Wie alle anderen elektronischen Geräte benötigen auch IP-Kameras Strom. Die IP-Kamera wird als Netzwerkkamera bezeichnet. Das Netzwerk wird also für die Kommunikation benötigt. Power over Ethernet ermöglicht die Übertragung von Strom und Netzwerk über ein einziges Ethernet-Kabel. Das zusätzliche Netzkabel zur Kamera entfällt. Durch die Verwendung des PoE-Stromversorgungssystems können Installationskosten gespart werden. Es erfüllt auch die NEC Class II- und SELV-Vorschriften, da das gesamte System einen 48-V-DC-Niederspannungseingang verwendet.
Wie funktioniert Power over Ethernet? Das Cat5e- oder Cat6-Ethernet-Kabel verfügt über 4 Twisted-Pair-Kabel. Für ein schnelles Netzwerk (10/100 Mbit/s) werden nur 2 Paare verwendet. Es bleiben 2 verdrillte Ersatzpaare übrig, mit denen die Energie übertragen wird. Die Energie wird in diese verdrillten Paare eingespeist und an die IP-Kamera übertragen. Dies ist ein Weg, um den PoE zu verstehen, aber es ist kein vollständiges Bild. Wir werden etwas später darauf zurückkommen. In einem typischen PoE-System befindet sich die Stromversorgung zusammen mit dem Netzwerk-Switch in der Zentrale. Technisch heißt es PSE (Power Supply Equipment). Wenn die Leistung in einen Schalter integriert ist. Es wird zum PoE-Switch. Der PoE-Switch unterscheidet sich nicht vom herkömmlichen Switch. Dieser Schalter kann jedoch sowohl die Kamera als auch das Netzwerk über ein einzelnes RJ45-Kabel mit Strom versorgen.
Wie Sie wissen, muss der Netzwerk-Videorecorder bereitgestellt werden, um das Filmmaterial im CCTV-System aufzuzeichnen. Wenn sowohl die Stromversorgung als auch der Switch in einen Netzwerk-Videorecorder integriert sind, wird der Rekorder als PoE-NVR bezeichnet. Der PoE-NVR verfügt auf der Rückseite über zusätzliche Ethernet-Anschlüsse. Schließen Sie diese Ports einfach an eine PoE-IP-Kamera an. Die Kamera kann sowohl über das Netzwerk als auch über die Stromversorgung verfügen. Es vereinfacht die Systeminstallation. Alle Ethernet-Kabel kehren zum PoE-NVR zurück.
Da jedoch die Stromversorgung in den Rekorder integriert ist, wird zusätzliche Wärme erzeugt und die Temperatur im Inneren des Rekorders erhöht. Dies kann die Nutzungsdauer verkürzen. Der PoE-Recorder muss ausgetauscht werden, wenn die Stromversorgung oder der Switch ausgefallen sind.
Wenn im System kein PoE-Switch oder PoE-NVR verfügbar ist, können Sie mit dem PoE-Injektor auch Strom in Ihr Netzwerk einspeisen. Der PoE-Injektor verarbeitet die Daten nicht, sondern addiert nur die Leistung zum Twisted Pair. Der PoE-Injektor ist ein flexibles Gerät, wenn nur wenige Kamerakanäle PoE-Strom benötigen. Diese Lösung kann auch Ihre vorhandene Netzwerkinfrastruktur nutzen. Wie eingangs erwähnt, befinden sich 2 freie Twisted-Pair-Kabel im Ethernet-Kabel, die für die Stromversorgung verwendet wurden. In der praktischen Anwendung verwendet der PoE-Switch normalerweise nicht das Ersatzpaar, um den Strom zu senden. Die Leistung wird dem Datenpaar (12-36) hinzugefügt und mit dem Netzwerk übertragen. Am Frontend empfängt die IP-Kamera die Daten und die Stromversorgung über die gleichen verdrillten Adernpaare und teilt die Stromversorgung mithilfe des Netzwerktransformators auf. PoE funktioniert problemlos mit Gigabit-Netzwerken, bei denen aus diesem Grund alle 4 Twisted-Pair-Kabel für die Hochgeschwindigkeitskommunikation belegt sind. Die Wahrheit ist, dass sowohl Datenpaare als auch Reserven die Energie tragen können. Wenn Datenpaare zum Senden des Stroms verwendet werden, nennen wir PoE-Endgeräte. Wenn Holmpaare verwendet werden, wird ein PoE-Gerät mit mittlerer Spannweite bezeichnet. Die meisten PoE-Switches verwenden heute Datenpaare, um den Strom zu übertragen. Einige PoE-Geräte wie PoE-NVR oder PoE-Injektoren bevorzugen weiterhin die Ersatzpaare, um den Strom zu übertragen.
Sollten wir vor dem Kauf wissen, welche Twisted-Pair-Kabel der PoE-Switch sendet. Immerhin wählt der PoE-Switch nur die eine oder andere Art, um die Energie zu senden, entweder als Datenpaar oder als Ersatzpaar. Zum Glück gibt es standardmäßig IEEE802.3af/at. Gemäß diesem Industriestandard sollten sich die IP-Kameras entweder an Datenpaare oder an Reservepaare anpassen, die über den PoE-Switch mit Strom versorgt werden. Unabhängig davon, wie PoE die Stromversorgung sendet, funktioniert die PoE-IP-Kamera weiterhin, solange beide Seiten IEEE802.3 befolgt haben.
Dieser Industriestandard hat ein wichtiges Leistungsverhandlungsprotokoll bereitgestellt, das als Leistungssignatur bezeichnet wird. Das PoE-System arbeitet mit 48 V Gleichspannung. Bevor der PoE-Switch die Stromversorgung freigibt, muss sichergestellt sein, dass das Front-End-Gerät die Stromversorgung aufnimmt, da sonst möglicherweise Ihre Front-End-IP-Kamera ausgelöst wird. Die Stromsignatur stellt sicher, dass dies nicht geschieht. Wenn der PoE-Switch die Stromversorgung freigibt, startet er bei sehr niedriger Spannung und erkennt währenddessen den Rückkopplungsstrom von der IP-Kamera. Später erhöht der PoE-Schalter die Spannung schrittweise auf DC48V. Wenn der PoE-Schalter nicht das richtige Rückmeldesignal empfängt, wird die Stromzufuhr unterbrochen. Was Sie sehen, ist, dass die PoE-Anzeige-LEDs weiterhin blinken und nicht mehr lange leuchten. Möglicherweise ist die IP-Kamera beschädigt, wodurch sich das Feedback-Signal ändert, oder Ihre IP-Kamera unterstützt kein Standard-PoE. Was ist nun der passive PoE? Der passive PoE entfernt die Stromverhandlung, um Kosten zu sparen, und erkennt das aktuelle Feedback nicht. Der passive Berechtigungsnachweis wird den Strom direkt einspeisen, sobald das Kabel eingesteckt ist. Halten Sie sich aus Gründen der Systemzuverlässigkeit vom passiven Berechtigungsnachweis fern, es sei denn, Sie müssen dies tun.
Möglicherweise hören Sie IEEE802.3af/at. Das maximale Strombudget von IEEE802.3af beträgt 14,4 W und das Maximum von IEEE802.3at 25,5 W. Die verfügbaren Restleistungen zwischen diesen beiden Standard sind unterschiedlich. Für einige Infrarot-IP-Kameras oder PTZ-Kameras ist möglicherweise eine höhere Leistung erforderlich. Wenn der PoE-Switch erkennt, dass Ihre IP-Kamera mehr Strom benötigt, als sie liefern kann, benötigt die Infrarot-IP-Kamera beispielsweise 16 W, aber der PoE-Switch entspricht nur IEEE802.3af, der 14,4 W liefern kann, der PoE-Switch hören Sie nachts auf zu arbeiten, wenn das Infrarot eingeschaltet ist. Auch nur der PoE-Switch und die PoE-Kamera entsprechen IEEE 802.3. Standardmäßig wird ein Leistungsbudget von 25,5 im System erhalten. Das Letzte ist, dass Sie möglicherweise 30W IEEE 802.3at gelesen haben. Diese 30 W beziehen sich auf die Leistung, die in das Kabel eingespeist wird. Es ist nicht der verfügbare Reststrom am Kameraende. Die dem Twisted Pair zugeführte Leistung weicht vom verfügbaren Strombudget der IP-Kamera ab. Der Spannungsabfall wird für 100 Meter Übertragung berücksichtigt. Die Leistungsbegrenzung ist auf 25,5 W eingestellt, auch wenn das tatsächliche Kabel nur 1 Meter lang ist.
Power over Ethernet wurde über ein Jahrzehnt entwickelt. Es bietet uns Kosten- und Zeitvorteile. Einige der neuen Technologien entwickeln sich weiter, die es ermöglichen, viel mehr Leistung wie den IEEE802.3bt-Standard zu transportieren oder größere Entfernungen bis zu 3 km PoE zu übertragen, nachdem sie in Glasfasern wie das Power-Fiber-System integriert wurden. All diese Lösungen werden auch neuen IoT-Dingen und IP-Kameras zugute kommen.
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