РoE в IP-видеонаблюдении – не панацея, а частный случай
- Относительно возможных перспектив развития
- 16/300 – High POE инжектор 16-портовый Midspan (OSNOVO)
- Продукты Axis PoE (Axis)
- PoE-инжекторы NIP-3200-101PG и NIP-3200-161PG (NSGate)
- ZyXEL ES3500-8PD
- Инжектор одноканальный PSE-PoE.(10-30)DC/48DC-10VA («Бастион»)
- Комплект питания PoE-11 («Тахион»)
- Инжектор PoE-21-I («Тахион»)
Мы не будем подробно вдаваться в саму технику. Мы только проанализируем в самых общих чертах применение этой технологии, но уже не вообще, а в совершенно конкретном вопросе построения систем IP-видеонаблюдения. Потому что если говорить о «вообще», то существуют подобные технологии достаточно давно, разрабатывались и разрабатываются для самых различных задач. Что же касается новизны вопроса для нашего рынка, то связано это не более чем с общим стремлением рынка IT-технологий развиваться за счет внедрения на рынок c и рынка видеонаблюдения, в частности, как его сегмента.
Помимо источника питания и собственно потребителя в схему включаются еще два устройства: инжектор и сплиттер (рис. 1).
На инжектор приходит собственно линия Ethernet. А также с внешнего блока питания подается напряжение (Uинж.), которое далее будет подано в линию передачи (Ethernet +Ринж.). Ну и, конечно, в миссию инжектора входит объединение линии передачи данных и мощности в единую линию. На выходе инжектора имеем один-единственный разъем RG45, к которому и подключается линия Ethernet + линия передачи мощности.
В сплиттере (разделители) эти две линии разделяются.
Однако объединением линий и их последующим разделением функции инжектора и сплиттера не ограничиваются. Более того, это отнюдь не самые главные их функции. Самая главная их функция – управление передачей мощности.
Напряжение, подаваемое с внешнего блока питания на инжектор и с него в линию, может в несколько раз превышать напряжение, требуемое конечным потребителем. Наиболее часто встречающийся вариант – 48 В (при этом потребителю может быть необходимо 12 В, а то и меньше).
При подключении сплиттера на другом конце линии сначала происходит определение подключения инжектором. С инжектора подается напряжение от 2,8 до 10 В в зависимости от конкретного стандарта. Если подключение на другом конце соответствует тому же стандарту, далее происходит процесс классификации подключения.
На данном этапе сплиттер «информирует» инжектор о той мощности, которую ему необходимо выдать потребителю, и, если эта мощность укладывается в параметры, которые инжектор способен выдать (с учетом, конечно, потери мощности в линии), происходит подача полного напряжения в линию.
Получив информацию о необходимой мощности от сплиттера, инжектор подает полное напряжение питания в линию, которое в разы превосходит необходимое напряжение для оконечной аппаратуры. Но, передавая необходимую для конечной аппаратуры мощность, ток в линии, в свою очередь, будет в разы меньше, нежели потребляет эта аппаратура. Таким образом, падение напряжения в линии ∆U = I xR также будет в разы меньше. Тем не менее оно будет и требует учета. Но этим учетом без нашего участия занимаются сплиттер и инжектор на этапе классификации подключения. Если с учетом падения напряжения мощности инжектора будет недостаточно, подключение просто не состоится. После разделения линий в сплиттере его выходное напряжение подается на DC/DC преобразователь, на выходе которого имеем напряжение, требуемое для оконечной аппаратуры. Соответственно, поскольку заданная изначально мощность обеспечена линией передачи, будет обеспечен и требуемый рабочий ток. Импульсный DC/DC преобразователь имеет очень высокий КПД, позволяющий пренебречь потерями на самом преобразователе.
В общем случае DC/DC преобразователь (впрочем, как и блок питания инжектора) идеологически к системе питания РоЕ не относится. Хотя и может находиться в конкретных устройствах в одном корпусе со сплиттером и инжектором. Инжектор и сплиттер могут входить в схемы других приборов (сетевых коммутаторов, IP-камер, регистраторов и т. п.). Если на коммутаторе есть разъем для подключения линии РоЕ, значит, внутри в нем есть и инжектор, и блок питания инжектора. Если камера имеет разъем подключения РоЕ, внутри ее корпуса есть и сплиттер, и DC/DC преобразователь. Хотя существуют, и более чем оправданно, эти устройства как совершенно самостоятельные изделия.
Итак, все, казалось бы, совершенно замечательно. Ни о чем не надо думать – воткнул RJ45 в гнездо с соответствующей маркировкой, и все закрутится само. Или не закрутится вовсе, но при этом ничего нигде не пострадает. Необходим всего один-единственный кабель на все нужды – и для Ethernet, и для питания. Одни-единственные совершенно одинаковые разъемы, которые надо просто совершенно однотипно обжать единственным инструментом. Ни отвертки вам, ни пассатижей, ни даже ножа не понадобится.
Однако применение РоЕ в системах IP-видеонаблюдения объективно накладывает жесткие ограничения и имеет свои объективные помимо плюсов и минусы.
- Ценовой фактор. Вся необходимая аппаратура существенно дороже стандартного блока питания вместе с необходимыми коммуникациями питания.
- Максимальная дальность передачи не может составлять более 100 м, что регламентировано стандартом Ethernet. В ряде случаев для потребителей сравнительно большой мощности эта максимальная дальность сокращается в 2 раза, т. е. составляет 50 м. Существуют удлинители линии РоЕ (вместе с удлинителями Ethernet), однако для пассивных устройств вместе с увеличением длины линии возрастает и дальнейшая потеря мощности на ней (инжектор может просто отключить такую линию при недостаточной выдаваемой мощности). Есть и активные устройства, т. е. требующие подачи на них внешнего питания. Но при наличии такового вся идея теряет практический смысл для систем видеонаблюдения.
- А что такое максимальная дальность 100 м для серьезной системы видеонаблюдения? Из претендентов автоматически исключаются периметры, большие промышленные объекты, гипермаркеты, стадионы и т. д. и т. п. Таким образом, применение РоЕ может иметь место только на небольших локальных объектах.
- И невредно понимать, что наличие встроенной функции РоЕ в применяемой аппаратуре – это уже заложенная в аппаратуру стоимость всех необходимых для РоЕ составляющих. В случае невостребованности этой функции в конкретной системе неоправданная переплата за аппаратуру будет вполне ощутимой. Поэтому не стоит расценивать наличие такой функции, как несомненный плюс аппаратуры. В зависимости от категории оснащаемого объекта это может оказаться исключительно минусом.
- Еще очень существенное ограничение применительно к системам видеонаблюдения – невозможность использования питания для нескольких устройств. Один порт – одно устройство. Или, как принято говорить, – «точка – точка». А учитывая, что наши системы нередко наращиваются, модернизируются да просто изменяются во времени под изменяющиеся во времени же требования заказчика, это можно рассматривать как очень серьезное ограничение. Одно дело, когда вдоль периметра проходит силовой кабель большого сечения с многократным запасом мощности на все мыслимые и немыслимые фантазии клиента, а другое – когда мощность на отдельное устройство выбрана буквально до последнего ватта.
- Отдельным минусом, в особенности применительно к ТСБ, следует указать такой параметр, как надежность системы. Известно, что надежность системы определяется как произведение надежностей входящих в нее взаимонезависимых элементов. Поскольку надежность каждого элемента всегда меньше единицы, с внесением в систему каждого нового элемента надежность всей системы будет неизбежно падать. Мало того что в систему питания мы добавили целый ряд дополнительных элементов в сравнении с простой классической схемой питания, так еще и элементы эти оказываются взаимозависимые, что влечет дополнительное снижение надежности.
- Говоря о надежности системы, необходимо тут же отметить проблемы резервирования питания, если таковое необходимо. Резервировать придется исключительно все внешнее питание. Установкой «бесперебойников» на местах проблему решить не удастся.
- И, пожалуй, самое главное объективное ограничение, накладываемое РоЕ, – это ограничение по мощности питаемых устройств. Больше 60 В напряжения по кабелю UTP/FTP передавать просто нельзя. Передаваемый ток можно снижать, но отнюдь не до бесконечности. Меж тем нынешние системы в связи с ростом предъявляемых к ним требований, напротив, наращивают потребляемую мощность: ИК-прожекторы, сами IP-камеры (да еще с устройствами обработки и записи на борту), длиннофокусные объективы, требующие обогреваемых боксов больших размеров, поворотные платформы под солидные нагрузки и т. п. Да и требуемые для абсолютного большинства наших внешних объектов климатические параметры работают далеко не в пользу РоЕ. Так, например, для одной из купольных IP-видеокамер для внешней установки в руководстве по эксплуатации прямо указано, что организация питания по РоЕ возможна только при нижнем температурном пределе -30 0С. В случае если нижний температурный предел составляет -50 0С, питание к камере должно быть подведено отдельно. И кто в нашем климате рискнет вывесить камеру ценой в несколько тысяч у. е. на улицу, установив нижний допустимый предел в минус 30 градусов? Таким образом, для нашего рынка функция РоЕ при данных параметрах для этой камеры остается изначально невостребованной, а ее отсутствие сделало бы товар более привлекательным с точки зрения цены.
- Ну, и еще ограничение: при оптоволоконной передаче сигнала вся идея РоЕ теряет смысл. Разве что от оптического коммутатора непосредственно к камере? Но сам оптический коммутатор устанавливается, как правило, в монтажном шкафу, топология системы строится таким образом, чтобы минимизировать длину витой пары, и экономия на метровых длинах кабеля с существенными затратами на оборудование всегда выйдет со знаком «минус».
Относительно возможных перспектив развития
Первое
Второе
Резонно обеспечить потребителю выбор таких параметров. Кроме того, предлагая комплекты (инжектор + сплиттер + DC/DC преобразователь), нет необходимости в жестком соблюдении стандарта. Достаточно обеспечить обмен данными конкретных устройств между собой, а не с любым устройством, имеющим на своей панели гнездо под РоЕ. Потребителя в конечном счете будут волновать исключительно выходные параметры, которые при таком подходе могут быть и более высокими и за существенно меньшие средства. И рынок непременно должен пойти по этому пути в противовес стандартным «праздничным наборам» в виде приложения РоЕ к любому оборудованию IP-систем.
Что касается конечного потребителя, то выше головы не прыгнешь – и основными потребителями данной технологии останутся небольшие локальные объекты: офисы, магазины, малые внешние территории и т. п.
16/300 – High POE инжектор 16-портовый Midspan (OSNOVO)
Продукты Axis PoE (Axis)
Переходные разъемы Axis PoE проводят питание к сетевому видеооборудованию со встроенной поддержкой технологии Power over Ethernet (макс. 15,4 т на порт) через кабели Ethernet. Для сетевого видеооборудования, не поддерживающего PoE, необходимо использовать разветвитель PoE, разделяющий питание и данные, поступающие через сетевой кабель.
Переходные разъемы Axis PoE и разветвители PoE соответствуют стандарту IEEE 802.3af (кроме активного разветвителя Power over LAN), а значит, совместимы со всеми продуктами Axis, поддерживающими технологию Power over Ethernet.
PoE-инжекторы NIP-3200-101PG и NIP-3200-161PG (NSGate)
PoE-инжектор NIP-3200-101PG гарантирует мощность 30 Вт на порту питаемого устройства и поддерживает 802.3at. Имеет встроенный источник питания и может работать с любым Ethernet 10/100/1000 Base-T оборудованием. Новый инжектор NIP-3200-161PG гарантирует удвоенную мощность 60 Вт на своем выходном порту и решает проблему обеспечения питанием удаленных устройств, которым недостаточно мощности 30 Вт. В соответствии со стандартом 802.3at инжектор обеспечивает 52 В / 30 Вт на каждой из двух групп витых пар: EndSpan (1/2, 3/6) и MidSpan (4/5, 7/8).
Есть альтернативные решения, называемые Passive PoE, в виде промежуточного комплекта адаптеров – инжектора и сплиттера, которые позволяют применять технологию PoE для устройств, не оснащенных данной функцией изначально.
ZyXEL ES3500-8PD
Инжектор одноканальный PSE-PoE.(10-30)DC/48DC-10VA («Бастион»)
Максимальная мощность нагрузки PSE-PoE.(10-30)DC/48DC-10VA составляет: 5 Вт – при питании от ИБП 12 В; 10 Вт – при питании от ИБП 24 В; 20 Вт – при питании от ИБП 48 В. Инжектор обеспечивает типовой уровень защиты каналов передачи и приема данных от импульсных помех, а также защиту ИБП от импульсных перенапряжений вследствие разрядов молнии и коммутационных процессов в электрических сетях. PSE-PoE.(10-30)DC/48DC-10VA имеет бескорпусное исполнение и при установке в корпус или ответвительную коробку со степенью защиты IP55 допускает работу в диапазоне температур окружающей среды от -40 °С до +50 °C.
Комплект питания PoE-11 («Тахион»)
Комплект обеспечивает при использовании 4 пар кабеля категории 5e, выходном напряжении инжектора 24 В и токе не более 1,2 А доставку не менее 25 Вт мощности на дальности до 50 м и не менее 20 Вт на дальности до 100 м.
Степень защиты IP20. Поддерживаемые стандарты: IEEE 802.3u (100Base-TX). Количество пар для передачи питания: 4. Тип используемого кабеля: 4-парный, категория 5e. Максимальная дальность передачи – 100 м



