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)在為客戶架設網(wǎng)絡攝像機(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,提升客戶架設網(wǎng)絡攝像機的興趣。
在架設網(wǎng)絡攝像機的過程中,又以布線問題最為重要與復雜。因為影像傳輸線材、電源配置及施工時間,都會影響架設網(wǎng)絡攝像機的成本,并且影響客戶架設網(wǎng)絡攝像機的意愿。
其中,網(wǎng)絡攝像機的電源配置問題,由于會間接影響到「布線設計」與「架設所需時間」,因此,市場出現(xiàn)了以太網(wǎng)絡供電(Power over Ethernet,PoE)、美國家庭插電聯(lián)盟(HomePlug Powerline Alliance)電線通訊標準接口之一的HomePlug與饋電布線模塊等技術,來解決電源配置問題。
本文將介紹上述技術原理,并且分析其優(yōu)缺點。
PoE技術
一套完整的PoE系統(tǒng),包括供電端設備(Power Sourcing Equipment,PSE)和受電端設備(Power Device,PD)兩個部分。供電端設備如PoE Switch,受電端設備則如網(wǎng)絡攝像機(見圖1)。
依據(jù)IEEE 802.3af標準,PoE技術的原理是利用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,電機電子工程師學會(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)審核出新的PoE技術IEEE 802.3at之后,才能提供更大的功率(24瓦特),解決目前電源供應不足的問題。 [nextpage]
HomePlug技術
HomePlug技術的原理,是采用家用電源回路構成的網(wǎng)絡環(huán)境,且限制在200公尺內,使用者若使用不同的電源回路,就無法實現(xiàn)HomePlug技術。使用者家中的任何一個網(wǎng)絡裝置,只要接入兩端的HomePlug,就可以相互傳輸訊號,節(jié)省室內的布線費用與架設時間(見圖2)。
但由于HomePlug技術需在電源回路中,才能使用,因此架設在戶外的網(wǎng)絡攝像機,就不適合使用這個技術。
另外,HomePlug技術必須克服一些「干擾」的問題。如HomePlug回路環(huán)境中,若有馬達式負載的電氣設備,如冰箱、電風扇、吹風機、微波爐等大型電力設備,HomePlug的傳輸效能,就會因這些設備的瞬間啟動而受影響。
但新一代的HomePlug技術-HomePlug AV,可支持頻寬達200M,因此新HomePlug的技術規(guī)格,可滿足Audio與Video多媒體應用。
饋電布線模塊技術
饋電布線模塊技術的原理與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圖。運作方式是由市電110V、220V供應電源給近端模塊,再經(jīng)由雙絞線傳送電源到遠程模塊,最后遠程模塊會將電源轉成12V2.5A,再供給網(wǎng)絡攝像機使用。
與前述兩種技術相比,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,但傳輸質量卻不會受到電源噪聲的干擾。 [nextpage]
另外,在電源供應方面,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1.5公里以上,中間不需要界接任何訊號加強的設備。
.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)絡交換器(Switch HUB)裝置當作延長節(jié)點,因此必須要裝置20臺(以上)網(wǎng)絡交換器,才能順利將影像傳送到主機房。 使用Cat-5當作傳輸接口會有2個缺點:
.在施工架設:必須配置電源線供網(wǎng)絡交換器使用,另外還需要添加防水箱保護網(wǎng)絡交換器裝置,增加許多額外成本。
.在日后維護:當主機房無法接收到影像時,由于網(wǎng)絡攝像機到主機房之間存在許多網(wǎng)絡交換器節(jié)點,造成維護的復雜性。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。
電源供應問題
1. 使用PoE技術: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),才能到達架設網(wǎng)絡攝像機的位置,并且需添加防水箱保護中間串聯(lián)的PoE儀器。因此,智能型小區(qū)建案若使用PoE技術,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,并未24小時供電,所以必須將變電箱供應電源時間調整為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,所以還必須將這十幾只路燈都加入定時儀器,才能供應電源給攝像機與路燈使用。 [nextpage]
3. 使用附近住宅的電源:可以從架設網(wǎng)絡攝像機附近的住宅直接拉電源供應﹔但這也有兩個問題。首先,網(wǎng)絡攝像機為公共財產(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。
架設網(wǎng)絡攝像機常常會因電源供應的問題而增加費用,有時甚至需要更換架設點。但使用饋電布線模塊就不需要擔心架設位置,因此規(guī)劃安裝這些網(wǎng)絡攝像機設備時,可以隨意選擇合適的架設地點,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。