2009年,我刊曾經撰文探討過PoE(以太網供電)的發展趨勢,彼時,新的PoE標準IEEE 802.3at尚待推出,盡管市場對于這項技術的呼聲很高,但囿于當時標準本身和IT化發展進程的限制,PoE并沒有在AV行業大范圍推開,更多還是應用于IP監控攝像機。幾年之后的今天,隨著AV/IT融合的進一步深化,從音頻到視頻越來越多的內容開始經由以太網傳送,同時,最新的傳輸接口標準如HDBaseT、DiiVA也已經支持PoE,為PoE的普及打好了基礎。對于集成商和用戶來說,如果還沒有考慮用網線傳輸電力,那么就有可能會失去降低安裝成本和復雜性的機遇。
為什么要PoE
PoE通常被描述為在標準以太網傳輸線纜上,與數據一起安全地傳輸電源的系統,它不再需要單獨的電源線和數據線。此技術被應用到相關系統以后,可直接通過以太網線給網絡設備供電而不需要額外的電源供電。PoE不用更改以太網絡的纜線架構即可運作,所以采用PoE系統不但節省成本、易于布線安裝,還具備了遠程通電、斷電的能力。
在實際應用中使用PoE技術,AV集成商就無需再為每個攝像機、觸摸面板或AV設備另準備電線,并且在安裝團隊中可以省去電工的配置。例如,PoE解決方案可以利用IP攝像機現有的網絡布線架構,不需要獨立電源、數據線架構和攝像機旁昂貴的AV插座,它可以在線纜或插座任何一端供電,這意味著電源的位置可在線纜和插座被安裝后決定。由于IP網絡攝像機習慣上被安裝在開敞的、高的地方,例如電梯天花板、機場設施和講演廳,增加電源架構昂貴且耗時。通過將網絡攝像機安裝在最有效的地方,而不是AC插座已經安裝的地方,這樣會減少實際的攝像機數量,并進一步降低監控部署成本。
有些成本的節省是隱性的。例如,如果是在零售店或機場的安裝,客戶或許會要求下班后作業以避免打擾顧客,不用布獨立的電線可以減少支付早晚加班費的成本。由于它是低壓,PoE還是可以同時滿足安全和低成本的方式,例如,在其線纜穿過潮濕區域或者其他常規電線需要額外導管的地方,PoE會更便宜一點。
使用PoE技術的優勢顯而易見,已有越來越多的公司開始支持PoE。Aurora技術工程師黃壽其指出了Aurora選擇PoE的理由:“首先,現如今很多產品適配器存在一些問題,實際工程項目中并不是產品本身的問題,而是電源適配器出了問題,導致產品運行不穩定。而Aurora選擇PoE供電,就可以大大避免這方面的問題,通過一根網線,降低了這種不穩定性。其次,Aurora的PoE不僅可以供電,更大的功能是同時傳輸信號,這樣就可以減少許多線材,而且可以做到布線更加簡明,不會再像傳統中控需要很多布線。再次,PoE技術由于其易安裝、易管理、簡便性、安全性、穩定性、可擴展性和利舊原則,在家庭應用、無線建網、安全防護、建筑物管理、零售、娛樂等領域,都具有巨大的應用前景,并推動了相關領域的發展。”
規格和兼容性問題
2003年推出的IEEE 802.3af標準提供了一臺機器15.4W DC功率的保證(最小值可為44V DC與350mA),由于雙絞線中存在有電力損耗,其中穩定功率只有12.95W。2009年經過改良的IEEE 802.3at標準,即PoE+,可以為設備提供高達25.5W的功率。
成功的PoE安裝始于選擇正確的設備。其中重點要考慮的是,設備是支持原始的PoE標準IEEE 802.3af、更新的IEEE 802.3at,還是兩者都支持。每個標準有不同的線纜要求:PoE工作于CAT-3或者更高標準,而PoE+要求至少是CAT-5。
同時,還要計算好具體的供電量。以一個16個端口的PoE切換器為例,預計總共可提供250W的電量。但有些時候,計算并不會如此精確。因此,深入了解產品規格,看看它是否有足夠的電源支持客戶系統,顯得尤為重要。一些切換器可以同時支持PoE和PoE+,它們常有足夠的電源預算以覆蓋到所有端口的PoE。對于這類切換器來說,計算會復雜一些。
更高端的切換器每個端口都可供電,而便宜的模塊只對其中的一些端口供電。如果客戶已經有了PoE切換器,例如用于他們的VoIP電話系統,那么再把AV設備插入當中,就會有電源問題發生。在這種情況下,就必須保證切換器可以為每個端口提供最大15.4W或25.5W的電量。
同時,也要留意受電設備的規格,特別是諸如PTZ攝像機和大型觸摸顯示器等高耗電設備。有時候它們并未清晰指出是支持PoE還是PoE+。
另一個需要關注的規格是鏈路層發現協議(Link Layer Discovery Protocol,LLDP),這將有助于對設備種類和其他重要信息的準確識別。使用LLDP,切換器可以確保它不會在沒有充足電源的情況下開啟設備。
PoE+增加了可用電量,與之相對應的還有設備方面用電需求的減少,這使得PoE成為可以用于廣泛產品的可行選項。當設備的電源效率越來越高,也意味著越來越多的設備將可以由PoE驅動。
即便當AV廠商采用基于IEEE標準的PoE,他們也會附加額外(非標準)的功能于PoE標準頂層,為其產品帶來市場分化的功能。例如廠商稱其產品使用了PoE,但提供比標準允許范圍更多的功率。這就有可能出現這樣的情況:一家廠商的PoE產品可以與其他廠商的設備協同工作,但是要獲得額外的功能或性能,所有設備必須來自同一家廠商。
更多的PoE產品
在今年的InfoComm China展會上,支持PoE的設備成為廠商展出的一個亮點。其中令人印象深刻的有Aurora公司的LXC-200,可在單個房間進行擴張控制,包括3路RS232、兩路IR、兩路繼電器和I/O端口,并且支持PoE供電,可讓房間內部的分布式集成模塊通過PoE交換機進行供電。其NXT-700則可以把帶有多個端口的控制系統處理器集成到一個基于Web的觸摸屏控制器中,把一個搭載32位900MIPS WACI引擎與13.3英寸寬屏觸摸顯示屏整合在一起并且是雙10/100 LAN(PoE在LAN 1)。黃壽其指出,Aurora設備利用PoE供電具有以下幾方面的優勢:只需要一條網線支持,簡單而且節省空間;節約成本,許多帶電設備,例如視頻監視攝像機等,都需要安裝在難以部署AC電源的地方,Aurora設備的PoE使其不再需要昂貴電源和安裝電源所耗費的時間,節省了費用和時間;像數據傳輸一樣,可以通過使用簡單網管協議(SNMP)來監督和控制該設備;PoE供電端設備只會為需要供電的設備供電,只有連接了需要供電的設備,以太網電纜才會有電壓存在,因而消除了線路上漏電的風險;用戶可以自動、安全地在網絡上混用原有Aurora設備,這些設備能夠與現有以太網電纜共存。Aurora分布式集成控制系統,節能PoE供電模塊的分布式集成控制系統采用集中供電時,因為受電模塊具有支持功率識別電路的功能,不會造成電能的浪費,有效節約了能源。防雷方面,PoE產品增加網絡防雷模塊就可以保證前端設備在雷雨天氣的安全,網絡線不超過100米,不容易形成感應電勢擊壞模塊的電子元器件。
從音頻、視頻到控制,PoE產品也已經呈現多樣化特點。快思聰CEN-SWPOE-5,是一個5端口的非管理千兆以太網切換器,可以滿足今日高清多媒體內容對高速流量和帶寬需求。其四個端口支持以太網供電,為多種PoE驅動的設備提供一個集中電源,以一個清爽的、一線解決方案連接快思聰觸摸屏、網關和其他網絡設備。
Extron的TLP 1000MV和TLP 1000TV 10高分辨率TouchLink觸摸面板,包含一個MTP雙絞線接收器。同時支持PoE,允許觸摸面板通過以太網連接器接受供電。
AMX推出的MXD-430是4.3英寸的觸摸屏單元,除了支持NFC功能,還支持PoE,一根線就可以滿足對電源和數據的要求。
SoundTube今年推出的IP可尋址揚聲器系統,為其揚聲器提供專有的40W PoE輸入電源。該系統包括一個可機柜安裝的16端口切換器和電源,同時還有天花和墻面安裝的PoE揚聲器。SoundTube使用CobraNet音頻標準來驅動、設置和均衡網絡上的每個揚聲器。
格芬HDMI w/8 ELR的8×8矩陣,可實現8路高清信號源和8路HDTV顯示器之間的切換,并帶RJ-45信號延長。所有輸出可以被延長達100米,每個顯示器使用一條CAT-5線。8個發送單元被以同樣的矩陣架構打包。帶多通道音頻和3DTV的1080p全高清信號使用格芬的ELR技術通過單根CAT-5實現延長,該技術基于HDBaseT。雙向的IR可以在同樣的線纜上與PoE技術一起延長,通過每個接收器實現長距離的信號源控制。