PoE技术在网络监控系统中的应用研究

【摘要】 随着社会生活及生产对用电的需求越来越紧密，人们对电力行业的稳定性和安全性的要求也越来越高。随着网络规模的扩大，影响网络服务的因素也增多了，无形中提高了网络服务的复杂度。如何进行有效的网络管理，确保信息网络可靠、稳定的运行已经成为一个急切需要解决的问题。建立智能的综合监控系统，实现电力网络监控管理的有效应用，是当前及未来电力行业提高生产效益、保障安全生产的有效手段。本文针对当前主流的PoE技术在监控预警系统中的应用进行了探讨。

【关键词】 网络监控预警系统 PoE 应用潜力

随着对网络监控系统的高清化、智能化、综合化的不断追求，网络监控系统对网络摄像机的各种应用正在不断的增加和完善，对基础电源的需求更加迫切。

一、PoE技术

PoE （Power Over Ethernet）指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP的终端（如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。PoE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。PoE也被称为基于局域网的供电系统（PoL， Power over LAN ）或有源以太网（ Active Ethernet），有时也被简称为以太网供电，这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。IEEE 802.3af标准是基于以太网供电系统PoE的新标准，它在IEEE 802.3的基础上增加了通过网线直接供电的相关标准，是现有以太网标准的扩展，也是第一个关于电源分配的国际标准。标准的五类网线有四对双绞线，但是在l0M BASE-T和100M BASE-T中只用到其中的两对。IEEE80 2.3af允许两种用法：应用空闲脚供电时，4、5脚连接为正极，7、8脚连接为负极；应用数据脚供电时，将DC电源加在传输变压器的中点，不影响数据的传输，在这种方式下线对1、2和线对3、6可以为任意极性。IEEE80 2.3af标准不允许同时应用以上两种情况。电源提供设备PSE只能提供一种用法，但是电源应用设备PD必须能够同时适应两种情况。IEEE80 2.3af标准规定供电电源通常是48V、13W的（IEEE80 2.3at为48V、13W）。PD设备提供48V到低电压的转换是较容易的，但同时应有1500V的绝缘安全电压。

二、 PoE技术在网络监控系统中优势

1）灵活性，PoE只需要安装和支持一条电缆，简单而且节省空间，并且设备可随意移动。2）节约成本，视频监控摄像机等，都需要安装在难以部署AC电源的地方，PoE使其不再需要昂贵电源和安装电源所耗费的时间，节省了费用和时间。3）供电智能化，DC电源像数据传输一样，PoE可以通过使用简单网管协议（SNMP）来监督和控制设备。4）消除供电安全隐患，PoE供电端设备只会为需要供电的设备供电，只有连接了需要供电的设备，以太网电缆才会有电压存在，因而消除了线路上漏电的风险。5）集中供电优势，一个单一的UPS就可以提供相关所有设备在断电时的供电。6）设备兼容性优势，用户可以自动、安全地在网络上混用原有设备和PoE设备，这些设备能够与现有以太网电缆共存。7）使网络设备便于管理，当远端设备与网络相连后，能够远程控制、重配或重设。8）在网络摄像机局域网中，PoE可以简化测试任务，接入点能够被轻松地移动和接入。

三、PoE技术在网络监控系统中的应用

通常情况下，正常工作的网络摄像机需要外接两根线：一根网线，一根电线。但是有的情况会导致网络监控镜头无法安装：一是摄像头安装位置无电源；二是摄像头安装的位置有电源，但却是照明电源，无法提供全天候供电。以上导致网络摄像机无法安装的情况，均发生在网络摄像机的供电问题上。要想使网络摄像机在预计地点正确安装，就必须解决网络摄像机的供电问题。既然不能正常提供电力，就应该考虑使用网线来给摄像机供电，毕竟部署一条网线比部署一条强电线要容易的多，而且如果使用网线供电，只要数据交换机端的电力不中断，网络摄像机就可以正常工作。

使用网线给网络摄像机供电，可以归纳为以下两种情况：

？ 网络摄像机支持IEEE802.3af＼IEEE802.3at协议，可以直接使用PoE供电设备通过网线给网络摄像机供电。

？ 网络摄像机不支持 IEEE802.3af＼IEEE802.3at 协议，不能直接使用PoE设备供电。这时需要用到另外一种配套设备―PoE分离线或者PoE分离器。它的作用可以将集成有电力的网线分离成纯数据网线和电源线。这样就可完成数据与电源分离，达到一根网线即传输了数据又提供电源。

PoE供电距离是由数据信号的传输距离决定的。单纯的电力是可以传输很远的，只要电路可通。但是数据信号的传输距离是由网线决定的。普通的5类线数据信号传输距离大概是100米左右。工程上为保证施工质量，一般取80-90米。这里的传输距离指的是最大速率的情况，比如100M，如果将速率下降到10M，传输距离可以延长到150-200米（视网线质量而定）。所以PoE供电传输距离并不是PoE技术决定的，而是由网线决定。

四、PoE网络摄像机

PoE网络摄像机是利用PoE技术来实现网络视频监控的网络摄像机，它拥有PoE受电设备端的功能，利用以太网供电的供电端设备（PSE）提供的直流电，通过双绞线传输至受电端（PD）。PoE功能在若干年以后毫无疑问会是摄像机的必备功能，网络摄像机的引进PoE功能极大的灵活了网络摄像机的供电需求，既可以就地取电，也可以通过网线取电，布局的时候不再受传统的电力线取电点的制约，可以随意移动和变更摄像点，在许多领域都具备极大的优势。伴随着光网视等PoE产品厂商的大力投入PoE技术开发、培育市场，PoE产品在性能上逐步升级，在价格上逐步平民化，PoE网络摄像机的用量成倍增长。安防行业已经逐步走进无PoE不高清的“以太网供电PoE时代”

跟普通网络摄像机相比，PoE网络摄像机具有以下优点：除了从以太网电缆为连接设备提供通用供电支持外，PoE降低了投资开支，从而降低了在统一IP基础设施中整合入上电设备的总部署成本。PoE免除了为终端设备安装墙壁电源连接的需要，因而降低了与支持终端设备相关的电源插座成本。它还可在部署本地交流电源较为困难的场所安装网络连接设备，从而提供了更大的灵活性。

在实际运用中，我们将PoE 网络摄像机中的受电端从摄像机中剥离出来，分成普通的网络摄像机加PoE分离器（光网视型号：PD3101）或者PoE分离线（光网视型号：PD3201）。前端同样有提供PoE供电的以太网交换机（光网视常用型号：POE31004P），后端配置PoE分离器或者PoE分离线，将双绞线传输过来的直流电源转换给网络摄像机，提供网络摄像机的工作电源。因为受电模块具有支持功率识别电路的功能，在我们使用智能PoE交换机供电的时候，节能的优点体现的更加明显。

结束语：监控市场到目前为止发展大致分了三个阶段：模拟化技术、数字化技术和网络化技术（IP技术）。在三个阶段中，最初是以模拟信号和设备为特征的CCTV（闭路电视监控）系统，采用VCR存储监控数据；到数字化或部分数字化监控系统中以DVR或具有网络功能的NVR存储监控数据；再到现在蓬勃发展的网络化视频监控系统（IP监控系统），采用更新的存储技术（DAS、NAS、IP SAN或FC SAN等）存储监控数据。这是监控系统走过的三步发展之路，也是监控数据存储的三个不同时代。

参 考 文 献

[1] 杨凡，葛立青.电力监控国际化解决方案的研究与实现[J]. 电力信息与通信技术.2014（09）

[2] 薛坚，郑文斌，章振海，汪毅.基于图像监控的变电所智能巡检系统研发[J].电力信息与通信技术. 2014（07）

[3] 陈宏，蔡勇，陈理，宋会平.智能变电站智能报警系统研究与仿真测试[J].湖北电力.2014（06）

[4] 董亮，曾玉荣，詹伟，周蕾.国网湖北省电力公司电网统一视频监控平台建设[J].湖北电力.2013（05）

[5] 吕强.城市路灯监控系统智能化改造[J].湖北电力. 2013（05）