ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ПРОФЕССИОНАЛОВ В ОБЛАСТИ БЕЗОПАСНОСТИ: КАК ФУНКЦИОНИРУЕТ POE (ПИТАНИЕ ЧЕРЕЗ ETHERNET)?

Зачастую мы думаем, что система электроснабжения функционирует в одном единственном формате. Источник электропитания подает питание к устройству. Вы подключаете его к настенной электрической розетке и всё.

Технология PoE  представляет собой значительно более  сложную систему, в которой существует взаимосвязь между источником, подающим питание, и устройством, получающим питание. Эта взаимосвязь определяется стандартами 802.3 AF и AT. Эти отличия могут оказать сильное действие на безопасность системы.

Технология PoE  представляет собой значительно более  сложную систему, в которой существует взаимосвязь между источником, подающим питание, и устройством, получающим питание. Эта взаимосвязь определяется стандартами 802.3 AF и AT. Эти отличия могут оказать сильное действие на безопасность системы. 

Давайте рассмотрим это на простом примере. У нас есть источник питания PoE в виде  сетевого переключателя, кабель Ethernet и камера с функцией PoE. Переключатель подключен к питанию; камера – не подключена. При использовании кабеля Ethernet для создания соединения между портом переключателя с функцией PoE и камерой, переключатель издает так называемый Импульс Детектирования в форме электрического напряжения. Камера получает этот импульс детектирования, который выглядит как форма сопротивления. Действие электрического напряжения, подаваемого к элементу сопротивления, передает  питание от порта переключателя с функцией  PoE, начиная потоко распределение к камере. 

В первую очередь следует отметить, что питание от переключателя к камере не начнет передаваться, пока не будет запрошена подача питания, необходимого для камер. Импульс детектирования является ключом всего процесса, и может подразумеваться в рамках переключателя. Во-вторых, камерой, запрашивающей питание, также определяется уровень  требуемого питания. Иными словами, камера и порт переключателя с функцией РоЕ сообщаются друг сдругом. Необходимо также учитывать тот факт, что сопротивление кабеля также играет не малую роль в этом процессе. 

Стандарт 802.3, разработанный для технологии PoE, защищает устройство, подающее питание, которое в стандарте именуется как Питающее устройство /Power Source Equipment или ПУ/PSE; и устройство, получающее питание, называемое Питаемое устройство / Power Device.

Данные функции связи, стандартизациии безопасности помогают определить разницу между ПУ и инжектором, которые обычно путают. Инжектор не обладает ни одной из подобных функций связи или безопасности, это просто электрическая розетка. Единственным способом остановить поток энергии в случае короткого замыкания или превышения уровня мощности, которым можно безопасно управлять через камеру, для обоих устройств, как для ПУ, так и для камеры, является сгореть. Более низкая стоимость инжектора по сравнению с ПУ может быть заманчивой только до тех пор, пока Вы не осознаете, какими могут быть фактические потенциальные расходы. 

Весь процесс может показаться легким, пока Вы не разобьете его на компоненты. Функция РоЕ фактически представляет собой трехэтапный процесс:    

Первым этапом является “ Импульс Детектирования.” Когда камера с функцией РоЕ подключается к источнику питания с функцией РоЕ, она отключается. Само действие подключения ее к сети посылает камере импульс детектирования, чтобы «активизировать ее». 

Второйэтап наступает, когда напряжение «Импульса Детектирования» пересекается с резистивным элементом в камере, определяя номинальную мощность для источника РоЕ.

Третийэтап: питание передается от источника РоЕ к камере на «установленном уровне», который также является безопасным. Значительное увеличение свыше данного уровня или превышающее тот объем, который может подавать порт переключателя, отключит камеру. 

Каждый из этапов может иметь потенциальное воздействие на работу системы. В первую очередь это действие импульса детектирования, который принимает камера. Стандартом определяется допустимый диапазон выходного напряжения от 37 до 57 В. Однако, различия имеются и в количестве электроэнергии, получаемой устройством. Они определяются в различиях между стандартом 802.3 af и более мощным 802.3 at. Если сопротивление кабеля слишком велико, то, из-за типа кабеля, длины кабеля и, чаще всего, рассечения на сростки, необходимое напряжение тока не достигается и устройство не включается. Чтобы питающее устройство не подавало постоянно питание к устройству или не подавало его к устройству тогда, когда оно не подключено, питающее устройство остановит подачу питания если в течение 40 мкс не получит ответа, не произойдет срабатывание устройства. В нашем случае, было получено соответствующее напряжение импульса детектирования, но опять, из-за высокого сопротивления кабеля, нагрузка,поданная через РоЕ переключателя, больше, чем было запрограммировано или возможно обеспечить. В этом случае, питание порта также прекратится.  

Затем камера включается и питается, но время от времени выключается. Это основная причина для подачи заявлений о наличии дефектов в камере, и утверждений сервисной службы производителя о том, что камера в порядке. Вероятнее всего, причиной тому являются все те дополнительные возможности - функции, которыми были оснащены камеры в последнее время. Они включают в себя такие функции, как День/Ночь, Автоматический Задний Фокус, LED освещение, и работа с приводом наклона/поворота и увеличительным объективом. При запуске этих функций происходит скачок напряжения, которое выше, чем напряжение, необходимое для поддержки функционирования. Если уровень этого напряжения выше, чем установленный во время запуска, или появляется позже, чем через 4 мкс, порт переключателя прекратит работу. Если порт перестает работать, питание больше не поступает. Более того, ввиду того, что между портом переключателя РоЕ и камерой уже имеется действующее физическое соединение, импульс детектирования не будет преобразовываться, и камера будет оставаться выключенной. Решением подобной ситуации является перезагрузка процесса путем выключения и включения порта, или простого отключения и повторного подключения кабеля Ethernet к сети. К сожалению, пока это не будет сделано, камера не будет работать. 

Почему подобное может произойти, если Вы изучили технический паспорт камеры и запрограммировали порт переключателя на подачу соответствующего напряжения? В большинстве случаев, это все, что может быть необходимо. Но, учитывайте тот факт, что в инструкции к камере не может быть предусмотрено состояние Ваших средств передачи данных, или количество и способность переключателя подавать РоЕ, чтобы управлять запросами на большее напряжение и скачки напряжения. Производители камер не указывают требований камеры по питанию во время скачка напряжения. 

Полностью загруженные сетевые переключатели РоЕ, работающие на пределе своего энергетического потенциала РоЕ, вероятнее всего обнаружат эти «недостатки камеры». Важным является определить действительные технические требования к системе РоЕ и не только для индивидуальных камер, и не отправляйте камеры назад на ремонт, пока Вы не будете полностью уверены в том, что проблема в камере.