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基础原理

什么是 PoE 交换机:它给监控现场改变了什么

FM 安视 技术团队 安防监控系统设计团队 发布于 9 分钟阅读
通信机柜内安装的 PoE 交换机与跳线
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PoE 交换机是一台网络交换机,它把电力送到与数据同一条网线上。放在楼宇监控系统里,这一句话就省掉了一整层工作:吊顶高度不用留市电插座,每台摄像机旁边不用配电源,摄像机点位也不需要第二个工种进场。摄像机由通信机柜供电,走的就是本来就要为视频拉的那一段 CAT6 网线。

下面要讲的是采购方在设计定稿之前需要的那一版答案:标准到底定义了什么、三个功率等级现实中各能覆盖什么、PoE 交换机解决不了什么,以及包装盒上的数字该怎么读——因为决定设计成不成立的数字很少是端口数,而是端口背后的功率预算。

PoE 到底是什么,能给什么供电?

以太网供电是一项 IEEE 标准,不是接线技巧。交换机不是简单地给每个端口加电压:网线插上后,它会先探测设备,检测到有效签名才供电,并协商这台设备允许取多少电。正因为有这次握手,普通网络设备插进 PoE 端口不会被损坏,从不请求供电的设备就在同一个端口上当作普通数据设备运行。

协商出的数字有一个上限,标准称之为等级(class)。例如 802.3at 上的 class 4 设备,最远端最多可取 25.5 W,而交换机在端口上预留 30 W。两个数字之差就是线损预算——标准假设了一段铜缆长度,预留的电力要撑过这段下行的路。所以描述每个 PoE 端口的是两个数字:交换机承诺预留多少,设备允许取走多少。

802.3af、802.3at 和 802.3bt 各自定义了什么?

标准端口预留功率在楼宇里覆盖什么
IEEE 802.3af (PoE)15.4 W带固定补光灯的定焦半球或枪机。我们的定焦 5 MP 摄像机正常运行按约 6 W 规划,一个端口带一台还有富余。
IEEE 802.3at (PoE+)30 W高速球机,以及任何功耗是定焦机型数倍的点位——电机负载、加热器,或大型补光灯阵列。
IEEE 802.3bt (PoE++)60 W 和 90 W多传感器和高功率设备。楼宇里大多数摄像机点位到不了这一行,而提供这一档的交换机每端口更贵。

这张表的实用读法:定焦摄像机落在第一行,球机落在第二行,混用设计按各点位功耗之和选型,而不是按端口数。一个设计可以端口数完全正确,却在瓦数上不成立。

PoE 从安装里省掉了什么?

  • 通往每个摄像机点位的市电支线。四米高处不用留插座,不用单独走电源管,摄像机旁边的墙上也不用装隔离开关。
  • 摄像机旁的电源。过去落在楼里最难够到的位置的故障点,现在移进了有人够得着的机柜。
  • 远程重启电源。不响应的摄像机在机柜里就能重启——在联网系统上,甚至不用派人爬梯子。
  • 一个防护点取代许多个。浪涌与防雷保护集中在交换机上,机柜成为记录本层供电与数据走向的唯一位置。
  • 更简单的机柜。一台设备供一层楼,端口清单同时就是摄像机点位表。

PoE 与其它做法相比如何?

做法是什么适用场合
PoE 交换机从机柜用一根网线同时供电和传数据任何新建楼宇系统,小现场起步也适用
PoE 注入器接在非 PoE 交换机与单台摄像机之间的单口供电器后期给没有 PoE 预算余量的网络加一台摄像机
中跨供电器(midspan)带电的配线架,向既有走线注入电力已有非 PoE 交换机、暂时无法更换的现场
PoE 分离器输入 PoE,输出一路更低的直流电压让早于 PoE 年代的摄像机接在现代走线上继续使用
点位本地供电在点位上单独放一个电源仅限 PoE 确实够不到的点位

PoE 交换机解决不了什么?

100 m 上限。铜缆以太网规定到 100 m,PoE 也在这个距离预算之内。超过之后的选择是:把机柜挪到离点位更近的地方、用光纤上联,或者用延长模式——它以 10 Mbps 把电力和数据送到最远 250 m,并带端口隔离,某个端口出问题不会影响交换机其余部分。这是诚实的取舍:距离更长,协商速率更低。下单网线之前,先弄清图纸上哪些走线会用到它。

是预算,不是端口数。交换机的端口数完全说明不了它能给多少电。我们的产品线从 8 口 120 W,到 16 口 250 W,再到 24 口 320 W,每个档位的选型规则都一样:把每个点位允许的瓦数相加,再加约四分之一作余量,然后把结果和预算对照。这四分之一不是虚留——补光灯夜里比同一台摄像机白天耗电更多,球机电机是成串取电,明年加的那个点位也从同一份预算里出。

一个算例。十二个定焦点位按 10 W 计、两个球机点位按 20 W 计,负载合计 160 W;加上余量变成 200 W,落在 16 口交换机 250 W 的预算之内,还余约 50 W,端口也仍有空余。同样的十四个点位放在 120 W 的 8 口交换机上就不成立,即便端口数只用到十六个中的十四个——这正是按瓦数选型的全部意义。

摄像机自己的胃口。规划数字和标称数字不是一回事。定焦 5 MP 摄像机正常运行约耗 6 W,但规格书允许的更高,安装商能依靠的是交换机预留的功率。按允许值选型,用规划数字复核总量。

买之前该怎么读一台交换机?

  • 端口与上联。有多少个 PoE 端口,还剩几个上联口用来接到下一个机柜或录像机。
  • 功率预算。最重要的一个数字,也是最常缺席规格书第一页的那个。
  • 每个端口支持的标准。只有 802.3af,还是 af 和 at 都有——这决定球机能不能从同一台交换机取电。
  • 延长模式与隔离。是否提供长距离走线和故障隔离,以及有几个端口支持。
  • 管理型还是非管理型。非管理型即插即用,适合大多数楼宇楼层;需要 VLAN 或监控时,管理型机型才有它的位置。
  • 备用端口。留两三个,无线接入点或门禁控制器通常就落在这里。

按这个顺序读那四个数字,大多数 PoE 错误在下单前就会消失:失败的设计都栽在预算、距离或标准上,几乎从不栽在端口数上。

把点位清单、摄像机选型和每层最长的走线发来,我们会回你交换机型号、每个机柜的瓦数和网线米数——同一套产品线背后的算术,套到你的楼上。

常见问题

一句话说,什么是 PoE 交换机?

它是一台网络交换机,把电力送到与数据同一条网线上,摄像机因此由通信机柜供电,而不是靠吊顶高度的一个插座。

需要 802.3at,还是 802.3af 就够?

取决于端口上接的是什么。802.3af 在端口上预留 15.4 W,覆盖带固定补光灯的定焦半球和枪机;802.3at 预留 30 W,高速球机和带加热器的摄像机需要它。我们的定焦 5 MP 摄像机正常运行按约 6 W 规划,一个 af 端口带一台还有富余。

一台 16 口交换机实际能带多少台摄像机?

端口有 16 个,但其中多少个能接摄像机、多少个要留给别的设备,由功率预算决定。16 口机型的预算为 250 W;留出约四分之一作余量后剩 200 W,够约 14 台按 10 W 计的定焦摄像机,或者 12 台定焦摄像机加两个按 20 W 计的 PTZ 球机点位。

一段走线超过 100 m 怎么办?

标准以太网和 PoE 在铜缆上的上限就是 100 m。超过之后的选择是:把机柜挪到离点位更近的地方、用光纤上联,或者用延长模式——它以 10 Mbps 把电力和数据送到最远 250 m,并在长距离端口上带端口隔离。

功率预算是按端口算,还是整机算?

两者都存在,含义不同。标准规定的是每个端口的上限;交换机另有一份所有端口共同取用的整机预算。一台 24 口交换机带 320 W 预算,在留余量之前平均到每个端口约 13 W——这正是设计可以在端口上完全正确、却在瓦数上不成立的原因。

PoE 交换机能给不是摄像机的设备供电吗?

能:无线接入点、门禁控制器、对讲和传感器都行,前提是它们遵循同一标准,功耗也计入同一份预算。这也是楼层交换机上要留两三个备用端口的原因之一。

需要管理型交换机吗?

大多数楼宇楼层不需要。需要 VLAN、端口监控或一份成文的端口表时,管理型交换机才有它的位置——比如租户共用一张网的写字楼,或者 IT 部门需要能看清状态的现场。

PoE 是省钱,还是只省了布线?

两者都省。它去掉了每个摄像机点位的市电支线、电源和隔离开关,并把故障点集中到有人够得着的一个机柜里。布线上的节省是显眼的一半,维护上的节省是更大的那一半。
主题 PoE 交换机 以太网供电 802.3af 802.3at 楼宇监控 CAT6 网线

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