隨著網(wǎng)絡(luò)化高清監(jiān)控時代的來臨,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的各種應(yīng)用正在不斷的增加和完善,對基礎(chǔ)電源的需求更加迫切。以下主要探討PoE技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中的應(yīng)用場景及其發(fā)展趨勢。

一、POE技術(shù)

以太網(wǎng)供電(PoE)標(biāo)準(zhǔn)正式頒布到現(xiàn)在短短數(shù)年時間，全球各地的企業(yè)都開始迫不及待地采用這項新興技術(shù)。一項調(diào)查結(jié)果表明，從2004到2008年的4年間，采用PoE技術(shù)的供電設(shè)備復(fù)合年增長率已超過33%。2008年全球采用PoE技術(shù)的受電設(shè)備(Powered Devices, PD)市場突破了52億美元，年復(fù)合增長率高達(dá)38%。隨著全球安全市場的增長，用戶逐步開始考慮在現(xiàn)有以太網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之上盡可能地布置一些網(wǎng)絡(luò)安全攝像機(jī)及其他一些網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備。基于PoE技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備也已經(jīng)越來越被用戶所接受并且得到了快速的發(fā)展。自2010年中國安防行業(yè)網(wǎng)絡(luò)高清化浪潮被掀起，PoE技術(shù)成為網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)相較于模擬攝像機(jī)的一個重要優(yōu)勢點，同時能省去配置電源線的時間與金錢，使整個裝置系統(tǒng)的成本明顯降低。極大的推動了安防行業(yè)IP化進(jìn)程。

隨著以太網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，目前全球均普遍采用RJ-45網(wǎng)絡(luò)插座，因此各種PoE設(shè)備都具備相容性。PoE不需要更改以太網(wǎng)線路的纜線架構(gòu)即可運作，所以采用PoE系統(tǒng)不但節(jié)省成本易于布線安裝還具備了遠(yuǎn)程通電、斷電的能力，從而很好的解決了網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)所需的電源難題，將在未來安防監(jiān)控領(lǐng)域的發(fā)展中起到非常重要的作用。

二、POE在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中的應(yīng)用

近年來，由于社會經(jīng)濟(jì)和信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，國家各行業(yè)對視頻監(jiān)控產(chǎn)生了前所未有的需求。應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，除了金融、政府、交通等特殊行業(yè)外，社區(qū)、酒店公共場所、工廠和商場都已應(yīng)用或正在實施數(shù)字監(jiān)控。規(guī)模和輻射區(qū)域越來越大。典型的例子是 “平安中國”項目，其項目范圍涉及到了整個城市，攝像頭達(dá)到上萬個。而視頻監(jiān)控產(chǎn)品也從本地的DVR方式向IP Camera網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。

但是，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控設(shè)備的安裝卻受到環(huán)境的制約，嚴(yán)重影響了網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控所用網(wǎng)絡(luò)攝像頭除了需要通過網(wǎng)線來傳輸視頻信號外，還必須全天候為其提供足夠的電力。在實施過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)因為無法提供穩(wěn)定的電源，而不得不重新設(shè)計攝像頭的安裝地點的情況，而重新設(shè)計安裝地點可能會導(dǎo)致出現(xiàn)監(jiān)控死角，使安防監(jiān)控失去意義。

通常情況下，正常工作的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)需要外接兩根線，一根網(wǎng)線，一根電線。而以下情況會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控鏡頭無法安裝：

1)、攝像頭安裝位置無電源；

2)、攝像頭安裝的位置有電源，但卻是照明電源，無法提供全天候供電。

以上導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)無法安裝的情況，均發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的供電問題上。要想使網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在預(yù)計地點正確安裝，就必須解決網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的供電問題。既然不能正常提供電力，就應(yīng)該考慮使用網(wǎng)線來給攝像機(jī)供電，畢竟部署一條網(wǎng)線比部署一條強(qiáng)電線要容易的多，而且如果使用網(wǎng)線供電，只要數(shù)據(jù)交換機(jī)端的電力不中斷，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)就可以正常工作。使用網(wǎng)線給網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)供電，可以歸納為以下兩種情況：

1)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)支持IEEE802.3af\IEEE802.3at協(xié)議，可以直接使用PoE供電設(shè)備通過網(wǎng)線給網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)供電；

2)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)不支持IEEE802.3af\IEEE802.3at 協(xié)議，不能直接使用POE設(shè)備供電。這時需要用到另外一種配套設(shè)備——PoE分離線或者PoE分離器。它的作用可以將集成有電力的網(wǎng)線分離成純數(shù)據(jù)網(wǎng)線和電源線。這樣就可完成數(shù)據(jù)與電源分離，達(dá)到一根網(wǎng)線即傳輸了數(shù)據(jù)又提供電源。

三、解析POE網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)

PoE網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是利用PoE技術(shù)來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，它擁有PoE受電設(shè)備端的功能，利用以太網(wǎng)供電的供電端設(shè)備(PSE)提供的直流電,通過雙絞線傳輸至受電端(PD)。PoE功能在若干年以后毫無疑問會是攝像機(jī)的必備功能，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的引進(jìn)PoE功能極大的靈活了網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的供電需求，既可以就地取電，也可以通過網(wǎng)線取電，布局的時候不再受傳統(tǒng)的電力線取電點的制約，可以隨意移動和變更攝像點，在許多領(lǐng)域都具備極大的優(yōu)勢。伴隨著光網(wǎng)視等PoE產(chǎn)品廠商的大力投入PoE技術(shù)開發(fā)、培育市場，PoE產(chǎn)品在性能上逐步升級，在價格上逐步平民化，PoE網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的用量成倍增長。安防行業(yè)已經(jīng)逐步走進(jìn)無PoE不高清的“以太網(wǎng)供電PoE時代”

跟普通網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)相比，PoE網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)具有以下優(yōu)點：除了從以太網(wǎng)電纜為連接設(shè)備提供通用供電支持外，PoE降低了投資開支，從而降低了在統(tǒng)一IP基礎(chǔ)設(shè)施中整合入上電設(shè)備的總部署成本。PoE免除了為終端設(shè)備安裝墻壁電源連接的需要，因而降低了與支持終端設(shè)備相關(guān)的電源插座成本。它還可在部署本地交流電源較為困難的場所安裝網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，從而提供了更大的靈活性。我們在實際運用中也可以將PoE 網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中的受電端從攝像機(jī)中剝離出來，分成普通的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)加PoE分離器(光網(wǎng)視型號：PD3101)或者PoE分離線(光網(wǎng)視型號：PD3201)。前端同樣有提供PoE供電的以太網(wǎng)交換機(jī)(光網(wǎng)視常用型號：POE31004P)，后端配置PoE分離器或者PoE分離線，將雙絞線傳輸過來的直流電源轉(zhuǎn)換給網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，提供網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的工作電源。因為受電模塊具有支持功率識別電路的功能，在我們使用智能PoE交換機(jī)供電的時候，節(jié)能的優(yōu)點體現(xiàn)的更加明顯。

四、POE技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中的應(yīng)用

安防行業(yè)應(yīng)用PoE組網(wǎng)主要有簡化布線、節(jié)能靈活、安全方便等優(yōu)勢。眾所周知，一般的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)除了需要通過網(wǎng)線來傳輸視頻信號外，還必須全天候為其提供足夠的電力。而在現(xiàn)實施工中，經(jīng)常會出現(xiàn)因為無法提供穩(wěn)定的電源，而不得不重新設(shè)計攝像頭的安裝地點的情況。如此一來，重新設(shè)計安裝地點額可能會導(dǎo)致出現(xiàn)監(jiān)控死角，使監(jiān)控失去意義。

1、靈活性，PoE只需要安裝和支持一條電纜，簡單而且節(jié)省空間，并且設(shè)備可隨意移動;

2、節(jié)約成本，視頻監(jiān)控攝像機(jī)等，都需要安裝在難以部署AC電源的地方，PoE使其不再需要昂貴電源和安裝電源所耗費的時間，節(jié)省了費用和時間;

3、供電智能化，DC電源像數(shù)據(jù)傳輸一樣，PoE可以通過使用簡單網(wǎng)管協(xié)議(SNMP)來監(jiān)督和控制設(shè)備;

4、消除供電安全隱患，PoE供電端設(shè)備只會為需要供電的設(shè)備供電，只有連接了需要供電的設(shè)備，以太網(wǎng)電纜才會有電壓存在，因而消除了線路上漏電的風(fēng)險;

5、集中供電優(yōu)勢，一個單一的UPS就可以提供相關(guān)所有設(shè)備在斷電時的供電;

6、設(shè)備兼容性優(yōu)勢，用戶可以自動、安全地在網(wǎng)絡(luò)上混用原有設(shè)備和PoE設(shè)備，這些設(shè)備能夠與現(xiàn)有以太網(wǎng)電纜共存;

7、使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備便于管理，當(dāng)遠(yuǎn)端設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)相連后，能夠遠(yuǎn)程控制、重配或重設(shè);

8、在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)局域網(wǎng)中，PoE可以簡化測試任務(wù)，接入點能夠被輕松地移動和接入。

五、PoE在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中的發(fā)展趨勢

1 、IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)是目前的國際標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可以通過RJ45接口向受電設(shè)備提供功率高達(dá)13W、48V的電源，這就允許設(shè)備使用與傳輸數(shù)據(jù)一致的電纜提供或吸收功率。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了兩個可選電源實體的功能及電氣特性：即受電設(shè)備(Power Device，or PD)和供電設(shè)備(Power Sourcing Equipment，or PSE)，該標(biāo)準(zhǔn)可向下兼容。較早的PoE設(shè)備不會與IEEE802.3af 標(biāo)準(zhǔn)相沖突，有效功率級還將有望面向未來的應(yīng)用。

IEEE 802.3af PoE 標(biāo)準(zhǔn)允許設(shè)計師通過以太網(wǎng)電纜為用電設(shè)備(PD)提供高達(dá)12.95W 的電力，同時符合安全特低電壓(SELV)要求。根據(jù)IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)，PD可按所需功率分為四個不同的級別。Class 1 設(shè)備需要的工作功率為0.44～3.84W，Class 2 設(shè)備需要的工作功率介于3.85W 和6.49W之間，Class 3設(shè)備的功率范圍則介于6.5～12.95W之間。設(shè)計師可以根據(jù)功率要求將他們的設(shè)備指定為特定的級別。低成本解決方案可以使用一般的

默認(rèn)級別指定(Class 0)，表示PD需要的工作功率介于0.44～12.95W的工作功率。

作為通過以太網(wǎng)電纜輸電的IEEE工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以太網(wǎng)供電(PoE)技術(shù)的發(fā)展勢頭十分強(qiáng)勁。這一新興技術(shù)通過傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的CAT-5電纜進(jìn)行供電，可以簡化用電設(shè)備(PD)的安裝和部署。這些設(shè)備包括無線接入點、監(jiān)控攝像機(jī)、智能終端、智能傳感器和VoIP電話等。

由于IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)的功率都在13W以下，但是實際應(yīng)用過程中需要用到更大功率的終端，例如含有全方位云臺、變焦鏡頭的攝像機(jī)、大功率的高速球型攝像機(jī)等它們的功率大都30W以上，所以為將進(jìn)一步提高信道的供電能力，IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)將功率由現(xiàn)在的12.95W提高到30W以上，深圳市光網(wǎng)視科技甚至將以太網(wǎng)供電的端口功率做到了60W以上，深圳光網(wǎng)視科技2012年實現(xiàn)了單端口60W，2013年實現(xiàn)了單端口95W等超高功率的以太網(wǎng)供電功能，擴(kuò)大了PoE在安防領(lǐng)域、辦公自動化方面以及智能終端和工業(yè)化智能監(jiān)控等方面的應(yīng)用范圍。

2 、IEEE 802.3at標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展迅猛

目前PoE業(yè)界所采用的標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3 af應(yīng)用還是占據(jù)主要部分，只能向功率在13W以下的受電設(shè)備供電。雖然能夠滿足傳統(tǒng)的IP電話以及網(wǎng)絡(luò)攝像頭的需求，但隨著無線局域網(wǎng)雙波段接入、視頻電話、PTZ視頻監(jiān)控系統(tǒng)(可變焦帶云臺的攝像機(jī))、智能終端、遠(yuǎn)處辦公設(shè)備等高功率應(yīng)用的出現(xiàn)，原有的IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)13W的供電功率顯然不能滿足需求，為此，IEEE在2005年開始開發(fā)新的PoE標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3at(PoE Plus)以提升PoE可傳送的電力。

新標(biāo)準(zhǔn)于2009年正式發(fā)布,稱為Power-over-Ethernet Plus (PoEP) IEEE 802.3at，它將功率要求高于12.95W的設(shè)備定義為Class 4(該級別在IEEE 802.3af中有描述，但留作將來使用)，可將功率水平擴(kuò)展到25W或更高。由于能夠支持更高的功率水平，這一新標(biāo)準(zhǔn)會將PoE應(yīng)用很容易擴(kuò)展到新的領(lǐng)域，例如WLAN(無線局域網(wǎng))、銷售點終端設(shè)備、交換機(jī)以及傾斜式/變焦式/云臺式監(jiān)控攝像機(jī)。

IEEE802.3at (PoEP)標(biāo)準(zhǔn)中最引人注目的一個新變化將是，它能夠以比現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)更詳盡的細(xì)節(jié)來控制功率分布。兼容802.3af標(biāo)準(zhǔn)的PSE識別PD的級別后，只需提供級別定義所允許的最大功率即可。IEEE802.3at系統(tǒng)通電后，符合標(biāo)準(zhǔn)的PSE將能夠使用Level-2 軟件與每個PD 進(jìn)行通信，以確定峰值和平均功率要求。這一新功能將允許設(shè)計師根據(jù)功率預(yù)算來設(shè)計PoE兼容系統(tǒng)，并使系統(tǒng)總功率能力更接近于系統(tǒng)負(fù)載要求。峰值負(fù)載功率和高電流持續(xù)時間之間還可以建立通信(例如，攝像機(jī)推拉電機(jī)具有較高的短時電流要求)。不過，新標(biāo)準(zhǔn)尚未對這種Level-2通信進(jìn)行完整定義。由于新標(biāo)準(zhǔn)是向下兼容IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)的，因此面臨的一個主要問題是，PSE如何判斷與之相連的是IEEE802.3af兼容PD還是新的IEEE802.3at兼容PD(以及PD如何對PSE做出類似的判斷)。為了解決此問題，IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)將使用與IEEE802.3af中相同的特征來指示PoE兼容PD，但這樣會在分級階段增加第二次電壓脈沖，以便指示PSE的IEEE802.3at兼容狀態(tài)。IEEE802.3at兼容PD將檢測到第二次電壓脈沖，并判斷它們已連接至IEEE802.3at兼容PSE。由于分級周期持續(xù)時間符合 IEEE802.3af時間限制，因此與當(dāng)前IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)兼容的PD會將第二次脈沖僅視為初始查詢和響應(yīng)的一部分。

3 、IEEE802.3af與IEEE802.3at的對比：

與IEEE802.3af相比，IEEE802.3at可輸出2倍以上的電力，每個端口的輸出功率可在30W以上，因此可大幅拓寬PoE的應(yīng)用領(lǐng)域。表1為IEEE802.3af與IEEE802.3at的對比。

六、PoE 技術(shù)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

PoE目前尚面臨一些挑戰(zhàn)，如PoE技術(shù)可讓受電設(shè)備從每個端口獲得30W以上的功率，但不是每個端口的受電設(shè)備都需要30W 的功率，因此，如何準(zhǔn)確的感測每個受電設(shè)備的需要是一個很重要的問題，否則可能對受電設(shè)備造成損壞或?qū)W(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施形成不安全因素。此外，由于電纜通常被匝成電纜束, 并置于配線柜中，因此線纜束的散熱問題則需要考慮。而成本問題則是PoE面臨的又一挑戰(zhàn)，特別是對PD制造商而言，在產(chǎn)品中加入PoE技術(shù)就意味著增加成本。

另外標(biāo)準(zhǔn)的五類網(wǎng)線有四對雙絞線，但是在l0MBASE-T和100MBASE-T 中只用到其中的兩對。IEEE802.3af允許兩種用法，應(yīng)用空閑腳供電時，4、5腳連接為正極，7、8 腳連接為負(fù)極。應(yīng)用數(shù)據(jù)腳供電時，將DC 電源加在傳輸變壓器的中點，不影響數(shù)據(jù)的傳輸。在這種方式下線對1、2 和線對3、6 可以為任意極性。目前的標(biāo)準(zhǔn)不允許同時應(yīng)用以上兩種情況。電源提供設(shè)備PSE 只能提供一種用法，而電源應(yīng)用設(shè)備PD必須能夠同時適應(yīng)多種情況。隨著網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備向大功率供電發(fā)展的趨勢，深圳市光網(wǎng)視科技成功解決并實現(xiàn)了采用四對雙絞線全部支持供電，通過提高電源的載流量來增加供電功率,以解決設(shè)備對大功率供電的需求

七、PoE在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中的市場機(jī)遇

PoE技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)部署靈活、擴(kuò)展方便的優(yōu)勢發(fā)揮到了極致，然而國內(nèi)的PoE網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的市場狀況并不樂觀，只占整體監(jiān)控市場的較少的份額，這其中的緣由又從何說起呢?

安防監(jiān)控市場到目前為止發(fā)展大致分了三個階段: 模擬化技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)(IP技術(shù))。在三個階段中，最初是以模擬信號和設(shè)備為特征的CCTV(Closed Circuit Television，閉路電視監(jiān)控)系統(tǒng)，采用VCR(Video Cassette Recorders)存儲監(jiān)控數(shù)據(jù);到數(shù)字化或部分?jǐn)?shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)中以DVR(Digital Video Recorder)或具有網(wǎng)絡(luò)功能的NVR(Network DVR)存儲監(jiān)控數(shù)據(jù);再到現(xiàn)在蓬勃發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)(IP監(jiān)控系統(tǒng))，采用更新的存儲技術(shù)(DAS、NAS、IP SAN或FC SAN等)存儲監(jiān)控數(shù)據(jù)。這是監(jiān)控系統(tǒng)走過的三步發(fā)展之路，也是監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲的三個不同時代。

客觀地說，雖然目前的模擬化與數(shù)字技術(shù)局限性十分明顯，網(wǎng)絡(luò)化的安防技術(shù)應(yīng)用的日益廣泛和深入，也是必然的發(fā)展趨勢，但模擬化技術(shù)與數(shù)字技術(shù)在市場中仍占據(jù)較大比重。因此從整體監(jiān)控市場角度來看，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的市場比重還不高，因此，隸屬與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的PoE攝像機(jī)市場相對也不活躍。從技術(shù)角度來看，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控市場雖然經(jīng)過幾年的發(fā)展，國內(nèi)PoE技術(shù)從非標(biāo)準(zhǔn)走向標(biāo)準(zhǔn)，從非智能走向智能，供電功率也不再局限于IEEE802.3af和IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，光網(wǎng)視科技分別在2012年、2013年已推出成熟的60W和95W的智能PoE產(chǎn)品，更高的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)均可納入PoE供電系統(tǒng)，通過光纖通信技術(shù)的引進(jìn)，更促使PoE產(chǎn)品組網(wǎng)的靈活性。當(dāng)然從廣大工程商的認(rèn)可程度來看，PoE網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)雖然有諸多優(yōu)勢，但畢竟同傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在施工時存在諸多不同，如PoE的應(yīng)用規(guī)范、終端設(shè)備功率的選型配套等，需要將PoE的應(yīng)用技術(shù)更好的傳授到一線的安防工程師那里。另外，目前PoE市場中還混有一部分非標(biāo)準(zhǔn)PoE產(chǎn)品，魚目混雜，非標(biāo)準(zhǔn)PoE產(chǎn)品的應(yīng)用嚴(yán)重傷害了安防工程商對PoE的熱情，加深工程商對PoE技術(shù)的懷疑和不認(rèn)可，為此光網(wǎng)視科技通過百城會活動走向全國各城市開展PoE技術(shù)培訓(xùn)，只有掃清PoE技術(shù)的應(yīng)用障礙和誤區(qū)，才能讓廣大網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控用戶真正享受到PoE技術(shù)所帶來的美好體驗。

隨著PoE技術(shù)的發(fā)展，能提供電源的功率逐步增大，信號傳輸帶寬更高，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控將以PoE供電方式將逐漸被更多消費者喜愛，各監(jiān)控產(chǎn)品供應(yīng)商也都推出了PoE產(chǎn)品，相信以PoE技術(shù)為核心的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控產(chǎn)品會逐步成為市場的主流。

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