电传输之POE供电的介绍
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本文參考公眾號(hào):第一監(jiān)控
1.是什么POE供電
??PoE指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5布線(xiàn)基礎(chǔ)架構(gòu)不作任何改動(dòng)的情況下,在為一些基于IP的終端(如IP電話(huà)機(jī)、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)接入點(diǎn)AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等)傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí),還能為此類(lèi)設(shè)備提供直流供電的技術(shù)。
??一個(gè)完整的PoE系統(tǒng)包括供電端設(shè)備和受電端設(shè)備兩部分。
??供電端設(shè)備(PSE):支持POE功能的以太網(wǎng)交換機(jī)、路由器、集線(xiàn)器或者其他網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。
??受電端設(shè)備(PD):在監(jiān)控系統(tǒng)中主要就是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)(IPC)。
2.使用以太網(wǎng)供電的優(yōu)勢(shì)
??PoE技術(shù)能在確保現(xiàn)有結(jié)構(gòu)化布線(xiàn)安全的同時(shí)保證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)作,最大限度地降低成本。
3.POE供電的標(biāo)準(zhǔn)
??2003年設(shè)立的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3af要求PSE能達(dá)到15.4W的輸出功率,而到達(dá)受電設(shè)備的功率是12.95W,電源損耗為2.45W 。
??2009年設(shè)立的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3at則要求PSE能達(dá)到30W的輸出功率,到達(dá)受電設(shè)備的功率是25.5W,電源損耗為4.5W。
??隨著時(shí)間的推移這兩種標(biāo)準(zhǔn)的功率已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)在新的更大功率的PD的供電要求。因此最新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3bt有兩種要求:
??第一種:其中一種是要求PSE能達(dá)到60W的輸出功率,到達(dá)受電設(shè)備的功率是51W(從上表可知這個(gè)是最低的數(shù)據(jù)),電源損耗為9W。
??第二種:則要求PSE能達(dá)到90W的輸出功率,到達(dá)受電設(shè)備的功率是71W,電源損耗則為19W。
4.損耗計(jì)算
??焦耳定律數(shù)學(xué)表達(dá)式:Q=I2Rt (適用于所有電路)其中的Q就是損耗的功率P,I是電流,R是電阻,t是時(shí)間。
??在實(shí)際使用中由于PSE和PD是同時(shí)工作的,所以損耗和時(shí)間無(wú)關(guān)。得出結(jié)論就是在POE系統(tǒng)中網(wǎng)線(xiàn)的損耗功率與電流的二次方成正比,與電阻的大小成正比。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)為了減少網(wǎng)線(xiàn)的功耗我們要盡量使導(dǎo)線(xiàn)的電流變小,讓網(wǎng)線(xiàn)的電阻變小。其中電流變小的意義特別重要。
那么我們來(lái)看一看國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的各個(gè)具體參數(shù)是多少:
??在IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)中網(wǎng)線(xiàn)的電阻是20?,要求的PSE輸出電壓是44V電流是0.35A,損耗功率P=0.350.3520=2.45W。
同理在IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)中網(wǎng)線(xiàn)的電阻是12.5?,要求的電壓是50V電流是0.6A,損耗功率P=0.60.612.5=4.5W。
這兩種標(biāo)準(zhǔn)使用這種計(jì)算方法都沒(méi)有問(wèn)題。但是當(dāng)?shù)搅薎EEE802.3bt標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候就不能這樣計(jì)算了,如果電壓是50V要達(dá)到60W的功率必須要1.2A電流,此時(shí)損耗功率為P=1.21.212.5=18W,減去損耗到達(dá)PD設(shè)備的功率只有42W。
5.poe供電損耗的原因
??那么到底是什么原因呢?
??與實(shí)際要求達(dá)到的51W少了了9W的電能。那么到底是什么原因?qū)е掠?jì)算錯(cuò)誤。
??我們?cè)賮?lái)觀察這個(gè)數(shù)據(jù)圖最后一列,仔細(xì)觀察一下原來(lái)IEEE802.3bt標(biāo)準(zhǔn)中的電流仍然是0.6A,再看供電的雙絞線(xiàn)可知,是用的四對(duì)雙絞線(xiàn)供電(IEEE802.3af,IEEE802.3at是用兩對(duì)雙絞線(xiàn)供電)這樣一來(lái)就可以把這種方式看做并聯(lián)電路,整個(gè)電路電流是1.2A,但總的損耗是兩對(duì)雙絞線(xiàn)供電時(shí)損耗的兩倍,
??所以損耗P=0.60.612.5*2=9W,相對(duì)于2對(duì)雙絞線(xiàn)來(lái)說(shuō)這種供電方式節(jié)省了9W的電能,所以使得供PSE在輸出功率只有60W的情況下使得PD設(shè)備接收到的功率能夠達(dá)到51W。
??因此我們?cè)谶x用PSE設(shè)備的時(shí)候一定要注意盡量減小電流,增大電壓,否則容易導(dǎo)致電能損耗過(guò)大,單從PSE設(shè)備的功率感覺(jué)是可以用的,但到實(shí)際中是不可用的。
舉例
某個(gè)PD設(shè)備(比如攝像機(jī))需要12V 12.95W才能使用,如果使用12V2A的PSE,輸出功率為24W。
在實(shí)際使用中,當(dāng)電流為1A時(shí),損耗P=1120=20W。
當(dāng)電流為2A時(shí),損耗P=2220=80W,
此時(shí)電流越大損耗越大,大部分的功率都已經(jīng)損耗完了,顯然此PD設(shè)備無(wú)法接收到PSE輸送的電能,攝像機(jī)就會(huì)出現(xiàn)供電不足,無(wú)法正常工作。
這個(gè)問(wèn)題也是實(shí)際中常見(jiàn)的,很多情況下看似供電功率很大,足夠用,卻沒(méi)有算損耗,結(jié)果攝像機(jī)因?yàn)楣╇姴蛔銦o(wú)法正常工作,而總是找不到原因。
6.POE供電線(xiàn)阻
??當(dāng)然以上所說(shuō)的是當(dāng)供電距離為100米時(shí)網(wǎng)線(xiàn)的電阻,這是最大供電距離下的可用功率,但如果實(shí)際使用時(shí)的供電距離比較小,比如只有10米,那么電阻就只有2?,相應(yīng)的損耗就只有100米的10%的損耗,所以選用PSE設(shè)備的時(shí)候充分考慮到實(shí)際使用的情況也是很重要的。
超五類(lèi)雙絞線(xiàn)各種材質(zhì)網(wǎng)線(xiàn)100米的電阻:
1.銅包鋼網(wǎng)線(xiàn):75-100?
2.銅包鋁網(wǎng)線(xiàn):24-28?
3.銅包銀網(wǎng)線(xiàn):15?
4.銅包銅網(wǎng)線(xiàn):42?
5.無(wú)氧銅網(wǎng)線(xiàn):9.5?
??可以看得出,越好的線(xiàn)纜,電阻最小,根據(jù)公式Q=I2Rt,也就是供電過(guò)程中損耗的功率最少,所以這就是為什么要用好線(xiàn)纜的原因,建議最好用六類(lèi)線(xiàn)較穩(wěn)妥些。
7. POE不能供電時(shí),如何排查?
① 首先確定受電設(shè)備是否支持POE供電
??不是所有的設(shè)備都支持POE供電的,曾經(jīng)就接到過(guò)一起這樣的售后,一個(gè)客戶(hù)說(shuō)他的監(jiān)控?cái)z像頭在沒(méi)接電源的情況下通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)接在我們的8口POE上燈不亮,攝像頭也不工作。接了攝像頭電源后就一切正常。聽(tīng)到客戶(hù)反映的情況,我首先就讓客戶(hù)查下他的攝像頭是否支持POE供電,果不其然,他的設(shè)備不支持POE供電。
② 檢查受電設(shè)備的功率是否超出了POE交換機(jī)端口供電的最大功率
??**POE交換機(jī)的端口供電功率有兩種,一種是15.4W,一種是30W。**如果用的是15.4W的POE交換機(jī),受電設(shè)備的功率卻大于15.4W,就會(huì)出現(xiàn)供電不穩(wěn),或者供不了電的。
③ 檢測(cè)POE交換機(jī)在滿(mǎn)負(fù)載的工作狀態(tài)下,供電功率是否超出了供電總功率
??POE交換機(jī)除了單個(gè)的端口供電功率,還有個(gè)總供電功率。市面上有的8口POE交換機(jī)總供電功率是90W,單個(gè)端口供電功率是15.4W。如果每個(gè)端口的供電功率都使用到頂峰,8個(gè)端口就是8×15.4=123.2W。這樣就超出了本臺(tái)交換機(jī)的總功率,供電自然就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。所以使用POE交換機(jī)要有個(gè)妥善的搭配,功率大的受電設(shè)備和功率小的搭配起來(lái)使用。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的电传输之POE供电的介绍的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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