На инжектор приходит собственно линия Ethernet. А также с внешнего
блока питания подается напряжение (Uинж.), которое далее будет подано
в линию передачи (Ethernet +Ринж.). Ну, и конечно, в «миссию» инжектора
входит объединение линии передачи данных и мощности в единую
линию. На выходе инжектора имеем единственный разъем RG45, к
которому и подключается линия Ethernet + линия передачи мощности
т.с. «в одном флаконе».
В сплиттере (в разделителе) эти две линии разделяются.
Однако, объединением линий и их последующим разделением функции
инжектора и сплиттера не ограничиваются. Более того, это отнюдь не
самые главные их функции. Главная их функция – управление передачей мощности.
Напряжение, подаваемое с внешнего блока питания на инжектор и с
него в линию может в несколько раз превышать напряжение, требуемое
конечным потребителем. Наиболее часто встречающийся вариант –
48 В (при этом потребителю может быть необходимо 12В, а то и меньше).
При подключении сплиттера на другом конце линии сначала происходит определение подключения инжектором. С инжектора подается
напряжение от 2,8 до 10В в зависимости от конкретного стандарта. Если
подключение на другом конце соответствует тому же стандарту, далее
происходит процесс классификации подключения.
На данном этапе сплиттер «информирует» инжектор о той мощности,
которую ему необходимо выдать потребителю. Если эта мощность
укладывается в параметры, которые инжектор способен выдать (с учетом, конечно, потери мощности в линии), происходит подача полного
напряжения в линию.
Если же устройство инжектором не опознано или требуемая мощность
не может быть обеспечена, происходит отключение линии. Таким образом, обеспечивается защита при случайном подключении какого-либо
устройства в линию (разъемы-то RJ45 все одинаковые, и суетливые системные администраторы с их «любовью» к порядку в кабельных сетях
вполне на это способны), а также обеспечивается защита от короткого
замыкания, от подачи опасного для аппаратуры напряжения. Инжектор
попросту отключит линию при всех подобных вариантах еще до того,
как могут наступить нежелательные последствия.
Получив информацию о необходимой мощности от сплиттера, инжектор подает полное напряжение питания в линию, которое в разы
превосходит необходимое напряжение для оконечной аппаратуры.
Но передавая необходимую для конечной аппаратуры мощность, ток
в линии, в свою очередь, будет в разы меньше, нежели потребляет эта
аппаратура. Таким образом, падение напряжения в линии
ΔU=I xR также будет в разы меньше. Тем не менее, оно
будет и требует учета. Но этим учетом без нашего участия
«занимаются» сплиттер и инжектор на этапе классификации подключения. Если с учетом падения напряжения
мощности инжектора будет недостаточно, подключение
просто не состоится.
После разделения линий в сплиттере его выходное напряжение подается на DC/DC преобразователь, на выходе
которого имеем напряжение, требуемое для оконечной
аппаратуры. Соответственно, поскольку заданная изначально мощность обеспечена линией передачи, будет
обеспечен и требуемый рабочий ток. Импульсный DC/DC
преобразователь имеет очень высокий КПД, позволяющий пренебречь потерями на самом преобразователе.
В общем случае DC/DC преобразователь (впрочем, как
и блок питания инжектора) идеологически к системе
питания РоЕ не относятся. Хотя они и могут находиться в
конкретных устройствах в одном корпусе со сплиттером
и инжектором. Инжектор и сплиттер могут входить в
схемы других приборов (сетевых коммутаторов, IP-камер,
регистраторов и т.п.) Если на коммутаторе есть разъем
для подключения линии РоЕ, значит, внутри в нем есть и
инжектор, и блок питания инжектора. Если камера имеет
разъем подключения РоЕ, внутри ее корпуса есть и сплиттер, и DC/DC преобразователь. Хотя существуют – и это
более, чем оправдано – такие устройства как совершенно
самостоятельные изделия.
Итак, все, казалось бы, замечательно. Ни о чем не надо
думать – воткнул RJ45 в гнездо с соответствующей маркировкой, и все «закрутится» само. Или не закрутится вовсе,
но при этом ничего нигде не пострадает. Необходим всего
один кабель на все нужды – и для Ethernet, и для питания. Единственные совершенно одинаковые разъемы,
которые надо просто однотипно обжать единственным
инструментом. Ни отвертки, ни пассатижей, ни даже ножа
не понадобится.
Однако, всегда помним главный закон мироздания –
сумма удовольствий равна const.
Изначально вся система РоЕ создавалась в первую
очередь для модернизации существующих сетей, когда
требовалась установка дополнительного активного оборудования при отсутствии вблизи источников питания.
При этом мощность потребления таких дополнительных
устройств была сравнительно малой, и обеспечивалась
в полном объеме существующими стандартами. Экономически такое решение было вполне оправдано.
Однако, применение РоЕ в системах IP-видеонаблюдения объективно накладывает жесткие ограничения
и имеет свои объективные, помимо плюсов, и минусы.
Во-первых, ценовой фактор. Вся необходимая аппаратура существенно дороже стандартного блока питания
вместе с необходимыми коммуникациями питания.
Во-вторых, максимальная дальность передачи не может
составлять более 100 метров, что регламентировано
стандартом Ethernet. В ряде случаев для потребителей
сравнительно большой мощности эта максимальная
дальность сокращается в 2 раза и составляет 50 метров.
Существуют удлинители линии РоЕ (вместе с удлинителями Ethernet) однако, для пассивных устройств вместе
с увеличением длины линии возрастает и дальнейшая
потеря мощности на ней (инжектор может просто
отключить такую линию при недостаточной выдаваемой мощности). Есть и активные устройства, то есть
требующие подачи на них внешнего питания. Но при
наличии такового вся идея теряет практический смысл
для систем видеонаблюдения.
И невредно понимать, что наличие встроенной функции
РоЕ в применяемой аппаратуре, это уже заложенная в
аппаратуру стоимость всех необходимых для РоЕ составляющих. Если эта функция в конкретной системе не
нужна, неоправданная переплата за аппаратуру будет
вполне ощутимой. Поэтому, не стоит расценивать наличие такой функции, как несомненный плюс аппаратуры.
В зависимости от категории оснащаемого объекта это
может оказаться исключительно минусом.
Очень существенное ограничение применительно к системам видеонаблюдения – невозможность использования питания для нескольких устройств. Один порт – одно
устройство. Или, как принято говорить, – «точка - точка».
А учитывая, что наши системы нередко наращиваются,
модернизируются, да и просто со временем изменяются
под изменяющиеся требования заказчика, это можно
рассматривать как очень серьезное ограничение. Одно
дело, когда вдоль периметра проходит силовой кабель
большого сечения с многократным запасом мощности
на все мыслимые и немыслимые фантазии клиента, а
другое, когда мощность на отдельное устройство выбрана буквально до последнего ватта.
Отдельным минусом – в особенности применительно к
ТСБ – следует указать такой параметр, как надежность
системы. Известно, что надежность системы определяется, как произведение надежностей входящих в нее взаимонезависимых элементов.
Поскольку надежность каждого элемента всегда меньше единицы,
с внесением в систему каждого нового элемента надежность всей
системы будет неизбежно падать. Мало того, что в систему питания
мы добавили целый ряд дополнительных элементов в сравнении с
простой классической схемой питания, так еще и элементы эти оказываются взаимозависимы, что влечет еще дополнительное снижение
надежности.
Говоря о надежности системы, необходимо тут же отметить проблемы
резервирования питания, если таковое необходимо. Резервировать
придется исключительно все внешнее питание. Установкой «бесперебойников» на местах проблему решить не удастся.
И, пожалуй, самое главное объективное ограничение, накладываемое
РоЕ, – это ограничение по мощности питаемых устройств. Больше
60В напряжения по кабелю UTP/FTP передавать просто нельзя. Передаваемый ток можно снижать, но отнюдь не до бесконечности. А
нынешние системы в связи с ростом предъявляемых к ним требований,
напротив, наращивают потребляемую мощность – ИК-прожекторы,
сами IP-камеры (да, еще с устройствами обработки и записи «на борту»), длиннофокусные объективы, требующие обогреваемых боксов
больших размеров, поворотные платформы под солидные нагрузки и
т.п. Да и требуемые для абсолютного большинства внешних объектов
рабочие климатические условия «работают» далеко не в пользу РоЕ.
Так, например, для одной из купольных IP-видеокамер для внешней
установки в руководстве по эксплуатации прямо указано, что организация питания по РоЕ возможна только при нижнем температурном
пределе -300С. В случае, если нижний температурный предел составляет
-500С, питание к камере должно быть подведено отдельно. И кто в
нашем климате рискнет повесить камеру на улице, установив нижний
допустимый предел в минус 30 градусов? Таким образом, для нашего
рынка функция РоЕ при данных параметрах для этой камеры остается
изначально невостребованной, а ее отсутствие сделало бы товар более
привлекательным с точки зрения цены.
Ну, и еще ограничение – при оптоволоконной передаче сигнала вся
идея РоЕ теряет свой смысл. Разве что от оптического коммутатора
непосредственно к камере? Но сам оптический коммутатор устанавливается, как правило, в монтажном шкафу, топология системы строится
таким образом, чтобы минимизировать длину витой пары, и экономия на
метровых длинах кабеля с существенными затратами на оборудование
всегда выйдет со знаком «минус».
Теперь переходим непосредственно к термокожухам, предназначенным
для подключения к линии РоЕ и установки в них IP-камер, питающихся от
отдельной линии +12V или тоже по стандарту РоЕ. Принципиальная схема
термокожуха, питающегося по стандарту РоЕ с отдельной линией питания устанавливаемой IP-камеры выглядит следующим образом (рис.4).
|
На входе линии Ethernet +Pинж. установлен сплиттер, в котором
происходит разделение на линию Ethernet и линию питания U-ΔU.
Непосредственно с нее забирается мощность на обогрев, а также
подается питание на DC/DC-преобразователь, с которого уже стабилизированное питание +12V подается на IP-видеокамеру. Сетевой
выход соединяется с выходом Ethernet сплиттера.
Сегодня если не все, то почти все IP-камеры имеют возможность
непосредственного подключения к линии РоЕ. Поэтому данная схема с раздельным подключением питания к камере стремительно
теряет свою популярность на рынке при использовании технологии
РоЕ для всепогодных видеокамер. Раз уж решили воспользоваться
технологией РоЕ, имеет смысл реализовывать ее в полном объеме.
Поэтому основная масса термокожухов, предназначенных для подключения IP-видеокамер с питанием по стандарту РоЕ, имеют приципиальную схему, показанную на рис.5. По-прежнему со сплиттера
отбирается часть мощности (большая ее часть) на обогрев, а оставшаяся мощность подается на установленный тут же второй инжектор
(первым считаем инжектор в начале всей линии РоЕ). Подключение
непосредственно камеры к линии будет выполнено полноценно, с
реализацией всех функций обмена данными между потребителем,
инжектором и сплиттером.
Бесспорно, и сама технология, и термокожухи для всепогодных видеокамер, подключаемые по технологии РоЕ, имеют свои совершенно
оправданные ниши применения. Однако, это не является некоей
панацеей, как нам сегодня это пытается представить рынок, преследуя исключительно собственные интересы. Если говорить о каких-то
серьезных объектах, то вполне могут быть оправданы подключения
«звездой» к установленным вдоль общей сигнальной (и силовой)
магистрали сетевым коммутаторам по технологии РоЕ,
если это укладывается в общую концепцию построения
системы. Главное, чтобы оборудование выбиралось
под требуемую концепцию, а не система строилась
под популярное оборудование. В целом же основными потребителями данной технологии останутся
небольшие локальные объекты – офисы, магазины,
малые внешние территории и т.п. Чтобы иметь представление о реальных потребностях технологии РоЕ
в серьезных системах, приведу такой пример. Система
видеонаблюдения крупного промышленного объекта,
которую совсем недавно строила одна очень авторитетная проектно-монтажная организация, установила
на 86 камер всего… две, подключенные по РоЕ. Вот
примерно такой процент реальной востребованности.
Рынок сегодня может предоставить абсолютно все,
что будет востребовано. Главное, чтобы потребитель
диктовал рынку свои условия, исходя из необходимых
ему решений, а не шел на поводу желаний рынка.
Будьте уверены, если ваши незнания позволяют рынку
реализовывать свои собственные интересы, он этим
непременно воспользуется.
|
