浅谈网络摄像机电源的布线解决方案 - 安防知识网

面对物价飞涨的生活环境，布线施工厂商和系统整合商（System Integrate，SI）在为客户架设网络摄像机（Network Camera）时，大多必须考虑到协助客户节省布线成本的因素，提升客户架设网络摄像机的兴趣。

在架设网络摄像机的过程中，又以布线问题最为重要与复杂。因为影像传输线材、电源配置及施工时间，都会影响架设网络摄像机的成本，并且影响客户架设网络摄像机的意愿。

其中，网络摄像机的电源配置问题，由于会间接影响到「布线设计」与「架设所需时间」，因此，市场出现了以太网络供电（Power over Ethernet，PoE）、美国家庭插电联盟（HomePlug Powerline Alliance）电线通讯标准接口之一的HomePlug与馈电布线模块等技术，来解决电源配置问题。

本文将介绍上述技术原理，并且分析其优缺点。

PoE技术

一套完整的PoE系统，包括供电端设备（Power Sourcing Equipment，PSE）和受电端设备（Power Device，PD）两个部分。供电端设备如PoE Switch，受电端设备则如网络摄像机（见图1）。

依据IEEE 802.3af标准，PoE技术的原理是利用5类双绞线（Category 5 cable，Cat-5）中的第1-2-3-6绞线作为数据传输及第4-5-7-8绞线作为电源的传输。网络摄像机只要连接上Cat-5就能使装置正常运作，不需再外接电线，省掉配置电源线的麻烦与费用。

PoE技术目前只提供48伏特、电流400毫安、功率15.4瓦特的直流电；计算耗损后，大约只能提供13瓦特的电源。对于具有PTZ（Pan-tilt-zoom）功能或球型的网络摄像机，需要的电源超过13瓦特，PoE提供的电源就无法满足供电上的要求。

这种供电上的缺点，必须等到2009年，电机电子工程师学会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）审核出新的PoE技术IEEE 802.3at之后，才能提供更大的功率（24瓦特），解决目前电源供应不足的问题。 [nextpage]

HomePlug技术

HomePlug技术的原理，是采用家用电源回路构成的网络环境，且限制在200公尺内，使用者若使用不同的电源回路，就无法实现HomePlug技术。使用者家中的任何一个网络装置，只要接入两端的HomePlug，就可以相互传输讯号，节省室内的布线费用与架设时间（见图2）。

但由于HomePlug技术需在电源回路中，才能使用，因此架设在户外的网络摄像机，就不适合使用这个技术。

另外，HomePlug技术必须克服一些「干扰」的问题。如HomePlug回路环境中，若有马达式负载的电气设备，如冰箱、电风扇、吹风机、微波炉等大型电力设备，HomePlug的传输效能，就会因这些设备的瞬间启动而受影响。

但新一代的HomePlug技术－HomePlug AV，可支持频宽达200M，因此新HomePlug的技术规格，可满足Audio与Video多媒体应用。

馈电布线模块技术

馈电布线模块技术的原理与PoE概念相似，差异在于馈电模块使用较低价格的双绞线，当作讯号与电源的传输媒介。

图3为馈电布线模块的运用架构图。运作方式是由市电110V、220V供应电源给近端模块，再经由双绞线传送电源到远程模块，最后远程模块会将电源转成12V2.5A，再供给网络摄像机使用。

与前述两种技术相比，馈电布线模块的特色，就是让讯号与电源共享相同一条双绞线，可省下配置电源线材的成本与布线时间，而且具有传送距离长等特点（见表1）。

值得一提的是，虽然馈电布线模块的讯号与电源使用相同的线路，但传输质量却不会受到电源噪声的干扰。 [nextpage]

另外，在电源供应方面，馈电布线模块可满足具有PTZ功能、不限定厂牌的网络摄像机使用。

馈电布线模块的优点

．完全免布线：可透过现有的电话线来当传输媒介传输。

．传输线材成本低：传输媒介使用双绞线。

．长距离传输：可达1.5公里以上，中间不需要界接任何讯号加强的设备。

．电力充足：能够支持快速球型摄像机（Speed dome）运作。

．减少布线成本与施工时间：允许使用现存的线路环境。

馈电布线模块规格

．输入电源90~240V AC。

．输出电源DC12V 2A，输出AC电源亦可。

．提供过电压、过电流、人体碰触、雷击保护等机制。

传输线材选择

1. Cat-5：若将Cat-5直接拉到活动中心的主机房，其线材费用很高且必须花很多时间挖地埋线。由于Cat-5可传送的距离只有100公尺，所以直接拉Cat-5到主机房，必须再加入网络交换器（Switch HUB）装置当作延长节点，因此必须要装置20台（以上）网络交换器，才能顺利将影像传送到主机房。使用Cat-5当作传输接口会有2个缺点：

．在施工架设：必须配置电源线供网络交换器使用，另外还需要添加防水箱保护网络交换器装置，增加许多额外成本。

．在日后维护：当主机房无法接收到影像时，由于网络摄像机到主机房之间存在许多网络交换器节点，造成维护的复杂性。因此，使用Cat-5方案的成效不高。

2. 光纤电缆：对智能型小区的长距离而言，以光纤当作传输媒介的传输效果最好，但整体费用却最高，在道路开挖地与布线施工上，也会花费较多时间。

3. 双绞线：可以搭配布线模块达成传输效果。由于布线模块具有长距离传输的优势，所以可以直接利用已存在的10对双绞线当作传输媒介，节省传输线材费用及挖道路配置线材的时间。

电源供应问题

1. 使用PoE技术：由于PoE有小于100公尺的传送距离限制，所以需要不断串联，才能到达架设网络摄像机的位置，并且需添加防水箱保护中间串联的PoE仪器。因此，智能型小区建案若使用PoE技术，会花费庞大的建置费用，笔者不建议使用。

2. 使用附近路灯的电源：可以节省许多电源线材与配置时间，然而却存在着连续性的问题。因为路灯一般只在傍晚才开始供应，并未24小时供电，所以必须将变电箱供应电源时间调整为24小时，并且额外添购定时仪器供路灯使用。但由于一个变电箱通常必须同时处理十几支路灯的电源供应，所以还必须将这十几只路灯都加入定时仪器，才能供应电源给摄像机与路灯使用。 [nextpage]

3. 使用附近住宅的电源：可以从架设网络摄像机附近的住宅直接拉电源供应﹔但这也有两个问题。首先，网络摄像机为公共财产，其电源费用的计算会较为麻烦。其次，由于必须另外挖地埋置住宅到架设点的电源线，多少会破坏住宅原本的样貌，因此一般也较不建议使用这个方法。

4. 使用馈电布线模块：由于馈电布线模块使用双绞线传输电源优势，因此也可以直接利用活动中心到交接箱的10对双绞线，利用其中未使用线路作为馈电布线模块的传输媒介。这个方法可以省下数据传输与电源的线材成本，还有配置线路的施工时间。

架设网络摄像机常常会因电源供应的问题而增加费用，有时甚至需要更换架设点。但使用馈电布线模块就不需要担心架设位置，因此规划安装这些网络摄像机设备时，可以随意选择合适的架设地点，不但可以节省布线安装时间，更可减少传输线及电源线的数量，降低成本。