面對物價飛漲的生活環(huán)境,布線施工廠商和系統(tǒng)整合商(System Integrate,SI)在為客戶架設(shè)網(wǎng)絡(luò)攝像機(Network Camera)時,大多必須考慮到協(xié)助客戶節(jié)省布線成本的因素,提升客戶架設(shè)網(wǎng)絡(luò)攝像機的興趣。
在架設(shè)網(wǎng)絡(luò)攝像機的過程中,又以布線問題最為重要與復(fù)雜。因為影像傳輸線材、電源配置及施工時間,都會影響架設(shè)網(wǎng)絡(luò)攝像機的成本,并且影響客戶架設(shè)網(wǎng)絡(luò)攝像機的意愿。
其中,網(wǎng)絡(luò)攝像機的電源配置問題,由于會間接影響到「布線設(shè)計」與「架設(shè)所需時間」,因此,市場出現(xiàn)了以太網(wǎng)絡(luò)供電(Power over Ethernet,PoE)、美國家庭插電聯(lián)盟(HomePlug Powerline Alliance)電線通訊標(biāo)準(zhǔn)接口之一的HomePlug與饋電布線模塊等技術(shù),來解決電源配置問題。
本文將介紹上述技術(shù)原理,并且分析其優(yōu)缺點。
PoE技術(shù)
一套完整的PoE系統(tǒng),包括供電端設(shè)備(Power Sourcing Equipment,PSE)和受電端設(shè)備(Power Device,PD)兩個部分。供電端設(shè)備如PoE Switch,受電端設(shè)備則如網(wǎng)絡(luò)攝像機(見圖1)。
依據(jù)IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn),PoE技術(shù)的原理是利用5類雙絞線(Category 5 cable,Cat-5)中的第1-2-3-6絞線作為數(shù)據(jù)傳輸及第4-5-7-8絞線作為電源的傳輸。網(wǎng)絡(luò)攝像機只要連接上Cat-5就能使裝置正常運作,不需再外接電線,省掉配置電源線的麻煩與費用。
PoE技術(shù)目前只提供48伏特、電流400毫安、功率15.4瓦特的直流電;計算耗損后,大約只能提供13瓦特的電源。對于具有PTZ(Pan-tilt-zoom)功能或球型的網(wǎng)絡(luò)攝像機,需要的電源超過13瓦特,PoE提供的電源就無法滿足供電上的要求。
這種供電上的缺點,必須等到2009年,電機電子工程師學(xué)會(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)審核出新的PoE技術(shù)IEEE 802.3at之后,才能提供更大的功率(24瓦特),解決目前電源供應(yīng)不足的問題。 [nextpage]
HomePlug技術(shù)
HomePlug技術(shù)的原理,是采用家用電源回路構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,且限制在200公尺內(nèi),使用者若使用不同的電源回路,就無法實現(xiàn)HomePlug技術(shù)。使用者家中的任何一個網(wǎng)絡(luò)裝置,只要接入兩端的HomePlug,就可以相互傳輸訊號,節(jié)省室內(nèi)的布線費用與架設(shè)時間(見圖2)。
但由于HomePlug技術(shù)需在電源回路中,才能使用,因此架設(shè)在戶外的網(wǎng)絡(luò)攝像機,就不適合使用這個技術(shù)。
另外,HomePlug技術(shù)必須克服一些「干擾」的問題。如HomePlug回路環(huán)境中,若有馬達(dá)式負(fù)載的電氣設(shè)備,如冰箱、電風(fēng)扇、吹風(fēng)機、微波爐等大型電力設(shè)備,HomePlug的傳輸效能,就會因這些設(shè)備的瞬間啟動而受影響。
但新一代的HomePlug技術(shù)-HomePlug AV,可支持頻寬達(dá)200M,因此新HomePlug的技術(shù)規(guī)格,可滿足Audio與Video多媒體應(yīng)用。
饋電布線模塊技術(shù)
饋電布線模塊技術(shù)的原理與PoE概念相似,差異在于饋電模塊使用較低價格的雙絞線,當(dāng)作訊號與電源的傳輸媒介。
圖3為饋電布線模塊的運用架構(gòu)圖。運作方式是由市電110V、220V供應(yīng)電源給近端模塊,再經(jīng)由雙絞線傳送電源到遠(yuǎn)程模塊,最后遠(yuǎn)程模塊會將電源轉(zhuǎn)成12V2.5A,再供給網(wǎng)絡(luò)攝像機使用。
與前述兩種技術(shù)相比,饋電布線模塊的特色,就是讓訊號與電源共享相同一條雙絞線,可省下配置電源線材的成本與布線時間,而且具有傳送距離長等特點(見表1)。
值得一提的是,雖然饋電布線模塊的訊號與電源使用相同的線路,但傳輸質(zhì)量卻不會受到電源噪聲的干擾。 [nextpage]
另外,在電源供應(yīng)方面,饋電布線模塊可滿足具有PTZ功能、不限定廠牌的網(wǎng)絡(luò)攝像機使用。
饋電布線模塊的優(yōu)點
.完全免布線:可透過現(xiàn)有的電話線來當(dāng)傳輸媒介傳輸。
.傳輸線材成本低:傳輸媒介使用雙絞線。
.長距離傳輸:可達(dá)1.5公里以上,中間不需要界接任何訊號加強的設(shè)備。
.電力充足:能夠支持快速球型攝像機(Speed dome)運作。
.減少布線成本與施工時間:允許使用現(xiàn)存的線路環(huán)境。
饋電布線模塊規(guī)格
.輸入電源90~240V AC。
.輸出電源DC12V 2A,輸出AC電源亦可。
.提供過電壓、過電流、人體碰觸、雷擊保護(hù)等機制。
傳輸線材選擇
1. Cat-5:若將Cat-5直接拉到活動中心的主機房,其線材費用很高且必須花很多時間挖地埋線。由于Cat-5可傳送的距離只有100公尺,所以直接拉Cat-5到主機房,必須再加入網(wǎng)絡(luò)交換器(Switch HUB)裝置當(dāng)作延長節(jié)點,因此必須要裝置20臺(以上)網(wǎng)絡(luò)交換器,才能順利將影像傳送到主機房。 使用Cat-5當(dāng)作傳輸接口會有2個缺點:
.在施工架設(shè):必須配置電源線供網(wǎng)絡(luò)交換器使用,另外還需要添加防水箱保護(hù)網(wǎng)絡(luò)交換器裝置,增加許多額外成本。
.在日后維護(hù):當(dāng)主機房無法接收到影像時,由于網(wǎng)絡(luò)攝像機到主機房之間存在許多網(wǎng)絡(luò)交換器節(jié)點,造成維護(hù)的復(fù)雜性。因此,使用Cat-5方案的成效不高。
2. 光纖電纜:對智能型小區(qū)的長距離而言,以光纖當(dāng)作傳輸媒介的傳輸效果最好,但整體費用卻最高,在道路開挖地與布線施工上,也會花費較多時間。
3. 雙絞線:可以搭配布線模塊達(dá)成傳輸效果。由于布線模塊具有長距離傳輸?shù)膬?yōu)勢,所以可以直接利用已存在的10對雙絞線當(dāng)作傳輸媒介,節(jié)省傳輸線材費用及挖道路配置線材的時間。
電源供應(yīng)問題
1. 使用PoE技術(shù):由于PoE有小于100公尺的傳送距離限制,所以需要不斷串聯(lián),才能到達(dá)架設(shè)網(wǎng)絡(luò)攝像機的位置,并且需添加防水箱保護(hù)中間串聯(lián)的PoE儀器。因此,智能型小區(qū)建案若使用PoE技術(shù),會花費龐大的建置費用,筆者不建議使用。
2. 使用附近路燈的電源:可以節(jié)省許多電源線材與配置時間,然而卻存在著連續(xù)性的問題。因為路燈一般只在傍晚才開始供應(yīng),并未24小時供電,所以必須將變電箱供應(yīng)電源時間調(diào)整為24小時,并且額外添購定時儀器供路燈使用。但由于一個變電箱通常必須同時處理十幾支路燈的電源供應(yīng),所以還必須將這十幾只路燈都加入定時儀器,才能供應(yīng)電源給攝像機與路燈使用。 [nextpage]
3. 使用附近住宅的電源:可以從架設(shè)網(wǎng)絡(luò)攝像機附近的住宅直接拉電源供應(yīng)﹔但這也有兩個問題。首先,網(wǎng)絡(luò)攝像機為公共財產(chǎn),其電源費用的計算會較為麻煩。其次,由于必須另外挖地埋置住宅到架設(shè)點的電源線,多少會破壞住宅原本的樣貌,因此一般也較不建議使用這個方法。
4. 使用饋電布線模塊:由于饋電布線模塊使用雙絞線傳輸電源優(yōu)勢,因此也可以直接利用活動中心到交接箱的10對雙絞線,利用其中未使用線路作為饋電布線模塊的傳輸媒介。這個方法可以省下數(shù)據(jù)傳輸與電源的線材成本,還有配置線路的施工時間。
架設(shè)網(wǎng)絡(luò)攝像機常常會因電源供應(yīng)的問題而增加費用,有時甚至需要更換架設(shè)點。但使用饋電布線模塊就不需要擔(dān)心架設(shè)位置,因此規(guī)劃安裝這些網(wǎng)絡(luò)攝像機設(shè)備時,可以隨意選擇合適的架設(shè)地點,不但可以節(jié)省布線安裝時間,更可減少傳輸線及電源線的數(shù)量,降低成本。