Что такое РОЕ питание в IP-камерах видеонаблюдения

Любая цифровая видеокамера для работы требует подключения к электропитанию. Передача сигнала также происходит по проводам. Для снижения затрат на монтаж проводки и удобства соединения разработано PoE питание для IP камер. Существует несколько видов подключения, о которых следует узнать до приобретения аппаратуры и начала монтажных работ.

Понятие технологии РoE

Аббревиатура «РоЕ» получена от первых букв слов английского выражения Power over Ethernet, или питание по локальной сети.

Для подачи напряжения на камеры используют единый кабель PoE для видеонаблюдения, по которому также транслируется видеосигнал.

РоЕ питание применяют в IP телефонии (телефоны VoIP), создании локальных сетей в частных домах и на предприятиях, при подключении устройств, соединённых в сеть Wi-Fi.

Преимущества способа

Использование общего кабеля имеет ряд преимуществ:

• снижаются затраты на приобретение соединительных проводов;
• монтажные работы упрощаются;
• для работы камер не нужны розетки и блоки питания в месте установки;
• электробезопасность обеспечивается уровнем напряжения, проходящем по витой паре (до 48 В);
• осуществляется централизованной контроль работы всех подключённых устройств и аварийное отключение;
• меньше портится внешний вид помещений.

Использование витой пары упрощает борьбу с наведёнными напряжениями и снижает влияние электромагнитных помех за счёт строения проводов, имеющих различный шаг скручивания.

Недостатки метода

При длине провода более 100 метров возрастает сопротивления проводов, следовательно, падает напряжение на камере. Это может привести к отключению аппаратуры.

РоЕ аппаратура стоит дороже, что влечёт повышенные финансовые затраты на приобретение видеорегистраторов или роутеров, для трансляции сигнала в сеть.

Максимальная мощность аппаратуры в одном канале не может превышать 15 или 25 Вт для самых распространённых стандартов IEEE 802.3af и IEEE 802.3at. Это накладывает ограничение на выбор устройств. Критерий важен для уличных камер, которые потребляют дополнительную энергию на инфракрасную подсветку и обогрев в холодное время года.

Для регистраторов потребуется мощный блок питания, который также стоит дороже аналогов.

При подборе аппаратуры необходимо выбирать модели камер и регистраторов, поддерживающие стандарт подключения.

Разновидности РoE питания камер

Существует два способа подключения.

В первом случае напряжение подаётся по незадействованным для передачи видеосигнала проводам витой пары. Для этого в кабеле есть 4 свободных жилы.

При фантомном питании напряжение и сигнал идут по одной и той же паре проводов. Для разделения и предотвращения помех используют высокочастотные трансформаторы, установленные с обеих сторон кабеля UTP.

Принцип РoE питания

Работа РоЕ заключается не только в подаче напряжения в кабель UTP. Алгоритм подачи напряжения на камеру состоит из нескольких этапов:

• определение наличия оборудования;
• классификация устройства;
• подача рабочего напряжения;
• отключение питания.

Каждый шаг позволяет выявить неисправность устройств, сократить расход электроэнергии, снизить аварийность системы.

Определение подключения

На первом этапе блок питания РоЕ подаёт в сеть напряжение от 2,8 до 10 В. По протекающему току вычисляется входное сопротивление подключённого устройства. Если параметр находится в пределах 19–25,6 кОм, устройство переходит к следующему шагу.

При отсутствии «отклика» напряжение в провод не подаётся.

Процесс повторяется через заданный промежуток времени.

Классификация устройства

На этапе тестирования определяется потребляемая видеокамерой мощность. В провод подаётся напряжение от 14,5 до 25,5 В и проводится измерение тока.

При превышении параметров питание с камеры снимается. Также подача напряжения прерывается, если ток меньше заданных стандартами параметров, что может свидетельствовать о неисправности камеры или обрыве кабеля.

Классы мощности аппаратуры при РоЕ подключении:

По результатам замеров камере присваивается класс мощности от 0 до 8. Параметр сохраняется в настройках питающего устройства. При дальнейшей эксплуатации при выходе за пределы допустимых значений подача питания прекращается.

Подача полного питающего напряжения

После определения класса устройства начинается подача питающего напряжения 48 В. Уровень нарастает постепенно в течение 400 мс.

В течение работы происходит непрерывный контроль работы потребителя.

Отключение происходит при токе меньше 5 мА, более 400 мА, а также если общее сопротивление линии и приёмника превысит 1980 кОм.

Изменение параметров может свидетельствовать об авариях:

• коротком замыкании;
• обрыве линии;
• неисправности видеокамеры.

Каждый из вариантов может неконтролируемо вызвать резкий скачок тока, который и предотвращается прекращением подачи напряжения.

Отключение питания

Если в течение заданного стандартом времени питающее устройство заметит отключение камеры от сети, подача напряжения в линию прекращается до восстановления соединения.

Стандарты подключения

При покупке обращают внимание на стандарт, по которому происходит подключение камеры РоЕ.

Распространены три типа:

1. IEEE 802.3af (Рое) – характеризуется передачей постоянного тока номинальным напряжением 48 В. В зависимости от состава оборудования параметр может изменяться от 36 до 57 В. Максимальная сила тока 400 мА, а мощность не должна превышать 15,4 Вт на каждый канал. Для передачи используются обе свободные от передачи сигнала пары.
2. IEEE 802.3at-2009 (Рое+) поддерживает питание устройств мощностью до 25,5 Вт. В этом случае напряжение для камер наблюдения поступает также по 2 парам проводов.
3. IEEE 802.3bt (Рое++ или 4РРоЕ) — новый стандарт, использующий для подачи тока все 4 пары проводов кабеля UTP пятой категории. Максимальная мощность приёмника 90 Вт.

Каждый из этих стандартов является активным – при подключении проходят все операции: подключение, определение класса, подача напряжения и отключение.

Существует разновидность, называемая пассивным РоЕ. В этом случае никакие опросы не проводятся, на приёмник напрямую подаётся питающее напряжение с отдельного блока питания. Следует учитывать, что пассивный РоЕ не защитит аппаратуру в аварийных ситуациях.

Способы подключения видеокамеры

Цифровые камеры подключают двумя способами: с применением технологии РоЕ и без неё. Оптимальным считается использование совместимой аппаратуры.

Варианты РоЕ питания

Существует несколько схем организации РоЕ подключений. Состав оборудования зависит от конфигурации объекта.

Если дальность между видеорегистратором и IP-камерой не превышает 100 метров, аппаратуру соединяют UTP кабелем напрямую.

Применяют стандартную Cross-over (нуль-хабную) распиновку 8-ми контактных разъёмов RG-45.

Регистратор и камера должны поддерживать технологию РоЕ.

Дистанция более 100 метров потребует приобретения дополнительного оборудования. РоЕ-репитеры способны удлинить линию передачи на 100 м. Для дистанций от 300 до 500 метров применяют VDSL2-конвертеры.

Если мощности портов регистратора не хватает, для питания видеокамер используют РоЕ-инжекторы и сплиттеры.

Инжектор устанавливают в месте расположения регистратора или роутера. Прибор имеет разъёмы для подключения внешнего источника тока, «LAN» для подключения регистратора и «РоЕ» для кабеля UTP.

На стороне видеокамеры монтируют сплиттер. На его вход подключают кабель от инжектора. Устройство также имеет два выхода: «LAN» для получения видеосигнала и разъём подключения камеры.

Питание цифровых камер без РоЕ

Если регистратор или камера не поддерживают технологи РоЕ, запитать аппаратуру можно от отдельного источника тока, используя при этом кабель UTP.

В этом случае используют дополнительные устройства — сплиттеры, которые имеют по три разъёма:

• подключения питания;
• подсоединения LAN;
• присоединения UTP провода.

Сплиттеры относятся к классу пассивных устройств, так как всего лишь объединяют отдельные провода в один кабель. Внутри устройства находится коммутационная коробка, обеспечивающая правильную схему соединения.

Прибор позволяет обходиться без разделки и пайки проводов, что важно для использования видеокамер наружной обстановки.

Технология РоЕ для подключения удалённых цифровых видеокамер значительно сокращает расходы на монтаж сетей. Если соблюдены все правила, не потребуется дополнительная настройка аппаратуры, камера сразу начнёт трансляцию.