1、POE交換機定義POE是Power over Ethernet的縮寫,指的是在現有的以太網Cat.5布線基礎架構不作任何改動的情況下,在為一些基于IP的終端(如IP電話機、無線局域網接入點AP、網絡攝像機等)傳輸數據信號的同時,還能為此類設備提供直流電的技術,就是支持以太網供電的交換機;即以太網供電。在很多場合,因為不方便部署電源或者部署電源成本過高及提高用電安全等,故會考慮采取PoE的方式,通過網線來對相關的設備進行供電。在大多數時候,能通過POE供電的設備有IP監控攝像機、無線AP以及IP電話,同時設備的功率不同,可能也需要不同標準的PoE設備來支持。最常用的PoE標準有IEEE802.3af(15.4W)以及IEEE802.3at(25.5W)。2、標準PoE交換機傳輸和供電距離?眾所周知,以太網標準規定傳輸距離最遠是100米,超過100米可能會發生數據延遲、丟包等現象,因為信號在雙絞線中傳輸時,彼此之間相互干擾,還會受到外界電磁波的干擾,同時由于導線之間產生寄生電容和寄生電感的原因導致信號衰減和畸變,距離過長后累積的信號衰減將不能保證信號穩定地傳輸。?但不是所有網線都限制的100米內,實際操作中,網線也能超過100米的有效傳輸,質量好的能達到120米左右,也就是無氧銅Cat.5的網線, 或6類網線。這種線可以有效的降低自身的干擾,也避免串聯和外界帶來的干擾,所以傳輸得更遠,說白了其實供電傳輸距離的遠近取決于網線的質量,單純就電力信號傳輸來說是可以超過一百米的,甚至可以達到200米。3、150米傳輸距離對POE交換機質量要求上文提過,PoE供電距離是由數據信號的傳輸距離決定的,單純的電力是可以傳輸很遠的,但是數據信號的傳輸距離是由網線決定的,普通的5類線數據信號傳輸距離大概是100米左右。工程上為保證施工質量,一般取80-90米。請注意,這里的傳輸距離指的是最大速率的情況,比如100M。很多廠商都標注其POE交換機傳輸距離能達到150米,但實際應用中,普通的POE交換機要想達到150米傳輸距離,對網線質量有嚴格的要求,必須使用6類以上線,也就增加了使用的成本, 即便如此,如果POE交換機內部電路采用極普通的網絡交換芯片及POE供電管理芯片, 要想達到網絡100M且150米傳輸距離,就算采用優質網線,也是不可能的,就算勉強使用,會導致功耗增加,超過PoE供電功耗,且很不穩定,掉包嚴重,傳輸帶寬和信號嚴重衰減,導致信號不穩定,PoE交換機設備老化,后期維護困難。5類線就是現在市面上最常見的那種網線,但是質量相差很大。很多廠商為了降低成本,將銅線用雜質銅、銅包鐵、銅包鋼替代,導致網線傳輸距離下降。如果要使PoE的效果發揮最大,一定要使用質量好的網線。現在很多PoE廠家都推出150米,長距離250米供電、甚至是500米傳輸距離的POE交換機。不是說標準POE交換機傳輸距離是100米嗎,且實際使用最好將距離控制在80米以內最好,這是怎么回事,下面小編來為你答疑解析。其原因是因為萬博智電POE交換機采用優質進口芯片,優化電路抗干擾設計,且采用高性能52V電源,通過交換芯片的功能整合,能保證150米穩定可靠地傳輸。 POE交換機 IEEE802.3af/at標準中,設備允許提供44V-57V的直流電壓, 萬博智電POE交換機采用標準為52V的電源,可以使線路損耗降低,讓提供用電設備的功率更足。 48V的供電電壓正常的線路損耗是4W左右, 而52V的供電電壓正常的線路損耗是3W。某些劣質廉價POE交換機采用極其普通的芯片甚至二手器件,只能配置標準供電48V電源, 因為其劣質器件不能很好地適應44V-57V的寬泛直流電壓范圍。 如過使用52V及以上電壓供電,將導致穩定性降低且過載。4、 POE交換機250米傳輸距離是怎么回事?上面提到,即便是高性能的POE交換機100M滿載穩定傳輸也只能到達150米,250米傳輸距離是怎么回事,其實,辦法是有的,如果將速率下降到10M,即傳輸帶寬10M,傳輸距離就可以延長到250米(視網線質量而定),采用這種技術并不能提供高帶寬,帶寬由100M變壓縮成10M,不便于監控圖像的高清流暢傳輸。很多廠商在宣傳其產品支持250米傳輸的同時,對下降到10M帶寬只字不提,有對客戶故意隱瞞的嫌疑。POE交換機傳輸250米的一般會設計一個轉換開關供用戶選擇是否采用。并不是所有POE交換機只要降低到10M帶寬就能輕松地傳輸250米,這還得取決于交換機的品質,如果交換機內部交換芯片自適應能力太差、電源芯片管理能力不強,即便強制10M傳輸,也不能保證250米穩定傳輸,甚至連150米也達不到。筆者在*網上選購一臺號稱250米傳輸的POE交換機,采用超五類嚴格達標網線, 傳輸130米以上連網絡信號都沒有了,談不上什么250米 。5、怎么保證POE交換機250米穩定傳輸(1)POE供電管理? ? ? ? ??由于傳輸距離250的要求, POE采用大功率設計,POE電源芯片采用進口優質工業級芯片,電源管理模塊能智能自動識別IEEE802.3af/at標準,自動功率調節,同時采用8芯智能供電技術,要實現這樣的功能,采用內置電源, 采用內置電源的好處還在于可以優化特定設計, 自動測量受電端功率需求及線纜傳輸阻抗等參數,由智能電源管理模塊分析計算,下達指令到內部電源電路調節線性電壓輸入以匹配對末端受電設備的自動功率輸出。由于線纜距離的延長,線纜的被破壞的概率增加,還設計了過流/過壓保護電路, 同時POE標準設計,還保證了非POE設備只傳數據,不會供電,穩定可靠,杜絕燒機。(2) 網絡傳輸? ?上文提到,?普通交換機要達到250米傳輸非常不易,必須對網線有嚴格的要求。如果網線質量稍差,傳輸距離就會大打折扣。同樣,數據交換芯片仍選用工業級進口芯片,?遵從IEEE 802.3、 IEEE802.3u、802.3x標準,10M/100M自適應能力強,?并綜合采用Hyper-Trans技術, 傳輸距離達可輕松達到250米。6、如何看待10M傳輸速率? ? ? ??高清視頻監控在帶來更加清晰、逼真的視覺效果的同時,其海量的視頻數據也對網絡傳輸環境提出了更大的挑戰。有部分客戶和交換機生產廠家認為,?POE傳輸由100M變成10M帶寬250米傳輸,不便于監控圖像的高清傳輸,容易造成延時,也就無法保證監控圖像的高清、實時、流暢要求,并聲稱10M最多能傳輸2路720P高清信號, 1080P信號1路都無法傳輸。? ?目前,H.264視頻壓縮標準仍然是監控市場上的主流,許多廠家(包括主流廠商)720P網絡攝像機出廠是默認碼流是4~6兆, 1080P出廠是默認碼流是6~10兆, 幀率25fps,10M傳輸帶寬在實際運行時應考慮按6~7M來計算, 照這樣計算,1080P攝像機就連1臺無法接入了,果真是這樣的嗎?? ?其實上述說法是很片面的,?甚至是錯誤的。下面來為你解析:(1) 視頻碼流設置? ? ? ??從攝像機碼流說起,比如720P網絡攝像機出廠是默認碼流是6M, 1080P出廠是默認碼流是8M多, 這是出廠時非常保守的設置, 用戶在實際使用時, 就要具體分析了,我們知道,每個攝像頭具體安裝位置有差別,監控場地各異,鏡頭視角也有不同,攝像頭有定焦的,有可旋轉的球機,這樣我們就應該對出廠碼流做些優化設置,很多中小客戶甚至部分集成商,由于缺乏專業知識,對攝像頭的默認碼率、幀率從來不做修改就直接使用了,這樣就造成對接入帶寬的大幅度不必要增加,對原本很充裕的帶寬資源白白占用,造成資源大幅浪費,人為造成帶寬資源緊張,這樣難怪10M的帶寬聯接入1臺1080P高清攝像頭都困難了。?? ?到底怎么解決這些問題???先從720P攝像頭編碼率說起, 720P有效像素是1280x720, 按H.264視頻壓縮標準,正常情況下設成2M, 幀率25fps就可滿足要求, 除非被監視的畫面持續大面積劇烈運動(比如火車在眼前快速行駛),在這種極端的運動畫面要保證圖像清晰,流暢傳輸,就要設置成4M以上了(出廠設置往往是按這種極端情況來考慮的),其它一般情況就不需要這樣設置這樣高了,其實,監控系統很多場地畫面變化并不大,比如有些房間,甚至長時間無人進出,畫面基本是不動的,就算有人進出,人的動作不可能很快,就算運動很快,但動作畫面占到監控畫面的比例不是很大(即畫面占比),這樣就不可能出現極端動作畫面的情況, 按H.264壓縮算法,壓縮率是很高的,其中就有幀間和幀內預測(Estimation)編碼,只要畫面沒有大幅度變化,實際編碼數據量并不大,在同等圖像質量的條件下,?碼流設置成2-3M,?就可以了,這樣完全沒有必要按6M碼率設置即使按6M設置,畫面上也看不出有什么差別,白白浪費了4M的帶寬。此外,攝像頭還可設置成變碼流,這樣更進一步節約帶寬了,大部分攝像頭還支持雙碼流,即主碼流和子碼流,主碼流一般為錄像和高清傳輸,子碼流一般為標清D1或CIF標準,子碼流為一般的網絡傳輸或互聯網傳輸,所以還可以將子碼流碼率進一步降低,比如320K,這樣更進一步降低帶寬了。因此,對于720P的攝像頭,一般設置成1~3M碼流(包括球機),就可滿足要求。基于同樣的分析,對于1080P攝像頭碼流設置成2M-5M,就可滿足要求,具體情況可根據安裝現場確認,切莫不做任何修改按出廠默認設置使用,否則,10M的帶寬就會認為造成涌塞, ?如同兩個人抬著一副擔架橫著進門進不去,而不順著進門一樣。所以,適當降低出廠默認設置的碼流或幀率是相當明智的選擇, 降低碼流設置還有另外一大好處,就是大大降低了錄像硬盤的空間。(2)視頻?幀率設置?視頻幀率(Frame rate)就是是指每秒鐘刷新的圖片的幀數,其實我們看的視頻都是一幀一幀地播放,幀是組成視頻的基本單位。視頻文件本身是由很多連續的圖片組成,簡單的可以理解為幀率就是一秒內錄下的圖片數量,由于人類眼睛的特殊生理結構,如果所看畫面之幀率高于16的時候,就會認為是連貫的,此現象稱之為視覺停留。?一般來說,攝像頭出廠是幀率設置的是全幀率(比如25幀),幀率越高占用傳輸帶寬就越高,?對于視頻監控系統,有些畫面適當降低幀率完全是可以接受的,?其實人眼對于25幀和20幀大多數情況都看不出有什么明顯差別,將25fps降到20fps可以降低20%的帶寬,所以,一些不太重要的場地完全可以將主碼流幀率設置低一些(比如16~25fps之間),字碼流幀率設置為(5-20fps)?這樣可以有效節約帶寬資源。(3)、技術進步 隨著技術的進步,H.265是ITU-T VCEG 繼H.264之后所制定的新的視頻編碼標準,為高效視頻編碼(High Efficiency Video Coding),?實現了高壓縮比、碼流控制準確穩定、高清低帶寬的效果,?H.265則可以實現利用1~2Mbps的傳輸速度傳送720P(分辨率1280*720)普通高清音視頻傳送。可在2M-4M帶寬上達到1080P@30fps的主流高清視頻傳輸效率, 目前,海康威視等主流廠商,就有部分攝像頭支持H.265標準。?7、 結論?從上分析可以得出結論,POE交換機250米10M傳輸確實有較大的使用價值,接入720P、1080P高清攝像頭是完全沒有問題的,并不會出現所謂視頻畫面卡頓、延時的現象,250米傳輸距離, 擴展了設備適用范圍,可部分替代光纖和延長器,降低工程成本。只要不是超高清攝像頭的情況下,它還是一個最合適的選擇。
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