Какое питание использовать в видеонаблюдении PoE или 12В

Питание PoE

В данной статье мы разберем варианты организации питания для системы видеонаблюдения. Вы узнаете, когда лучше использовать питание PoE, а когда 12 вольт. А также как правильно подключать видеонаблюдение к бесперебойному питанию.

PoE-коммутаторы или PoE-видеорегистратор

Есть мнение, что надо избегать регистратор со встроенным PoE. По сути самая главная задача PoE-регистраторов облегчить переход на ip-камеры.

Регистратор-PoE

Например, в аналоговом видеонаблюдении пользователь просто подключает bnc разъем в регистратор, и камера начинает показывать. По аналогии в PoE-регистратор вставляем разъем 8P8C (ошибочно называемый RJ-45), и камера начинает работать.

Но PoE-коммутатор в регистраторе стоит за NAT-ом (Network Address Translation) и подключаемые к нему камеры извне нигде в локальной сети не видно.

В регистраторе есть отдельный LAN порт, который вы подсоединяете к роутеру, и он видит ваш видеорегистратор, все остальные устройства в сети, например, камеры, которые не подключены к пое-портам видеорегистратора.

А остальные 4,8,16 или 24 порта, который в нем встроены, стоят за NAT-ом и имеют другую подсеть. То есть между двумя подсетями как бы стена.

В последних версиях прошивок некоторых регистраторов можно настроить между NAT-ом проброс портов или включить виртуализацию, чтобы получить доступ к камерам.

Человеку, у которого мало знаний и он не хочет заморачиваться, лучше использовать регистратор со встроенным PoE-коммутатором. Но когда дело дойдет до обслуживания системы видеонаблюдения инсталляторами, да еще и удаленно, вылезают все недостатки по обслуживанию камер с PoE-регистратором.

Какая разница в стоимости

Регистратор и отдельно PoE-коммутатор стоит примерно столько же, сколько регистратор со встроенным PoE.

Допустим, можно купить за 100 долларов регистратор и 60 долларов пое-коммутатор или за 160 долларов PoE-регистратор, получается никакой выгоды в экономии особо нет.

Диверсификация рисков

Но у решения с PoE-регистратором нет диверсификации рисков, так как два устройства в одном. Когда используются отдельно IP-регистратор и PoE-коммутатор, система становится более гибкой и надежной.

Питание poe

Допустим, сгорел пое-коммутатор, регистратор остается работать, заменили коммутатор. Сломался регистратор, пое-коммутатор остался работать, заменили регистратор. А при регистраторе с PoE заказчик лишается сразу двух устройств в одном.

А если камеры параллельно пишутся в облако

Например, часто бывает у заказчика 8 или 16 камер на объекте и регистратор, но при этом несколько камер (кабинет директора, вход крупным планом, серверная) параллельно на всякий случай пишутся в облако.

Заказчик говорит: «Вот придут ко мне там какие-то «маски-шоу». Первым делом заходят в серверную, выключают регистратор и садятся разговаривать с директором».

Если у нас PoE-регистратор, выключив его, они обесточат камеры полностью и связь с облаком в том числе. В случае использования отдельно пое-коммутатора и регистратора, выключив регистратор, пое-коммутатор продолжает питать камеры и запись продолжается в облако.

Автономное питание для PoE и 12В

Все PoE-регистраторы со встроенным блоком питания питаются от розеток 220В. Даже если у него внешний блок питания, у него все равно 220В на входе, 48В на выходе.

Идеальный вариант — слаботочный блок питания на 48В, тогда мы получаем все плюсы слаботочного бесперебойника на 12В.

Если у нас нету бесперебойного источника питания на 48В, мы сталкиваемся с тем, что необходимо использовать ИБП 220В.

В среднем видеокамеры Hikvision имеют максимальную мощность до 7Вт, это где-то 600мА при напряжении 12В. При PoE-питании также камера будет потреблять 7Вт, и не важно, что напряжение у PoE 48-52В. Согласно закону Ома, сила тока в данном случае уменьшится до 150мА.

Например, у нас 10 камер по 7Вт (70Вт), сам коммутатор потребляет 20Вт, видеорегистратор 20Вт, вся система видеонаблюдения примерно составит потребление 110Вт.

Компьютерный ИБП или слаботочный ББП

Под эти параметры потребления подходят самые простейшие модели компьютерных бесперебойников. Во всех них внутри стоят те же самые 12 вольтовые аккумуляторы, но они делают двойное преобразование.

Сначала из постоянного напряжения 12В они делают переменное 220В, потом блок питания, который подключается к ИБП снова преобразует из 220В в постоянное 12В. На таком преобразовании получаем очень низкий КПД.

Например, ИБП за 150 долларов мощностью 1500ВА продержит систему видеонаблюдения с потреблением 110Вт примерно 20-30 минут. Если за эти же деньги взять слаботочный 12 вольтовый бесперебойник с АКБ 18А/ч, то при том же потреблении 110Вт время автономной работы возрастает до 2-2,5 часов.

И не нужно забывать про роутер. Его также необходимо обязательно добавлять в автономную систему.

На практике часто бывает так, что роутеру не добавили бесперебойное питание. Если отключится свет, вы не сможете посмотреть с телефона, что происходит на объекте. Да, видео запишется, но посмотреть архив вы сможете после появления электроэнергии.

Заказчику такой подход не очень нравится, и если он заказывает бесперебойное питание, то необходимо делать автономность всей системы наблюдения: камеры, регистратор и роутер.

Когда у вас ИБП на 220В, вы подключаете сетевой фильтр и делаете сколько нужно розеток, в которые подключаете регистратор, коммутатор, блок питания камер, роутер. Как бы хорошо, но за 150 долларов автономность будет 10-15 минут, максимум 30 минут.

А когда у вас 12 вольтовая система, вроде бы тоже за 150 долларов, но автономность может доходить до 8 часов.

Как запитать систему видеонаблюдения от ББП

На самом деле в 12 вольтовой системе никогда нет 12 вольт, можете проверить мультиметром. Для зарядки аккумулятора необходимо напряжение 13,8В. Нормально заряженный аккумулятор выдает 14,2В под плавной нагрузкой, дальше он проседает.

Допустим выключилась электроэнергия и ББП начинает работать за счет аккумулятора, падает, падает по чуть-чуть напряжение, доходит через несколько часов до 9,6В и выключается.

Исходя из технических характеристик камер Hikvision, они работают от напряжения питания 12В +-25%, т.е. нижний предел 9В, верхний – 15В. Питая камеры от бесперебойника, мы вкладываемся между 25% допуска по напряжению.

Допустимое изменение напряжения питания у камер

Правильное питание видеорегистратора от ББП

Но самое плохое, что мы перегружаем видеорегистратор, в частности винчестер, на который подается 12В и 5В. Если на регистратор приходит 12В, то на жесткий диск идет ровно 5В. А если на регистратор приходит 13В, то на HDD идет уже 5,2В. Конечно, это как-то работает, но регистраторы горят чаще чем камеры именно из-за завышенного напряжения питания.

Выход из данной ситуации – DC-DC преобразователь (выпрямитель), чтобы выходное напряжение из ББП преобразовать ровно в 12В и питать им регистратор.

Преобразователь напряжения 12В в 5В

Питание от ББП для роутера

Также понадобится преобразователь напряжения и для роутера. В зависимости от производителя и моделей, большинство роутеров могут иметь питание 5В, 9В, 12В. Даже если роутер имеет питание 12В, все равно его подключать на те же клеммы ББП, что и камеры – неправильно.

Более подробно об организации бесперебойного питания в видеонаблюдении читайте в статье ИБП для видеонаблюдения автономность 2-3 часа

Если у камер производитель Hikvision заявляет разброс напряжения питания в пределах от 9 до 15 вольт, то допустимое питание роутера необходимо смотреть в характеристиках конкретной модели.

В большинстве случаев для стабильной и отказоустойчивой работы для питания роутера необходимо использовать выпрямитель.

Это не значит, что без выпрямителя роутер не будет работать, но ресурс его может сократиться. Мог бы прослужить 7 лет, а так 5 проработает из-за перегрева каких-нибудь элементов на плате.

Или, например, роутер заглючил, потребовался reboot (перезагрузка). Вроде бы ничего страшного, он же не сгорел. Но на самом деле это звоночек, что в роутере что-то работает нестабильно. И понятно почему — завышенное питание.

Если роутер у вас 5 вольтовый, однозначно необходим преобразователь в 5В. Чем меньше вольтаж устройства, тем более оно требовательно к качественному питанию.

Например, 5 вольтовое устройство может иметь разброс напряжения от 4,9 до 5,1 вольта. И большие колебания, даже 10%, для них нежелательны, им плохо будет и быстрее выйдут из строя.

Питающий кабель для камер

Условно, если камера потребляет ток около 1 ампера (0,6 – 1,5 А), и вы поставили камеру за 100 метров и протянули кабель ШШВП 2*0,75, то вы должны на ББП или на блоке питания завысить напряжение на 2В. Тогда вы понимаете, что на 100 метрах 3 вольта упадут и к камере придет с 14 вольт – 11В.

С другой стороны, нужно понимать, что на бесперебойнике у вас питается несколько камер, а завышающий регулятор напряжения один общий на всю клеммную колодку. Да, бывают раздельные источники питания, но чаще это одно устройство. Поэтому, если вы накрутили 14В, то на ближайшую камеру за 10 метров придет уже 13,8-13,9В.

Про сечение кабеля и «штаны»

У кабелей ВВГ, ПВС, ШШВП, витая пара при расчете падения напряжения используется площадь сечения кабеля в миллиметрах квадратных.

Например, хорошая медная витая пара 2*4*0,51 имеет диаметр одной жилы 0,51мм. Чтобы определить площадь сечения одной жилы, необходимо воспользоваться формулой площади круга (пиэрквадрат):

S=πr²

0,51/2=0,255

0,255×0,255×3,14=0,2мм в квадрате – сечение одной жилы витой пары.

Или S=πd²/4

3,14x(0,51×0,51)/4=0,2мм² – сечение одной жилы витой пары.

В витой паре у нас 8 жил. 2 пары, которые служат для передачи данных, в раскладке Т568Б, это бело-оранжевый, оранжевый, бело-зеленый и зеленый (1,2,3,6 номера обжима).

Распиновка разъема 8P8C (RJ-45) по типу T-568B

И есть 2 пары: бело-синяя, синяя, бело-коричневая и коричневая, которые в 100 мегабитном Ethernet не задействованы.

Поэтому свободные пары мы можем скрутить и использовать для питания камер. И у нас уже получится сечение не 0,2 квадрата, а 0,4 квадратных миллиметра.

Таким образом, если мы используем «штаны» (питание по свободным жилам витой пары), то в слаботочных системах это будет нормально работать на расстоянии не более 35-40 метров от ББП до камеры. Если расстояние от блока питания до камер больше 40 метров, используем PoE-коммутатор.

"Штаны" в ip-видеонаблюдении

По каким жилам витой пары идет питание пое

В правильном PoE питание идет по тем же парам, что и данные: бело-оранжевая, оранжевая, бело-зеленая и зеленая жилы.

Стандарты PoE:

Стандарты PoE

Классы мощности PoE:

Классы мощности PoE

Производился тест по исследованию PoE стандарта IEEE 802.3af с помощью осциллографа.

Один конец витой пары был вставлен в PoE-коммутатор, второй — в ноутбук. На экране осциллографа появлялся маленький всплеск 1,5-1,6В и потом происходило снижение до 0,2-0,25В.

Когда подключали камеру, был маленький всплеск 1,5-1,6В. Потом пауза 300мс. Второй всплеск на 5-6В, потом еще больше и так до 48-52В.

Т.е. правильный PoE-инжектор или PoE-коммутатор, который работает по технологии IEEE 802.3af или IEEE 802.3at подает небольшие индукционные токи и проверяет устройство на той стороне кабеля, является ли устройство приемником PoE.

Неправильный ПоЕ или Passive PoE используется у некоторых брендов для питания только устройств этого бренда. В Passive PoE питание идет по бело-синей, синей, бело-коричневой и коричневой парам.

Причем питание на этих жилах будет сразу, даже без подключения устройств. Если устройство не предназначено для питания через неправильный пое, например, ноутбук, или видеокамера, то оно может при подключении просто выйти из строя.

В 100 мегабитной сети с правильным PoE 8-мь жил витой пары можно разделить на 2 пары по 4 жилы. И пустить по обеим питание PoE для двух разных камер.

В Passive PoE так сделать нельзя, потому что по 4-ем жилам первой пары идут данные, по 4-ем жилам второй пары идет питание.

Если статья была полезна, делитесь с друзьями. Есть, что дополнить или уточнить, пишите в комментариях.

Читайте также:  Обычные или антивандальные камеры видеонаблюдения
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Видеонаблюдение, интернет, вай-фай
Комментарии: 4
  1. Валерий

    По формуле.
    1) 2пиэрквадрат=пидэквадрат.
    2) Пи надо умножить на два.

    1. ruslanshandrikov (автор)

      Благодарю за корректировки. Внесли поправки в статье:
      Чтобы определить площадь сечения одной жилы, необходимо воспользоваться формулой площади круга (пиэрквадрат):

      S=πr²

      0,51/2=0,255

      0,255×0,255×3,14=0,2мм в квадрате – сечение одной жилы витой пары.

      Или S=πd²/4

      3,14x(0,51×0,51)/4=0,2мм² – сечение одной жилы витой пары.

  2. Валерий

    А статья весьма полезная.

    1. ruslanshandrikov (автор)

      Благодарю, Валерий, за обратную связь. Рады, что для вас статья полезна.

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: