POE 监控系统分析

孙树阳

（山东金岭铁矿机械动力部，山东淄博 255022）

0 引言

山东金岭矿业股份有限公司于2000 年开始陆续安装摄像机系统，前期均为模拟摄像机系统，经过10 年的时间，发展到了高清摄像机系统，随后，POE（Power Over Ethernet，以太网供电）高清摄像机系统逐渐得到实践应用。

监控系统的供电方式有3 种：独立供电、集中供电和POE供电。监控系统分为模拟监控系统、普通高清监控系统和POE供电监控系统，其中高清监控系统和POE 供电监控系统同为高清监控系统，一般指的是基于数字化、网络化传输方式的监控系统摄像机，监看及录像分辨率至少要达到1280×720（即720 P）以上。由于技术上的限制，传统模拟监控系统的监看和录像分辨率目前最高只能达到D1（704×576）的效果，因此，无论模拟摄像机是多少线，均不属于高清的范畴。

1 POE 供电

POE 供电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，为其他基于IP 的终端提供传输数据与直流供电的技术。

POE 供电简答来说就是网线供电，同一根网线上既传输数据又传输电力。标准的5 类双绞线网络电缆中有4 对双绞线电缆，其中只有两对用于10 M base-t 和100 M base-t。以太网供电标准IEEE 802.3 AF 允许两种用途：用空闲引脚供电时，引脚4、5 接正极，引脚7、8 接负极；使用数据引脚供电时，在传输变压器中点增加直流电源，不影响数据的传输。这样，线路对1、2 和线路对3、6 可以有任意极性，如图1 所示。因此，POE 供电主要应用于高清网络数字监控系统，也就是网络监控。

图1 POE 供电原理

2 POE 供电系统

一个完整的POE 系统包括PSE（Power Sourcing Equipment，供电端设备）和PD（Powered Device，受电端设备）两部分，连接示意见图2。

图2 POE 系统连接示意

PSE 设备是为以POE 网络交换机为基础的供电设备，是整个POE 高清监控系统的管理者。PD 设备是接收电源端子的负载，即POE 系统的客户端设备，如前端报警设备、前端高清摄像机等。两者都是基于IEEE 802.3AF 标准建立接收端设备的连接情况、设备类型、功耗水平等方面的信息连接，并以此为基础，根据PS 向PD 提供电源。

3 POE 监控系统优势

（1）性能稳定。POE 高清监控系统摒弃了传统的外置电源，采用POE 交换机直接给高清摄像机供电的方式，大大的降低了整个监控系统的故障率。同时省去了电源线、外置电源等物件，通过一条网线既解决了供电需要，同时也传输了信号和图像。布线简洁、美观。

（2）工程成本降低。POE 高清监控系统无需敷设电源线、安装外置电源，可节省一部分材料，同时降低成本和工作量，降低POE 高清监控系统的故障率，降低后期维修维护的成本和工作量。

（3）系统安全稳定。首先，POE 高清监控系统采用POE 交换机集中供电模式，保证了各高清摄像机的供电稳定。其次，POE交换机上行接口接入高清硬盘录像机中，备份简单、安全。同时，可采用适当容量的UPS 电源在断电规定的时间内持续供电，保证系统安全可靠运行。

（4）适用范围广泛。POE 高清监控系统以其前端摄像机无需外接电源，直接通过网线传递一切数据和电源的这一特点，可为易燃易爆等特定场所提供选择，如加油站、存放易燃易爆物品的仓库、存放炸药的火药库等。

（5）核心部件POE 网络交换机。POE 网络交换机采用POR技术，为前端网络摄像机提供电源输出达到100 m 的距离，从而简化监控布线，节省人力和财力，降低项目成本。POE 交换机采用多重散热设计，增强产品使用寿命的同时，又能保证系统稳定运行。千兆POE 交换机强大的数据处理能力，确保各类网络交换机兼容使用，保证了网络的稳定运行，确保图像系统清晰流畅。

（6）加强管理。POE 系统具有SNMP 功能，可对AP、IP 摄像头等PD 设备进行远程监控和管理。

（7）前景广阔。可广泛应用于IP 话机、无线AP、便携设备充电器、读卡器、摄像头、数据采集等终端，市场应用前景广阔。

4 POE 监控系统与传统监控系统的比较

（1）适用范围广泛，布局灵活多变。POE 高清监控系统相比于传统监控系统更能适应复杂多变的施工现场，其布线简单，前端设备可传输距离更远。部分施工现场没有220 V 交流电，POE高清监控系统则更好地解决了这个问题。POE 高清摄像头安装更加灵活多变。

（2）缩短施工周期、节省劳动力。POE 高清监控系统相较传统监控系统，POE 交换机与前端高清摄像机之间仅通过一个网线即可实现电源、图像、音频、报警等信号的传输，安装简单快捷，省去了各前端摄像机的电源线和电源适配器。

（3）后期维修维护成本低。POE 高清监控系统所有传输都通过网线，牢固可靠。即使网线出故障，寻线仪能及时查出故障点。传统监控系统包括视频线、电源线、电源适配器、光端机、光端机电源等，后期器件老化导致接触不良等问题较多，而POE高清监控系统使用网线，接触不良故障率大大降低，节省人力，降低维修维护成本。

（4）供电简洁，安装后美观大方。POE 高清监控系统相较于传统监控系统，无需每个前端摄像机自带电源适配器供电方式，而是通过POE 交换机集中供电模式，简单稳定。同时，施工项目完工后，每个前端摄像机下只有一根网线和摄像机，美观大方。

（5）安全性能高。POE 系统为安全低压直流供电，无强电危险，摄像头可配置网络防雷模块，设备一般采用感应隔离电路，可保证防雷安全，部分设备还支持故障监控功能，整个系统具有较高的安全性。传统的监测系统通过交流电与各点相连，存在非标施工缝、老化线路短路、进水短路等安全隐患。

5 应用案例

山东金岭矿业股份有限公司质量检验科存放危险化学物品库房，需要在室内安装3 个POE 高清摄像机，结合屋内存放物品的属性要求，决定使用POE 高清监控系统，分别在室内需要安装摄像机的位置安装3 根网线至摄像机，然后将POE 交换机接上网线放置在隔壁没有危险化学品的屋内。安装硬盘录像机，通过POE 交换机并入矿网，将监控视频传输到监控中心（图3）。可以看出，POE 监控系统能够胜任更高级的安防需要。先进的供电方式能够实现更加安全、稳定的监控效果。

图3 监控中心监控室画面