寬即45Mbps（帶寬利用率≈45%），如果每臺(tái)交換機(jī)分別連接了共15Mbps的監(jiān)控設(shè)備，即占單臺(tái)交換機(jī)帶寬15M，則45/15≈3，可級(jí)聯(lián)3臺(tái)交換機(jī)。
帶寬利用率為什么約等于45%？
實(shí)際以太網(wǎng)IP分組報(bào)頭約占總流量的25%，實(shí)際可利用鏈路帶寬為75%，實(shí)際應(yīng)用中考慮預(yù)留帶寬30%，所以保險(xiǎn)估認(rèn)帶寬利用率為45%。
4、注意交換機(jī)的功率
使用設(shè)備的功率是多大，再對(duì)應(yīng)選擇多大功率的PoE交換機(jī)。如果你的設(shè)備的功率是在15W以下的，那選擇支持802.3af標(biāo)準(zhǔn)的PoE交換機(jī)就可以了。如果功率是大于15W的，則需要選擇802.3at標(biāo)準(zhǔn)的大功率交換機(jī)，否則帶不動(dòng)。當(dāng)然要您的設(shè)備是支持PoE的，不支持PoE則需要準(zhǔn)備一個(gè)PoE分離器。
三、淺析PoE技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中的應(yīng)用
隨著網(wǎng)絡(luò)化高清監(jiān)控時(shí)代的來臨,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的各種應(yīng)用正在不斷的增加和完善,對(duì)基礎(chǔ)電源的需求更加迫切。以下主要探討PoE技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中的應(yīng)用場(chǎng)景及其發(fā)展趨勢(shì)。
1、POE供電標(biāo)準(zhǔn)
以太網(wǎng)供電(PoE)標(biāo)準(zhǔn)正式頒布到現(xiàn)在短短數(shù)年時(shí)間，全球各地的企業(yè)都開始迫不及待地采用這項(xiàng)新興技術(shù)。一項(xiàng)調(diào)查結(jié)果表明，從2004到2008年的4年間，采用PoE技術(shù)的供電設(shè)備復(fù)合年增長(zhǎng)率已超過33%。2008年全球采用PoE技術(shù)的受電設(shè)備(Powered Devices, PD)市場(chǎng)突破了52億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)38%。隨著全球安全市場(chǎng)的增長(zhǎng)，用戶逐步開始考慮在現(xiàn)有以太網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之上盡可能地布置一些網(wǎng)絡(luò)安全攝像機(jī)及其他一些網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備。基于PoE技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備也已經(jīng)越來越被用戶所接受并且得到了快速的發(fā)展。自2010年中國(guó)安防行業(yè)網(wǎng)絡(luò)高清化浪潮被掀起，PoE技術(shù)成為網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)相較于模擬攝像機(jī)的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)點(diǎn)，同時(shí)能省去配置電源線的時(shí)間與金錢，使整個(gè)裝置系統(tǒng)的成本明顯降低。極大的推動(dòng)了安防行業(yè)IP化進(jìn)程。
隨著以太網(wǎng)的廣泛應(yīng)用,目前全球均普遍采用RJ-45網(wǎng)絡(luò)插座，因此各種PoE設(shè)備都具備相容性。PoE不需要更改以太網(wǎng)線路的纜線架構(gòu)即可運(yùn)作，所以采用PoE系統(tǒng)不但節(jié)省成本易于布線安裝還具備了遠(yuǎn)程通電、斷電的能力,從而很好的解決了網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)所需的電源難題,將在未來安防監(jiān)控領(lǐng)域的發(fā)展中起到非常重要的作用。
2、POE在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中的應(yīng)用
近年來，由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)和信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，國(guó)家各行業(yè)對(duì)視頻監(jiān)控產(chǎn)生了前所未有的需求。應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，除了金融、政府、交通等特殊行業(yè)外，社區(qū)、酒店公共場(chǎng)所、工廠和商場(chǎng)都已應(yīng)用或正在實(shí)施數(shù)字監(jiān)控。規(guī)模和輻射區(qū)域越來越大。典型的例子是 “平安中國(guó)”項(xiàng)目，其項(xiàng)目范圍涉及到了整個(gè)城市，攝像頭達(dá)到上萬個(gè)。而視頻監(jiān)控產(chǎn)品也從本地的DVR方式向IP Camera網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。
但是，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控設(shè)備的安裝卻受到環(huán)境的制約，嚴(yán)重影響了網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控所用網(wǎng)絡(luò)攝像頭除了需要通過網(wǎng)線來傳輸視頻信號(hào)外，還必須全天候?yàn)槠涮峁┳銐虻碾娏ΑＴ趯?shí)施過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因?yàn)闊o法提供穩(wěn)定的電源，而不得不重新設(shè)計(jì)攝像頭的安裝地點(diǎn)的情況，而重新設(shè)計(jì)安裝地點(diǎn)可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)監(jiān)控死角，使安防監(jiān)控失去意義。
通常情況下，正常工作的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)需要外接兩根線，一根網(wǎng)線，一根電線。而以下情況會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控鏡頭無法安裝：
- 1)、攝像頭安裝位置無電源。
- 2)、攝像頭安裝的位置有電源，但卻是照明電源，無法提供全天候供電。
以上導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)無法安裝的情況，均發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的供電問題上。要想使網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在預(yù)計(jì)地點(diǎn)正確安裝，就必須解決網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的供電問題。既然不能正常提供電力，就應(yīng)該考慮使用網(wǎng)線來給攝像機(jī)供電，畢竟部署一條網(wǎng)線比部署一條強(qiáng)電線要容易的多，而且如果使用網(wǎng)線供電，只要數(shù)據(jù)交換機(jī)端的電力不中斷，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)就可以正常工作。
使用網(wǎng)線給網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)供電，可以歸納為以下兩種情況：
- 1)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)支持IEEE802.3afIEEE802.3at協(xié)議，可以直接使用PoE供電設(shè)備通過網(wǎng)線給網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)供電。
- 2)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)不支持IEEE802.3afIEEE802.3at 協(xié)議，不能直接使用POE設(shè)備供電。這時(shí)需要用到另外一種配套設(shè)備——PoE分離線或者PoE分離器。它的作用可以將集成有電力的網(wǎng)線分離成純數(shù)據(jù)網(wǎng)線和電源線。這樣就可完成數(shù)據(jù)與電源分離，達(dá)到一根網(wǎng)線即傳輸了數(shù)據(jù)又提供電源。
3、解析POE網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)
PoE網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是利用PoE技術(shù)來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，它擁有PoE受電設(shè)備端的功能，利用以太網(wǎng)供電的供電端設(shè)備(PSE)提供的直流電,通過雙絞線傳輸至受電端(PD)。PoE功能在若干年以后毫無疑問會(huì)是攝像機(jī)的必備功能，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的引進(jìn)PoE功能極大的靈活了網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的供電需求，既可以就地取電，也可以通過網(wǎng)線取電，布局的時(shí)候不再受傳統(tǒng)的電力線取電點(diǎn)的制約，可以隨意移動(dòng)和變更攝像點(diǎn)，在許多領(lǐng)域都具備極大的優(yōu)勢(shì)。伴隨著PoE產(chǎn)品廠商的大力投入PoE技術(shù)開發(fā)、培育市場(chǎng)，PoE產(chǎn)品在性能上逐步升級(jí)，在價(jià)格上逐步平民化，PoE網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的用量成倍增長(zhǎng)。安防行業(yè)已經(jīng)逐步走進(jìn)無PoE不高清的“以太網(wǎng)供電PoE時(shí)代”
跟普通網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)相比，PoE網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：除了從以太網(wǎng)電纜為連接設(shè)備提供通用供電支持外，PoE降低了投資開支，從而降低了在統(tǒng)一IP基礎(chǔ)設(shè)施中整合入上電設(shè)備的總部署成本。PoE免除了為終端設(shè)備安裝墻壁電源連接的需要，因而降低了與支持終端設(shè)備相關(guān)的電源插座成本。它還可在部署本地交流電源較為困難的場(chǎng)所安裝網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，從而提供了更大的靈活性。我們?cè)趯?shí)際運(yùn)用中也可以將PoE 網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中的受電端從攝像機(jī)中剝離出來，分成普通的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)加PoE分離器或者PoE分離線。前端同樣有提供PoE供電的以太網(wǎng)交換機(jī)，后端配置PoE分離器或者PoE分離線，將雙絞線傳輸過來的直流電源轉(zhuǎn)換給網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，提供網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的工作電源。因?yàn)槭茈娔K具有支持功率識(shí)別電路的功能，在我們使用智能PoE交換機(jī)供電的時(shí)候，節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)的更加明顯。
4、POE技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中的應(yīng)用
安防行業(yè)應(yīng)用PoE組網(wǎng)主要有簡(jiǎn)化布線、節(jié)能靈活、安全方便等優(yōu)勢(shì)。眾所周知，一般的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)除了需要通過網(wǎng)線來傳輸視頻信號(hào)外，還必須全天候?yàn)槠涮峁┳銐虻碾娏Α６诂F(xiàn)實(shí)施工中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因?yàn)闊o法提供穩(wěn)定的電源，而不得不重新設(shè)計(jì)攝像頭的安裝地點(diǎn)的情況。如此一來，重新設(shè)計(jì)安裝地點(diǎn)額可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)監(jiān)控死角，使監(jiān)控失去意義。
- 1）、靈活性，PoE只需要安裝和支持一條電纜，簡(jiǎn)單而且節(jié)省空間，并且設(shè)備可隨意移動(dòng);
- 2）、節(jié)約成本，視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)等，都需要安裝在難以部署AC電源的地方，PoE使其不再需要昂貴電源和安裝電源所耗費(fèi)的時(shí)間，節(jié)省了費(fèi)用和時(shí)間;
- 3）、供電智能化，DC電源像數(shù)據(jù)傳輸一樣，PoE可以通過使用簡(jiǎn)單網(wǎng)管協(xié)議(SNMP)來監(jiān)督和控制設(shè)備;
- 4）、消除供電安全隱患，PoE供電端設(shè)備只會(huì)為需要供電的設(shè)備供電，只有連接了需要供電的設(shè)備，以太網(wǎng)電纜才會(huì)有電壓存在，因而消除了線路上漏電的風(fēng)險(xiǎn);
- 5）、集中供電優(yōu)勢(shì)，一個(gè)單一的UPS就可以提供相關(guān)所有設(shè)備在斷電時(shí)的供電;
- 6）、設(shè)備兼容性優(yōu)勢(shì)，用戶可以自動(dòng)、安全地在網(wǎng)絡(luò)上混用原有設(shè)備和PoE設(shè)備，這些設(shè)備能夠與現(xiàn)有以太網(wǎng)電纜共存;
- 7）、使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備便于管理，當(dāng)遠(yuǎn)端設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)相連后，能夠遠(yuǎn)程控制、重配或重設(shè);
- 8）、在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)局域網(wǎng)中，PoE可以簡(jiǎn)化測(cè)試任務(wù)，接入點(diǎn)能夠被輕松地移動(dòng)和接入。
5、PoE在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中的發(fā)展趨勢(shì)
1 ）、IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)是目前的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用
該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可以通過RJ45接口向受電設(shè)備提供功率高達(dá)13W、48V的電源，這就允許設(shè)備使用與傳輸數(shù)據(jù)一致的電纜提供或吸收功率。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了兩個(gè)可選電源實(shí)體的功能及電氣特性：即受電設(shè)備(Power Device，or PD)和供電設(shè)備(Power Sourcing Equipment，or PSE)，該標(biāo)準(zhǔn)可向下兼容。較早的PoE設(shè)備不會(huì)與IEEE802.3af 標(biāo)準(zhǔn)相沖突，有效功率級(jí)還將有望面向未來的應(yīng)用。
IEEE 802.3af PoE 標(biāo)準(zhǔn)允許設(shè)計(jì)師通過以太網(wǎng)電纜為用電設(shè)備(PD)提供高達(dá)12.95W 的電力，同時(shí)符合安全特低電壓(SELV)要求。根據(jù)IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)，PD可按所需功率分為四個(gè)不同的級(jí)別。Class 1 設(shè)備需要的工作功率為0.44～3.84W，Class 2 設(shè)備需要的工作功率介于3.85W 和6.49W之間，Class 3設(shè)備的功率范圍則介于6.5～12.95W之間。設(shè)計(jì)師可以根據(jù)功率要求將他們的設(shè)備指定為特定的級(jí)別。低成本解決方案可以使用一般的
默認(rèn)級(jí)別指定(Class 0)，表示PD需要的工作功率介于0.44～12.95W的工作功率。
作為通過以太網(wǎng)電纜輸電的IEEE工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以太網(wǎng)供電(PoE)技術(shù)的發(fā)展勢(shì)頭十分強(qiáng)勁。這一新興技術(shù)通過傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的CAT-5電纜進(jìn)行供電，可以簡(jiǎn)化用電設(shè)備(PD)的安裝和部署。這些設(shè)備包括無線接入點(diǎn)、監(jiān)控?cái)z像機(jī)、智能終端、智能傳感器和VoIP電話等。
由于IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)的功率都在13W以下，但是實(shí)際應(yīng)用過程中需要用到更大功率的終端，例如含有全方位云臺(tái)、變焦鏡頭的攝像機(jī)、大功率的高速球型攝像機(jī)等它們的功率大都30W以上，所以為將進(jìn)一步提高信道的供電能力，IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)將功率由現(xiàn)在的12.95W提高到30W以上。
2） 、IEEE 802.3at標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展迅猛
目前PoE業(yè)界所采用的標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3 af應(yīng)用還是占據(jù)主要部分，只能向功率在13W以下的受電設(shè)備供電。雖然能夠滿足傳統(tǒng)的IP電話以及網(wǎng)絡(luò)攝像頭的需求，但隨著無線局域網(wǎng)雙波段接入、視頻電話、PTZ視頻監(jiān)控系統(tǒng)(可變焦帶云臺(tái)的攝像機(jī))、智能終端、遠(yuǎn)處辦公設(shè)備等高功率應(yīng)用的出現(xiàn)，原有的IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)13W的供電功率顯然不能滿足需求，為此，IEEE在2005年開始開發(fā)新的PoE標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3at(PoE Plus)以提升PoE可傳送的電力。
新標(biāo)準(zhǔn)于2009年正式發(fā)布,稱為Power-over-Ethernet Plus (PoEP) IEEE 802.3at，它將功率要求高于12.95W的設(shè)備定義為Class 4(該級(jí)別在IEEE 802.3af中有描述，但留作將來使用)，可將功率水平擴(kuò)展到25W或更高。由于能夠支持更高的功率水平，這一新標(biāo)準(zhǔn)會(huì)將PoE應(yīng)用很容易擴(kuò)展到新的領(lǐng)域，例如WLAN(無線局域網(wǎng))、銷售點(diǎn)終端設(shè)備、交換機(jī)以及傾斜式/變焦式/云臺(tái)式監(jiān)控?cái)z像機(jī)。
IEEE802.3at (PoEP)標(biāo)準(zhǔn)中最引人注目的一個(gè)新變化將是，它能夠以比現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)更詳盡的細(xì)節(jié)來控制功率分布。兼容802.3af標(biāo)準(zhǔn)的PSE識(shí)別PD的級(jí)別后，只需提供級(jí)別定義所允許的最大功率即可。IEEE802.3at系統(tǒng)通電后，符合標(biāo)準(zhǔn)的PSE將能夠使用Level-2 軟件與每個(gè)PD 進(jìn)行通信，以確定峰值和平均功率要求。這一新功能將允許設(shè)計(jì)師根據(jù)功率預(yù)算來設(shè)計(jì)PoE兼容系統(tǒng)，并使系統(tǒng)總功率能力更接近于系統(tǒng)負(fù)載要求。峰值負(fù)載功率和高電流持續(xù)時(shí)間之間還可以建立通信(例如，攝像機(jī)推拉電機(jī)具有較高的短時(shí)電流要求)。不過，新標(biāo)準(zhǔn)尚未對(duì)這種Level-2通信進(jìn)行完整定義。由于新標(biāo)準(zhǔn)是向下兼容IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)的，因此面臨的一個(gè)主要問題是，PSE如何判斷與之相連的是IEEE802.3af兼容PD還是新的IEEE802.3at兼容PD(以及PD如何對(duì)PSE做出類似的判斷)。為了解決此問題，IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)將使用與IEEE802.3af中相同的特征來指示PoE兼容PD，但這樣會(huì)在分級(jí)階段增加第二次電壓脈沖，以便指示PSE的IEEE802.3at兼容狀態(tài)。IEEE802.3at兼容PD將檢測(cè)到第二次電壓脈沖，并判斷它們已連接至IEEE802.3at兼容PSE。由于分級(jí)周期持續(xù)時(shí)間符合 IEEE802.3af時(shí)間限制，因此與當(dāng)前IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)兼容的PD會(huì)將第二次脈沖僅視為初始查詢和響應(yīng)的一部分。
3 ）、IEEE802.3af與IEEE802.3at的對(duì)比：
與IEEE802.3af相比，IEEE802.3at可輸出2倍以上的電力，每個(gè)端口的輸出功率可在30W以上，因此可大幅拓寬PoE的應(yīng)用領(lǐng)域。表1為IEEE802.3af與IEEE802.3at的對(duì)比。
6、PoE 技術(shù)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
PoE目前尚面臨一些挑戰(zhàn)，如PoE技術(shù)可讓受電設(shè)備從每個(gè)端口獲得30W以上的功率，但不是每個(gè)端口的受電設(shè)備都需要30W 的功率，因此，如何準(zhǔn)確的感測(cè)每個(gè)受電設(shè)備的需要是一個(gè)很重要的問題，否則可能對(duì)受電設(shè)備造成損壞或?qū)W(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施形成不安全因素。此外，由于電纜通常被匝成電纜束, 并置于配線柜中，因此線纜束的散熱問題則需要考慮。而成本問題則是PoE面臨的又一挑戰(zhàn)，特別是對(duì)PD制造商而言，在產(chǎn)品中加入PoE技術(shù)就意味著增加成本。
另外標(biāo)準(zhǔn)的五類網(wǎng)線有四對(duì)雙絞線，但是在l0Mbase-T和100Mbase-T 中只用到其中的兩對(duì)。IEEE802.3af允許兩種用法，應(yīng)用空閑腳供電時(shí)，4、5腳連接為正極，7、8 腳連接為負(fù)極。應(yīng)用數(shù)據(jù)腳供電時(shí)，將DC 電源加在傳輸變壓器的中點(diǎn)，不影響數(shù)據(jù)的傳輸。在這種方式下線對(duì)1、2 和線對(duì)3、6 可以為任意極性。目前的標(biāo)準(zhǔn)不允許同時(shí)應(yīng)用以上兩種情況。電源提供設(shè)備PSE 只能提供一種用法，而電源應(yīng)用設(shè)備PD必須能夠同時(shí)適應(yīng)多種情況。
7、PoE在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中的市場(chǎng)機(jī)遇
PoE技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)部署靈活、擴(kuò)展方便的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到了極致，然而國(guó)內(nèi)的PoE網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的市場(chǎng)狀況并不樂觀，只占整體監(jiān)控市場(chǎng)的較少的份額，這其中的緣由又從何說起呢?
安防監(jiān)控市場(chǎng)到目前為止發(fā)展大致分了三個(gè)階段: 模擬化技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)(IP技術(shù))。在三個(gè)階段中，最初是以模擬信號(hào)和設(shè)備為特征的CCTV(Closed Circuit Television，閉路電視監(jiān)控)系統(tǒng)，采用VCR(Video Cassette Recorders)存儲(chǔ)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù);到數(shù)字化或部分?jǐn)?shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)中以DVR(Digital Video Recorder)或具有網(wǎng)絡(luò)功能的NVR(Network DVR)存儲(chǔ)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù);再到現(xiàn)在蓬勃發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)(IP監(jiān)控系統(tǒng))，采用更新的存儲(chǔ)技術(shù)(DAS、NAS、IP SAN或FC SAN等)存儲(chǔ)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。這是監(jiān)控系統(tǒng)走過的三步發(fā)展之路，也是監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)的三個(gè)不同時(shí)代。
客觀地說，雖然目前的模擬化與數(shù)字技術(shù)局限性十分明顯，網(wǎng)絡(luò)化的安防技術(shù)應(yīng)用的日益廣泛和深入，也是必然的發(fā)展趨勢(shì)，但模擬化技術(shù)與數(shù)字技術(shù)在市場(chǎng)中仍占據(jù)較大比重。因此從整體監(jiān)控市場(chǎng)角度來看，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的市場(chǎng)比重還不高，因此，隸屬與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的PoE攝像機(jī)市場(chǎng)相對(duì)也不活躍。從技術(shù)角度來看，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控市場(chǎng)雖然經(jīng)過幾年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)PoE技術(shù)從非標(biāo)準(zhǔn)走向標(biāo)準(zhǔn)，從非智能走向智能，供電功率也不再局限于IEEE802.3af和IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，更高的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)均可納入PoE供電系統(tǒng)，通過光纖通信技術(shù)的引進(jìn)，更促使PoE產(chǎn)品組網(wǎng)的靈活性。當(dāng)然從廣大工程商的認(rèn)可程度來看，PoE網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)雖然有諸多優(yōu)勢(shì)，但畢竟同傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在施工時(shí)存在諸多不同，如PoE的應(yīng)用規(guī)范、終端設(shè)備功率的選型配套等，需要將PoE的應(yīng)用技術(shù)更好的傳授到一線的安防工程師那里。另外，目前PoE市場(chǎng)中還混有一部分非標(biāo)準(zhǔn)PoE產(chǎn)品，魚目混雜，非標(biāo)準(zhǔn)PoE產(chǎn)品的應(yīng)用嚴(yán)重傷害了安防工程商對(duì)PoE的熱情，加深工程商對(duì)PoE技術(shù)的懷疑和不認(rèn)可，只有掃清PoE技術(shù)的應(yīng)用障礙和誤區(qū)，才能讓廣大網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控用戶真正享受到PoE技術(shù)所帶來的美好體驗(yàn)。
隨著PoE技術(shù)的發(fā)展，能提供電源的功率逐步增大，信號(hào)傳輸帶寬更高，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控將以PoE供電方式將逐漸被更多消費(fèi)者喜愛，各監(jiān)控產(chǎn)品供應(yīng)商也都推出了PoE產(chǎn)品，相信以PoE技術(shù)為核心的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控產(chǎn)品會(huì)逐步成為市場(chǎng)的主流。