Was ist die POE-Stromversorgung in IP-Überwachungskameras?

Jede digitale Videokamera benötigt zum Betrieb einen Stromanschluss. Die Signalübertragung erfolgt auch über Drähte. Die PoE-Stromversorgung für IP-Kameras wurde entwickelt, um die Verkabelungskosten zu reduzieren und eine bequeme Verbindung herzustellen. Es gibt verschiedene Anschlussarten, die Sie kennen sollten, bevor Sie Geräte kaufen und mit der Installation beginnen.

PoE-Technologiekonzept

Die Abkürzung „PoE“ leitet sich aus den Anfangsbuchstaben der Wörter des englischen Ausdrucks Power over Ethernet oder Power over a Local Area Network ab.

Zur Spannungsversorgung der Kameras wird ein einziges PoE-Kabel für die Videoüberwachung verwendet, über das auch das Videosignal übertragen wird.

PoE-Strom wird in der IP-Telefonie (VoIP-Telefone), dem Aufbau lokaler Netzwerke in Privathaushalten und Unternehmen, beim Verbinden von Geräten verwendet, die mit einem Wi-Fi-Netzwerk verbunden sind.

Vorteile der Methode

Die Verwendung eines gemeinsamen Kabels hat mehrere Vorteile:

• die Kosten für den Kauf von Anschlussdrähten werden reduziert;
• Installationsarbeiten werden vereinfacht;
• die Kameras benötigen keine Steckdosen und Netzteile am Installationsort;
• die elektrische Sicherheit wird durch den Spannungspegel durch das verdrillte Paar (bis 48 V) gewährleistet;
• eine zentrale Steuerung des Betriebs aller angeschlossenen Geräte und eine Notabschaltung werden durchgeführt;
• das Erscheinungsbild der Räumlichkeiten verschlechtert sich weniger

Die Verwendung eines Twisted-Pair-Kabels vereinfacht den Kampf gegen induzierte Spannungen und reduziert den Einfluss elektromagnetischer Störungen aufgrund des Aufbaus der Adern mit unterschiedlicher Verdrillung.

Nachteile der Methode

Bei einer Kabellänge von mehr als 100 Metern erhöht sich der Widerstand der Kabel, daher sinkt die Spannung an der Kamera. Andernfalls kann das Gerät ausgeschaltet werden.

PoE-Geräte sind teurer, was zu erhöhten finanziellen Kosten für die Anschaffung von Videorekordern oder Routern für die Übertragung des Signals in das Netzwerk führt.

Die maximale Leistung des Geräts in einem Kanal darf 15 oder 25 W für die gängigsten Standards IEEE 802.3af und IEEE 802.3at nicht überschreiten. Dies schränkt die Auswahl der Geräte ein. Wichtig ist das Kriterium bei Außenkameras, die in der kalten Jahreszeit zusätzliche Energie für Infrarotbeleuchtung und Heizung verbrauchen.

Für Recorder benötigen Sie ein leistungsstarkes Netzteil, das auch teurer ist als Analoga.

Bei der Auswahl von Geräten müssen Kamera- und Rekordermodelle ausgewählt werden, die den Verbindungsstandard unterstützen.

Verschiedene PoE-Netzteile für Kameras

Es gibt zwei Möglichkeiten, eine Verbindung herzustellen.

Im ersten Fall erfolgt die Spannungsversorgung über die verdrillten Adernpaare, die nicht zur Übertragung des Videosignals verwendet werden. Dazu sind im Kabel 4 freie Adern vorhanden.

Bei Phantomspeisung laufen sowohl Spannung als auch Signal durch dasselbe Adernpaar. Auf beiden Seiten des UTP-Kabels installierte Hochfrequenztransformatoren werden verwendet, um Störungen zu isolieren und zu verhindern.

PoE-Power-Prinzip

PoE macht mehr als nur das UTP-Kabel mit Strom zu versorgen. Der Algorithmus zur Spannungsversorgung der Kamera besteht aus mehreren Stufen:

• Bestimmen der Verfügbarkeit von Ausrüstung;
• Geräteklassifizierung;
• Bereitstellung der Betriebsspannung;
• ausschalten.

Jeder Schritt ermöglicht es Ihnen, die Fehlfunktion von Geräten zu erkennen, den Stromverbrauch zu reduzieren und Systemausfälle zu reduzieren

Definition der Verbindung

In der ersten Stufe liefert das PoE-Netzteil eine Spannung von 2,8 bis 10 V. Aus dem fließenden Strom wird der Eingangswiderstand des angeschlossenen Gerätes berechnet. Liegt der Parameter im Bereich von 19-25,6 kOhm, fährt das Gerät mit dem nächsten Schritt fort.

In Abwesenheit einer "Antwort" wird dem Draht keine Spannung zugeführt.

Der Vorgang wiederholt sich nach einer bestimmten Zeit.

Geräteklassifizierung

In der Testphase wird die Leistungsaufnahme der Videokamera ermittelt. An den Draht wird eine Spannung von 14,5 bis 25,5 V angelegt und der Strom gemessen.

Bei Überschreitung der Parameter wird die Kamera stromlos gemacht. Außerdem wird die Spannungsversorgung unterbrochen, wenn der Strom geringer ist als die in den Normen angegebenen Parameter, was auf eine Fehlfunktion der Kamera oder einen Kabelbruch hinweisen kann.

Leistungsklassen von Geräten mit PoE-Anschluss:

Aufgrund der Messergebnisse wird der Kamera eine Leistungsklasse von 0 bis 8 zugewiesen. Der Parameter wird in den Einstellungen des Netzteils gespeichert. Im weiteren Betrieb wird bei Überschreitung der zulässigen Werte die Stromversorgung unterbrochen.

Volle Versorgungsspannungsversorgung

Nach Ermittlung der Geräteklasse beginnt die Versorgungsspannung von 48 V. Der Pegel steigt über 400 ms allmählich an.

Während der Arbeit erfolgt eine kontinuierliche Überwachung der Arbeit des Verbrauchers.

Die Abschaltung erfolgt, wenn der Strom weniger als 5 mA, mehr als 400 mA beträgt und auch wenn der Gesamtwiderstand der Leitung und des Empfängers 1980 kOhm überschreitet.

Parameteränderungen können auf Unfälle hinweisen:

• Kurzschluss;
• Zeilenumbruch;
• Fehlfunktionen des Camcorders.

Jede der Optionen kann unkontrolliert einen starken Stromstoß verursachen, der durch einen Stromausfall verhindert wird.

Ausschalten

Stellt das Netzteil innerhalb der von der Norm vorgegebenen Zeit fest, dass die Kamera vom Netz getrennt ist, wird die Stromzufuhr zur Leitung unterbrochen, bis die Verbindung wieder hergestellt ist.

Anschlussstandards

Achten Sie beim Kauf auf den Standard, nach dem die PoE-Kamera angeschlossen ist.

Drei Arten sind üblich:

1. IEEE 802.3af (Roe) - gekennzeichnet durch die Übertragung von Gleichstrom mit einer Nennspannung von 48 V. Je nach Zusammensetzung des Geräts kann der Parameter von 36 bis 57 V variieren. Der maximale Strom beträgt 400 mA und die Leistung sollte 15,4 W für jeden Kanal nicht überschreiten. Zur Übertragung werden beide signalfreien Paare verwendet.
2. IEEE 802.3at-2009 (Roe +) unterstützt eine Geräteleistung von bis zu 25,5 W. Auch hier wird die Spannung für die Überwachungskameras über 2 Adernpaare zugeführt.
3. IEEE 802.3bt (Poe++ oder 4PPoE) ist ein neuer Standard, der alle 4 Paare von UTP-Kabeln der fünften Kategorie zur Stromversorgung verwendet. Die maximale Leistung des Empfängers beträgt 90 W.

Jeder dieser Standards ist aktiv - wenn verbunden, werden alle Operationen durchlaufen: Verbinden, Klassendefinition, Spannungsversorgung und Trennung.

Es gibt eine Variante namens passives PoE. In diesem Fall wird kein Polling durchgeführt, die Stromversorgung des Empfängers erfolgt direkt über ein separates Netzteil. Es sollte beachtet werden, dass passives PoE Geräte in Notsituationen nicht schützt.

Anschlussmethoden für Camcorder

Digitalkameras sind auf zwei Arten verbunden: mit und ohne PoE-Technologie. Es wird als optimal angesehen, kompatible Hardware zu verwenden.

PoE-Stromoptionen

Es gibt mehrere Schemata zum Organisieren von PoE-Verbindungen. Die Zusammensetzung der Ausrüstung hängt von der Konfiguration der Anlage ab.

Wenn die Entfernung zwischen dem DVR und der IP-Kamera 100 Meter nicht überschreitet, wird das Gerät direkt mit einem UTP-Kabel verbunden.

Es wird die Standard-Crossover-(Zero-Hub-)Pinbelegung von 8-Pin-RG-45-Anschlüssen verwendet.

Rekorder und Kamera müssen die PoE-Technologie unterstützen.

Bei einer Entfernung von mehr als 100 Metern ist der Kauf zusätzlicher Ausrüstung erforderlich. PoE-Repeater sind in der Lage, die Übertragungsstrecke um 100 m zu verlängern, für Entfernungen von 300 bis 500 Metern kommen VDSL2-Konverter zum Einsatz.

Reicht die Leistung der Ports des Rekorders nicht aus, werden PoE-Injektoren und Splitter zur Stromversorgung der Videokameras verwendet.

Der Injektor wird am Standort des Registrars oder Routers installiert. Das Gerät verfügt über Anschlüsse zum Anschluss einer externen Stromquelle, „LAN“ zum Anschluss eines Rekorders und „PoE“ für ein UTP-Kabel.

An der Seite der Videokamera ist ein Splitter angebracht. An seinem Eingang ist ein Kabel vom Injektor angeschlossen. Das Gerät verfügt außerdem über zwei Ausgänge: „LAN“ zum Empfang eines Videosignals und einen Kameraanschluss.

Stromversorgung für Digitalkameras ohne PoE

Wenn der Rekorder oder die Kamera PoE-Technologien nicht unterstützt, kann das Gerät über ein UTP-Kabel über eine separate Stromquelle mit Strom versorgt werden.

In diesem Fall werden zusätzliche Geräte verwendet - Splitter, die über drei Anschlüsse verfügen:

• Netzanschluss;
• LAN-Anschlüsse;
• Anschließen von UTP-Drähten.

Splitter gehören zur Klasse der passiven Geräte, da sie nur einzelne Adern zu einem Kabel zusammenfassen. Im Inneren des Geräts befindet sich eine Anschlussdose, um eine korrekte Verdrahtung zu gewährleisten.

Mit dem Gerät können Sie auf das Schneiden und Löten von Drähten verzichten, was für den Einsatz von Außenvideokameras wichtig ist.

Die PoE-Technologie zum Anschluss von entfernten digitalen Videokameras reduziert die Netzwerkinstallationskosten erheblich. Wenn alle Regeln befolgt werden, ist kein zusätzliches Hardware-Setup erforderlich, die Kamera beginnt sofort mit der Übertragung.