POE网络摄像机引领网络视频监控市场未来

一、POE的概念
　　POE(Power Over Ethernet)技术指的是在现有的以太网双绞线布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP的终端（如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。
　　POE标准为使用以太网的传输电缆输送直流电到POE兼容的设备定义了两种方法：一种称作“中间跨接法”( Mid -Span ),使用以太网电缆中没有被使用的空闲线对来传输直流电,相应的Endpoint PSE支持POE功能的以太网交换机、路由器、集线器或其他网络交换设备。另一种方法是“末端跨接法”(End-Span),是在传输数据所用的芯线上同时传输直流电,其输电采用与以太网数据信号不同的频率。Mid-span PSE是一个专门的电源管理设备,通常和交换机放在一起。它对应每个端口有两个RJ45插孔,一个用短线连接至交换机,另一个连接远端设备。可以预见,End-Span会迅速得到推广,这是由于以太网数据与输电采用公用线对,因而省去了需要设置独立输电的专用线,这对于仅有8芯的电缆和相配套的标准RJ-45插座意义特别重大。
二、POE供电的工作过程
　　当在一个网络中布置 PSE供电端设备时,POE以太网供电工作过程如下所示：
　　检测：一开始,PSE设备在端口输出很小的电压,直到其检测到线缆终端的连接为一个支持IEEE 802.3af标准的受电端设备。
　　PD端设备分类：当检测到受电端设备PD之后,PSE设备可能会为PD设备进行分类,并且评估此PD设备所需的功率损耗。
　　开始供电：在一个可配置时间(一般小于15μs)的启动期内,PSE设备开始从低电压向PD设备供电,直至提供48V的直流电源。
　　供电：为PD设备提供稳定可靠48V的直流电,满足PD设备不越过 15.4W的功率消耗。
　　断电：若PD设备从网络上断开时,PSE就会快速地(一般在300～400ms之内)停止为PD设备供电,并重复检测过程以检测线缆的终端是否连接PD设备。
　　一个完整的POE系统包括供电端设备(PSE, Power Sourcing Equipment)和受电端设备(PD, Power Device)两部分。PSE设备是为以太网客户端设备供电的设备,同时也是整个POE以太网供电过程的管理者。而PD设备是接受供电的PSE负载,即POE系统的客户端网络摄像机。
三、POE的传输模式
　　标准的五类网线进行数据传输时有四对双绞线,但是普通的网络摄像机在l0M BASE-T和100M BASE-T中只用到其中的两对。IEEE802.3af允许两种用法,应用空闲脚供电时,4、5脚连接为正极,7、8脚连接为负极。应用数据脚供电时,将DC电源加在传输变压器的中点,不影响数据的传输。在这种方式下线对1、2和线对3、6可以为任意极性。802.3af标准不允许同时应用以上两种情况。电源提供设备PSE只能提供一种用法,但是电源应用设备PD必须能够同时适应两种情况。该标准规定供电电源通常是48V、13W的。PD设备提供48V到低电压的转换是较容易的,但同时应有1500V的绝缘安全电压。
四、POE交换机和受电模块
　　POE的交换机是指在交换机上集成PSE供电端设备，PSE设备在端口输出很小的电压,直到其检测到线缆终端的连接为一个支持IEEE 802.3af标准的受电端设备，根据受电设备输出相应的电压。
　　POE的受电模块是将以太网络供电(POE)的受电装置(PD)所需的侦测接口回路(IEEE 802.3af interface)及DC/DC Converter整合至单一包装模块，支持功率识别电路(classification，Ag8000/8100)，让局端供电装置递送适当的功率需求, 提升整体系统的功率消耗效能。
五、POE网络摄像机
　　POE网络摄像机就是利用POE技术来实现网络视频监控的网络摄像机，它拥有POE受电设备端的功能，利用以太网供电的供电端设备（PSE）提供的直流电,通过双绞线传输至受电端（PD）。跟普通网络摄像机相比，POE网络摄像机具有以下优点：除了从以太网电缆为连接设备提供通用供电支持外，POE降低了投资开支，从而降低了在统一IP基础设施中整合入上电设备的总部署成本。POE免除了为终端设备安装墙壁电源连接的需要，因而降低了与支持终端设备相关的电源插座成本。它还可在部署本地交流电源较为困难的场所安装网络连接设备，从而提供了更大的灵活性。我们在实际运用中也可以将POE 网络摄像机中的受电端从摄像机中剥离出来，分成普通的网络摄像机加POE适配器。前端同样有提供POE供电的以太网交换机，后端配置POE适配器，适配器将双绞线传输过来的直流电源转换给网络摄像机，提供网络摄像机的工作电源。因为受电模块具有支持功率识别电路的功能，在我们使用UPS供电的时候，节能的优点体现的更加明显。
六、工程中应用POE网络摄像机与普通网络摄像机的对比

七、POE网络视频监控的发展趋势
　　现在，IEEE 802.3以太网供电研究小组正在致力于制订性能更高的标准，以提高结构化布线系统为设备供电的灵活性和设备管理能力。
　　进一步提高信道的供电能力，将功率由现在的12.95W提高到30W，这将会支持更多的设备，如含有全方位云台、变焦镜头的摄像机；
　　尽量扩展电源级别，以包含高能耗的设备；
　　力争在使用桥接供电设备的情况下实现1000Base-T；
　　研究对10Gbase-T标准的支持和电缆温度对系统的影响；
　　保证新标准对IEEE 802.3af标准的向下兼容能力。
　　POE技术将网络摄像机部署灵活、扩展方便的优势发挥到了极致，随着POE技术的发展，能提供电源的功率将更强大，信号传输带宽更高，网络视频监控将以POE供电方式为主流。
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