PoE و کاهش هزینه های نصب

 

برق رسانی به دوربین مداربسته

برق رسانی دوربین های مداربسته IP به دو حالت آداپتوری یا PoE تقسیم می شود.

در حالت اول برق رسانی دوربین مداربسته از آداپتورها با آمپرهای متفاوت استفاده می شود ولی در حالت دوم، برق رسانی PoE فقط از همان کابل دیتای تصویر (کابل شبکه) انجام می شود.

PoE مخفف Power over Ethernet می باشد که معنوی لغوی آن توان بر روی اترنت می باشد که هر دستگاه با سوکت RJ45 می تواند با این نوع اتصال برق مورد نیاز را از طریق کابل شبکه دریافت نماید. کابل شبکه دارای چهار جفت رشته زوجی با رنگ های متفاوت است و فقط از دو جفت برای PoE استفاده می شود.

ارسال جریان برق توسط PoE با واحدهای 12، 8 و 5 ولت با آمپرهای 2 و 1 به صورت جریان DC قابل ارسال می باشد. این نکته را مد نظر داشته باشید که انتقال جریان توسط پین های 1-2 و 3-6 کابل شبکه انجام می شود و فقط تا مسافت 100 متر می توان برق مورد نیاز دوربین مداربسته را تامین کرد.

کاهش وات جریان در PoE مشکل خاصی در شارش جریان به وجود نمی آورد اما برای دوربین مداربسته های با نیاز بالاتر، این نیاز توسط وات بیشتری تامین می شود که این مسئله باعث تولید نسل های جدید +PoE است.

قابلیت poe دوربین مداربسته

 

PoE چیست

Power over Ethernet (PoE) سیستمی است که توان الکتریکی را به همراه داده از کابل اترنت با استانداردهای مشخص عبور می دهد.

یک کابل Cat5 می تواند اتصال داده و ارسال برق را به دستگاه هایی مانند اکسس پوینت های بی سیم، تلفن های شبکه VoIP و دوربین های مداربسته IP فراهم کند. این قابلیت به نصابان کمک می کند تا براحتی و فقط با یک کابل شبکه برق مورد نیاز دوربین مداربسته را تامین نماید.

این تکنولوژی قابلیت توسعه و پیشرفت دارد و می تواند با امکان انعطاف پذیری بیشتر برای پروژه ها، تعریف های متفاوتی در اجرا و پیاده سازی سیستم های نظارتی به وجود آورد. چندین روش معمول برای انتقال برق از طریق کابل اترنت وجود دارد.

سه مورد از IEEE 802.3 از سال 2003 به بعد استاندارد شده اند، این استانداردها با عنوان های Alternative A, Alternative B, 4PPoE شناخته می شوند.

برای 10BASE-T و 100BASE-TX فقط دو زوج از چهار زوج در کابل Cat5 استفاده شده است. Alternative B داده ها و رساناهای برق را جدا می کند و عیب یابی را آسان تر می کند همچنین در یک کابل Cat5 کاملاً از چهار جفت زوجی استفاده می کند و ولتاژ مثبت در پین های 4 و 5 و ولتاژ منفی در پین های 7 و 8 جریان دارد.

Alternative A برق را بر روی همان سیم های داده با سرعت 10/100Mbit/s انتقال می دهد. این شبیه به تکنیک Phantom Power (انتقال برق در تجهیزات پیشرفته صدا) است که معمولاً برای فعالسازی میکروفون های Condenser مورد استفاده قرار می گیرد.

برق با استفاده از یک ولتاژ مشترک به هر جفت سیم بر روی رساناهای داده منتقل می شود. از آنجا که سیم های زوجی کابل اترنت از سیگنالینگ متفاوت استفاده می کند، این امر در انتقال داده ها اختلال ندارد. در حالت عادی ولتاژ از تکنولوژی الکترونیکی CT استاندارد ترانسفورماتور پالس اترنت استفاده و به راحتی استخراج می شود.

برای گیگابیت اترنت و سرعت های بالاتر از هر چهار جفت برای انتقال داده ها استفاده می شود، بنابراین از هر دو گزینه Alternatives A و B بر روی هر جفت سیم انتقال برق و داده استفاده می شود.

4PPoE از هر چهار جفت کابل اترنت برق را تأمین می کند. این کار باعث می شود قدرت بیشتری برای دوربین مدار بسته های PTZ، اکسس پوینت ها با کارایی بالا یا حتی شارژر باتری های لپ تاپ وجود داشته باشد.

علاوه بر استاندارد روش های موجود برای Alternative B، Alternative A، 4PPoE استانداردهای IEEE POE برای سیگنالینگ بین تجهیزات منبع تغذیه Power Sourcing Equipment (PSE) و دستگاه تغذیه شده Powered Device (PD) را فراهم می آورد. این سیگنالینگ اجازه می دهد تا یک وسیله سازگار با منبع برق شناسایی شود و به دستگاه و منبع اجازه مذاکره در مورد میزان برق مورد نیاز برای فعال شدن را، می دهد.

 

ایجاد استانداردها

استاندارد اصلی IEEE 802.3af-2003 PoE حداکثر توان 15.4 ولت توان DC (حداقل 44 ولت DC و 350 میلی آمپر) را در هر پورت فراهم می کند. از آنجا که مقداری از برق تولید شده در کابل از بین می رود فقط 12.95W با اطمینان بی کم و کاست برای روشن شدن دستگاه تأمین می شود.

استاندارد IEEE 802.3at-2009 PoE به روز شده که به عنوان +PoE یا PoE plus شناخته می شود که حداکثر توان 25.5W برای دستگاه های نوع دوم فراهم می کند. استاندارد 2009 استفاده از هر چهار جفت سیم برای انتقال برق را از دستگاه ممنوع می کند و این ممنوعیت در هر دو استاندارد پس از 2009 در انتشار IEEE 802.3-2012 گنجانیده شد.

اصلاحیه IEEE 802.3bu-2016 انتقال برق تک زوجی Power over Data Lines (PoDL) را برای استانداردهای تک زوج اترنت 100BASE-T1 و 1000BASE-T1 در نظر گرفت که برای صنعت خودرو و موارد مشابه کاربرد دارد. در استانداردهای دو جفت یا چهار جفت، توان فقط بین جفت ها منتقل می شود، به طوری که در هر زوج ولتاژ دیگری وجود ندارد به جز آنکه داده های منتقل شده را نشان دهد. با وجود اترنت تک جفت، برق به موازات داده ها منتقل می شود.

PoDL کلاس بندی های متفاوتی با محدوده 0.5 تا 50W (در دستگاه های تغذیه شده) را ارائه می دهد.

با نگاهی به روشهای افزایش میزان برق انتقال یافته، استاندارد IEEE استاندارد جدید IEEE 802.3bt از کلاس 4PPoE را در سپتامبر 2018 تعریف کرده است.

این استاندارد دو نوع قدرت مضاعف را معرفی می کند: حداکثر 55W (دستگاه های نوع 3) و حداکثر 90-100W (دستگاه های 4). هر جفت از جفت زوجی بهم تابیده شده نیاز به جریان حداکثر 600 میلی آمپر (دستگاه نوع 3) یا 960 میلی آمپر (دستگاه نوع 4) دارد.

علاوه بر این، پشتیبانی از 2.5GBASE-T، 5GBASE-T و 10GBASE-T در این استاندارد گنجانده شده است. توسعه دهندگان درها را برای کاربردهای جدید باز می کنند و استفاده از راحت تر از تجهیزاتی مانند سوئیچ poe شبکه و wireless access points ها را با کارایی بالا در پروژه های دوربین مداربسته گسترش می دهند.

 

کاربردهای PoE

نمونه دستگاه هایی که با PoE ( سوئیچ poe ) تغذیه می شوند عبارتند از:

  • تلفن های تحت شبکه Voice over Internet Protocol (VoIP)
  • دوربین های مداربسته تحت شبکه بویژه دوربین های اسپیددام که قابلیت های مکانیکی دارند و برای تامین نیرو از ولتاژ بالاتری نسبت به دوربین های معمولی استفاده می کنند.
  • اکسس پوینت های بی سیم (Wireless Access Points)
  • دکودرهای تلویزیون تحت شبکه (IPTV Decoders)
  • روتر های شبکه
  • سوئیچ شبکه poe نصب شده در اتاق های دور از دسترس که برای پشتیبانی از یک کلاستر محدود درگاه های اترنت دریافتی از کابل uplink برق PoE به پورت PD (یا PoE ورودی) تغذیه می شود. این سوئیچ ها به نوبه خود می توانند از دستگاه های PoE از راه دور از جریان برق عبوری بهره ببرند.
  • تجهیزات ارتباط داخلی نظیر Intercom ها، دستگاه های Paging و سیستم های اطلاع رسانی صوتی در محیط های عمومی.
  • ساعت های دیجیتالی تحت شبکه در اتاق ها و راهروها، با قابلیت اتصال به شبکه Network Time Protocol(NPT) جهت تنظیم دقیق زمان.
  • رادیوهای دارای آنتن های یکپارچه قابل اتصال بروی پشت بام، CPE های بی سیم مبتنی بر 4G/LTE،802.11 یا 802.16 (تجهیزات محل مشتری) استفاده شده توسط ISP های بی سیم.
  • رادیوهای Point to Point با طول موج میکرو ویو و میلیمتری و بعضی از واحدهای نوری فضای آزاد Free Space Optics(FSO) معمولاً دارای PoE اختصاصی هستند.
  • اجزای سیستم کنترل صنعتی شامل سنسورها ، کنترل کننده ها ، کنتورها و غیره.
  • سیستم های کنترل دسترسی شامل نقاط راهنما، Intercom، کارت های ورود، ورود بدون کلید و غیره.
  • کنترل کننده های هوشمند روشنایی و وسایل روشنایی LED
  • دستگاه های صحنه ای (فیلم سازی) و تئاتر مانند جعبه های صوتی شبکه ای و جعبه های مسیریابی.
  • دکه های محل فروش از راه دور
  • توسعه دهنده های داخلی اترنت
  • PoE Splitters که اغلب در ولتاژهای متفاوت نظیر 5V برق تولید می کند، جهت تغذیه برق مورد نیاز دستگاه های دور از دسترس یا شارژ تلفن های همراه.

 

واژه شناسی

 

Power Sourcing Equipment

تجهیزات منبع تغذیه (PSE) دستگاه هایی هستند که برق مورد نیاز را به عنوان منبع اصلی بر روی کابل اترنت تأمین می کنند. این دستگاه ممکن است یک سوئیچ شبکه باشد، که معمولاً Endspan نامیده می شود (IEEE 802.3af از آن به عنوان نقطه انتهایی یاد می کند) یا یک وسیله واسطه بین یک سوئیچ غیر PoE و یک دستگاه PoE، یک قطعه مجزا به نام PoE Injector با عنوان یک دستگاه Midspan است.

 

Powered Device

یک دستگاه نیازمند برق جهت روشن شدن (PD) که توسط PoE تغذیه انرژی می شود و شروع به فعالیت می کند. مانند اکسس پوینت ها، تلفن های تحت شبکه VoIP و دوربین مداربسته تحت شبکه.

بسیاری از دستگاه های دارای منبع تغذیه کمکی به صورت اختیاری جهت تامین تغذیه خارجی از قابلیت PoE پشتیبانی می کنند. بسته به نوع طراحی دستگاه، تمام توان دستگاه یا مقداری از آن، از درگاه کمکی قابل تأمین است، در حالی که این پورت های کمکی نیز در برخی مواقع به عنوان قدرت پشتیبان عمل می کنند که در صورت عدم موفقیت منبع تغذیه اصلی تعبیه شده در دستگاه نتواند نیاز وسیله را تامین نماید.

 

اجرای استاندارد

PoE مبتنی بر استاندارد به دنبال مشخصات موجود در IEEE 802.3af-2003 (که بعداً به عنوان بند 33 در IEEE 802.3-2005 گنجانیده شد) یا براساس به روزرسانی 2009 IEEE 802.3at پیاده سازی می شود. در استانداردهای بروز شده به کابل رده 5 مورد نیاز است و برای دستیابی به کارآیی بالا بهتر است از این رده استفاده شود اما استفاده از کابل رده 3، در صورت نیاز به برق کمتر امکان پذیر است.

در جدول زیر 4 نوع دستگاه که در ولتاژهای متفاوت می توانند از قابلیت PoE بهره ببرند، توضیح داده شده است :

خصوصیت نوع اول 802.3af PoE نوع دوم +802.3at PoE نوع سوم 802.3bt 4PPoE نوع چهارم 802.3bt
برق مورد نیاز در PD 12.98وات 25.50 وات 51 وات 71 وات
حداکثر توان خروجی PSE 15.40 وات 30.0 وات 60 وات 100 وات
محدوده ولتاژ (PSE) 44.0 – 57.0 ولت 50.0 – 57.0 ولت 50.0 – 57.0 ولت 52.0 – 57.0 ولت
محدوده ولتاژ (PD) 37.0 – 57.0 ولت 42.5 – 57.0 ولت 42.5 – 57.0 ولت 41.1 – 57.0 ولت
حداکثر جریان 350 میلی آمپر 600 میلی آمپر 600 میلی آمپر در هر زوج 960 میلی آمپر در هر زوج
حداکثر مقاومت کابل در هر جفت 20 Ω 12.5 Ω 12.5 Ω 12.5 Ω
حداکثر دمای محیطی بر توان کابل 5 درجه سانتیگراد با تک حالت فعال (تک زوجی) 10 درجه سانتیگراد با بیش از نیمی از کابل های بسته بندی شده 10 درجه سانتیگراد با برنامه ریزی درجه حرارت مورد نیاز
کابل کشی پشتیبانی شده دسته 3 و دسته 5 دسته 5 دسته 5 دسته 5
حالت های پشتیبانی شده Mode A (endspan), Mode B (midspan) Mode A, mode B Mode A, mode B, حالت 4 زوجی حالت 4 زوجی

 

روش های مختلف برق رسانی به دوربین مداربسته با استفاده از PoE

 

این کار به سه روش قابل انجام است:

 

NVR با قابلیت PoE

در بازار دستگاه های ضبط تحت شبکه با قابلیت PoE وجود دارد. یکی از مزیت های این دستگاه ها این است که نیاز دوربین مداربسته به آداپتور را حذف می کند که در این حالت نصب دوربین مدار بسته بمراتب راحت تر و سریعتر خواهد شد.

کافیست کابل شبکه دوربین مداربسته را به طور مستقیم و بدون دخالت سوئیچ به پورت PoE دستگاه ضبط متصل نمایید.

این عملکرد بسته به NVR، تعداد پورت های PoE متفاوتی از 4 کانال، 8 کانال و 16 کانال دارد و می توانید برای هر دوربین مداربسته از یک کابل مجزا بهره ببرید. در صورتی که مسافت بین دوربین و دستگاه ضبط بیشتر از 100 متر باشد می بایست از سوئیچ PoE استفاده کنید.

دستگاه ضبط تحت شبکه PoE داهوا مدل DH-NVR4104HS-P-4KS2

دستگاه ضبط تحت شبکه poe داهوا

 

سوئیچ شبکه PoE

سوئیچهای PoE با تعداد ورودی/خروجی های متفاوت در دو نوع معمولی و PoE عرضه می شوند که حتما هنگام خرید باید توجه داشته باشید که پورت های سوئیچ از نوع PoE باشند تا زمانی که بخواهید برای اتصال دوربین مداربسته به دستگاه ضبط از سوئیچ استفاده کنید مشکلی از لحاظ تغذیه برق بوجود نیاید.

توصیه می شود برای دوربین مداربسته هایی که قابلیت دریافت برق از PoE را دارند برای صرفه جویی در زمان و هزینه های اجرایی از سوئیچ PoE استفاده نمایید.

نکته ای که در مورد انتخاب سوئیچ PoE مطرح است تعیین میزان ولتاژ مورد نیاز و انتخاب سوئیچ مناسبت برای تامین برق دوربین مداربسته است. سوئیچ ها در حالت معمولی با استاندارد IEEE 802.3af دارای توان خروجی 15.4W هستند و در حالت قویتر از استاندارد IEEE 802.3at با توان خروجی 30W و در مدل های جدیدتر سوئیچ های PoE از استاندارد IEEE 802.3bt با توان خروجی 60/90W بهره می برند.

سوئیچ شبکه 24 پورت PoE برند HRUI

سوئیچ 24 پورت poe

 

اینجکتور PoE

PoE Injector قطعه ای الکترونیکی است که دارای دو پورت ارترنت است و برق خود قطعه توسط یک آداپتور 12 ولت تامین می شود.

کابل شبکه از دوربین مداربسته به اینجکتور وارد و سپس یک کابل شبکه از اینجکتور به سوئیچ فاقد پورت PoE متصل می شود. استفاده از این قطعه در صورتی که سوئیچ شما فاقد قابلیت PoE باشد کاربرد دارد و همچنین هزینه های شما در نصب را نیز کاهش می دهد.

اینجکتور PoE

اینجکتور پی او ای

 

صرفه جویی در هزینه ها

قیمت دستگاه ضبط تحت شبکه دارای قابلیت PoE در بعضی موارد از هزینه های راه اندازی برق رسانی PoE با استفاده از سوئیچ PoE به مراتب بالاتر است ولی نسبت به روند اجرای یک پروژه خرید یک دستگاه ضبط تحت شبکه PoE مقرون به صرفه تر خواهد بود.

یک ویژگی بسیار مهم که استفاده از این نوع تامین برق دوربین مداربسته وجود دارد این است که زمان مورد نیاز برای اجرای پروژه های دوربین مداربسته کمتر شده و مشخصاً با توجه به یکی شدن کابل داده با برق، ایمنی دوربین مداربسته از لحاظ قطع شدن تصویر افزایش دهد.

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.