Сравнительный тест инжекторов Ultra PoE 60 Вт

Все большее число IP камер поддерживают питание через сетевой кабель по технологии PoE. Фактически поддержка такого типа питания стала для сетевых устройств видеонаблюдения стандартом де-факто.

Очевидные преимущества, которые предоставляет данная технология, давно оценили, как проектировщики, так и конечные заказчики. У первой версии стандарта IEEE 802.3af были свои ограничения по максимальной мощности, отдаваемой в нагрузку (не более 15.4 Вт на выходе PoE и не более 12 Вт на нагрузке с учетом потерь). Такое ограничение накладывало определённые рамки на возможность использования камер с варифокальными объективами, мощной ИК-подсветкой, PTZ (поворотно-наклонные купольные камеры с моторизированными приводами объектива) и другие с потребляемой мощностью свыше 12 Вт.

В результате появился стандарт IEEE 802.3at, в котором для подачи питания используются две пары сетевого кабеля. Инжекторы, соответствующие этому стандарту, способны отдавать до 30 Вт выходной мощности (до 25.5 Вт на нагрузке с учетом потерь). По сути, появление PoE-устройств такого класса послужило прорывом, поскольку позволило подавать питание практически на любую камеру, но остались исключения.

При этом, для России с её весьма суровым климатом, эти «исключения» представляют собой весьма серьёзную проблему. В нашем климате оборудование всепогодного исполнения должно сохранять работоспособность при температурах от – 40 до + 50°C. Для обеспечения работы IP камер в условиях отрицательных температур разработчики вынуждены использовать модули подогрева. Естественно, что камера с таким модулем потребляет более 25 Вт и инжекторы стандарта IEEE 802.3at не способны обеспечить её питанием.

Требования рынка всегда предопределяли появление новых продуктов. Так получилось и в этот раз. За последнее время на рынке появилось множество предложений устройств Ultra PoE 60 Вт. Фактически такого стандарта ещё нет, но устройства уже есть. Причем большинство из них обратно совместимо с устройствами стандартов IEEE 802.3af/at. С помощью таких инжекторов можно обеспечить питание практически любой IP камеры, даже с моторизированными высокоскоростными приводами, ИК подсветкой и подогревом.

В таблице 1 представлены все типы существующих PoE-устройств и их характеристики.

PoE Стандарты	IEEE 802.3af (802.3at Type 1)	IEEE 802.3at (802.3at Type 2)	Ultra PoE 60 Вт
Максимальная мощность на выходе инжектора PSE, Вт	15.4	30	60
Максимально возможная мощность на нагрузке PD, Вт	12.95	25.5	50
Диапазон выходных колебаний напряжений, В	48	50~57	50
Требуемое количество пар сетевого кабеля	2-Pair		4-Pair
Возможные модификации	End-Span или Mid-Span		End-Span + Mid-Span
Категория используемого кабеля	Cat 3/5/5e/6		Cat 5e/6

 

На тестовые испытания попали 4 Ultra PoE-инжектора с выходной мощностью 60 Вт:

1. Ultra PoE-инжектор AXIS T8124

   

2. Ultra PoE-инжектор BEWARD STL-11XP

   

3. Ultra PoE-инжектор BEWARD PD9501G

   

4. No Name AC-HPOE (страна происхождения не указана)

   

Сравнение заявленных технических характеристик

На первый взгляд, данные, представленные в таблице 2, практически одинаковые, но это не совсем так. Если первые 3 устройства интеллектуальные и их технические данные мы взяли из описаний производителя, то No Name AC-HPOE - пассивный инжектор, а полное описание пришлось поискать. Данные на сайтах различались и были неполные, сайта производителя найти не удалось. В конечном итоге был найден pdf-документ с названием «Техническое описание», в котором содержались наиболее полные сведения, взятые за основу.

Параметры	BEWARD PD9501G AXIS T8124 Ultra PoE	BEWARD STL-11XP	No Name AC-HPOE
Скорость передачи данных	1 x RJ-45 STP 10/100/1000 Мбит/с		1 x RJ-45 STP 10/100 Мбит/с
Индикация	Питание (зелёный); Мощность (зелёный и оранжевый)	Питание (зеленый); Порт PoE: Active, PoE ready / In Use (Зелёный)	Индикатор питания
PoE стандарты	IEEE 802.3af (PoE), Pre IEEE 802.3at (including 2-event)	IEEE 802.3af, IEEE 802.3at Ultra Power over Ethernet End-Span / Mid-Span PSE	Совместимо с сетевыми устройствами IEEE 802.3af/at mode B
Электрические характеристики
Входное напряжение	От 100 до 240 В (AC); 50/60 Гц; 1.2 А	От 100 до 240 В (АС); 50/60 Гц; до 1.5 А	От 100 до 240 В (АС); 50/60 Гц; 1.1А
Выходное напряжение	54-57 В (DC)	50 В (DC); до 1.2А	48 В (DC)
Выходная мощность	До 60 Вт (DC); до 1.2А		70 Вт(DC)
Условия эксплуатации
Рабочая температура	От -10 до +45°C (60 Вт) и от -10 до +55°C (30 Вт)	От 0 до +55°C (60 Вт)	От -5 до +40°C
Влажность	До 90%, без образования конденсата	5-95%, без образования конденсата	Нет данных
Габариты (шхвхг), мм	87.9x51.3х166	62.5x31х115	58.2x33х121.5
Вес, г	400	177	180
MTBF, наработка на отказ	100 000 часов при 25°C	50 000 часов при 25°C	300 K часов, Mil-HDBK-217F(25°C)
Гарантия	1 год	1 год	Нет данных
Экология	RoHS Compliant, WEEE Compliant, CE		CE, FCC, ГОСТ Р

BEWARD PD9501G и AXIS T8124 Ultra PoE

Бесспорно, самыми основательными выглядят среди образцов BEWARD PD9501G и AXIS T8124 Ultra PoE, но у них и самая высокая стоимость. Эти инжекторы позиционируются производителями как устройства для профессионального использования. Мы будем рассматривать их как одинаковые устройства, поскольку по результатам тестов отличия можно отнести к погрешности измерения.

Инжекторы не подают вообще никакого напряжения на выходы разъема RJ-45 до момента определения сетевого подключения. После этого определения наличия сетевого подключения происходит замер входного сопротивления питаемого устройства. Если сопротивление выходит за установленные рамки, то устройство повторяет замер. Напряжение питания с необходимой силой тока подается только после определения класса питаемого устройства. Такая схема исключает повреждение случайно подключенного, обычного не PoE-устройства к выходу PoE+Data инжектора и исключает вероятность короткого замыкания в неподключенном сетевом кабеле.

Инжекторы BEWARD PD9501G и AXIS T8124 Ultra PoE самые большие и массивные из всех протестированных. Все измеренные параметры оказались не хуже, чем заявлено в характеристиках. Корпус имеет вентиляционные отверстия. Инжекторы удобны с точки зрения крепления и каскадирования нескольких устройств с помощью специальных пазов. Дополнительно следует отметить, что только эти инжекторы из протестированных имеют разборный корпус.

Оба устройства успешно прошли тестовые испытания, включая стресс-тест в КТХ при температуре +45°С с нагрузкой 60Вт в течении суток. Все технические характеристики соответствуют заявленным. Благодаря хорошей вентиляции эти устройства меньше всех нагревались в процессе тестирования. Защита надёжно срабатывает и защищает устройства от короткого замыкания и перегрузок.

Такое оборудование можно рекомендовать для использования в профессиональных системах видеонаблюдения.

BEWARD STL-11XP

Очень хорошие результаты показала модель BEWARD STL-11XP, специально разработанная для нужд видеонаблюдения. Инжектор предназначен для питания IP камер, точек доступа и других подобных устройств с потребляемой мощностью до 50 Вт.

Логика работы STL-11XP несколько отличается от BEWARD PD9501G, но полностью соответствует требованиям стандарта. Сразу при включении устройства напряжение подается на его выходы, но в режиме ограничения по току. В этом режиме ток не превышает нескольких микроампер. При определении подключенной нагрузки инжектор измеряет наличие необходимого сопротивления питаемого устройства и только после этого подает соответствующий ток на нагрузку.

Этот образец успешно прошел как предварительные испытания, так и стресс-тест, показав при этом самый высокий КПД. Корпус инжектора неразборный, с крепежными ушками, что позволяет легко закрепить его на любой поверхности, но не позволяет соединить несколько корпусов друг с другом.

Зато устройство имеет значительно меньшие габариты и вес. При лучших характеристиках, STL-11XP способен отдавать максимальную мощность в нагрузку при температуре окружающего воздуха от 0 до +55°C.

Устройство без проблем прошло тестовые испытания, включая суточный стресс-тест в КТХ при температуре +55°С и мощности нагрузки 60 Вт. Все характеристики полностью соответствуют заявленным. Несмотря на отсутствии в корпусе вентиляционных отверстий, его нагрев не превысил +66°С, что с большим запасом допустимо для используемой в устройстве элементной базы. Защита устройства надёжно срабатывает и защищает устройства от короткого замыкания и перегрузок.

Благодаря оптимальному соотношению цены, качества и характеристик, это устройство идеально подходит для решения любых задач, связанных с необходимостью обеспечения питанием мощных устройств через сетевой кабель по технологии PoE.

No Name AC-HPOE

А как же недорогое устройство, предположительно китайского производства и стоимостью менее 800 рублей?

Да, очень недорого и судя по заявленный характеристикам весьма неплохо за эти деньги. Но следует понимать, что чудес не бывает. Конструкция корпуса у инжектора неразборная, как и у BEWARD STL-11XP, но при этом не имеет никаких приспособлений для крепления. По сути конструкция напоминает блок питания от ноутбука. Второй недостаток обнаружился сразу после вскрытия: между входным и выходным сетевым разъемом отсутствует трансформаторная развязка. При повреждении кабеля или неправильном обжиме это может привести к повреждению других сетевых устройств.

Фактически устройство представляет из себя блок питания на 48 В, то есть пассивное PoE-устройство сразу подает на выходной разъем напряжение питания, поскольку интеллектуальные функции управления питанием в нём отсутствуют. Поэтому при подключении или отключении PoE-устройств следует соблюдать особую осторожность. Замыкание выходов инжектора приводит к срабатыванию защиты по току в устройстве, но только в том случае, если сопротивление цепи окажется ниже минимально допустимого для защиты блока питания. В реальных условиях возможны два варианта развития событий:

• Если длина сетевого кабеля невелика, то при замыкании в нагрузке сопротивление цепи станет меньше допустимого для срабатывания защиты и в инжекторе сработает защита по току.
• Если замкнуть 1 пару при длине сетевого кабеля от 60 м, либо 1-2 пары на длине кабеля близкой к максимальной (90-100 м), то сопротивление цепи не опустится до требуемого значения и инжектор продолжит работу. Это может привести к локальному перегреву точки замыкания кабеля, а в некоторых случаях и к пожару.

Также этот инжектор неспособен определить увеличение мощности, потребляемой нагрузкой сверх установленного значения, поскольку не определяет класс устройства. Как следствие, он будет продолжать подавать питание на устройство даже если оно неисправно или оно не подключено, а защита инжектора сделана в расчете только на предохранение устройства от перегрузки по току. Помимо этого, в устройстве нет контроля полярности.

Ещё один неприятный момент — это то, что для подключения нагрузки выше 15 Вт потребуется использование специального кабеля. Устройство не умеет подавать питание через пары сетевого кабеля, использующиеся для передачи данных (фантомное питание). По-другому, инжектор подаёт питание только по двум парам сетевого кабеля из четырёх (Mode B). Поэтому производитель рекомендует использовать специальный сетевой кабель увеличенного сечения и низким удельным сопротивлением. Частично такой кабель сможет компенсировать потери, но подобное решение не является правильным и потребует изменения существующей сетевой инфраструктуры.

К сожалению, при определении тока срабатывания защиты и соответственно минимального сопротивления цепи, два экземпляра устройства, имевшихся в лаборатории, вышли из строя, и в результате мы не смогли провести испытания в КТХ.

Судя по всему, устройство сможет нормально функционировать при температурах от + 5 до 40оС, но не рекомендуется производить холодный старт (включение устройства) при температурах ниже точки выпадения росы, поскольку ни элементы печатной платы, ни сама плата не имеют защитного покрытия.

Защита устройства крайне примитивна и не исключает повреждения других устройств и сетевого оборудования, а потому мы не можем рекомендовать его для применения в профессиональных системах видеонаблюдения. Но как временное решение, с некоторыми предосторожностями, его вполне можно использовать.

Как проходило тестирование Ultra PoE-инжекторов

Сама программа испытаний была разработана с учетом проверки заявленных технических характеристик на соответствие инжекторов требованиям стандартов. Программа испытаний включала как визуальный осмотр и замеры, так и длительное тестирование с максимальными параметрами. Методика тестирования включала 5 этапов испытаний и заключение:

1. Визуальный осмотр, конструкция инжектора, её достоинства и недостатки;
2. Проверка соответствия требованиям стандартов по безопасности и подаче питания;
3. Проверка цепей защиты от перегрузок и короткого замыкания;
4. Проверка соответствия заявленным электрическим характеристикам, включая максимальную отдаваемую мощность;
5. Тестирование устройств в течении 24 часов при максимальном токе нагрузки на максимальных температурных режимах работы в КТХ;
6. Заключение экспертов о возможности использования в составе профессиональных систем видеонаблюдения.

Для осмотра сборки инжекторов и их комплектующих нам пришлось два раза открывать не открываемое, поскольку две модели из четырёх были запаяны. Их пришлось аккуратно вскрыть.

Качество пайки и материал печатной платы у оппонентов существенно отличались, но во всех случаях были на должном уровне. А вот используемые компоненты, схемотехника и конструктивные особенности сразу показали причину разницы в цене.

В BEWARD PD9501G и AXIS T8124 Ultra PoE используются только качественные комплектующие известных производителей. Это самые сложные инжекторы с точки зрения схемотехники с несколькими уровнями защиты.

BEWARD STL-11XP – это оптимальное соотношение качественных компонентов, соответствия стандартам, плюс высокое качество монтажа и сборки.

Недорогой No Name AC-HPOE представляет собой импульсный блок питания, собран на недорогих комплектующих. Небрежность установки CMD-компонентов хорошо видна невооруженным глазом, но самые критичные, на наш взгляд, «упрощения» - это отсутствие трансформаторной развязки выводов сетевых интерфейсов и примитивная защита. Защита, встроенная в инжектор, эффективна в режиме короткого замыкания только при сопротивлении цепи нагрузки значительно ниже номинального.

В завершении предлагаем Вам краткую сравнительную таблицу 3, которая поможет быстро сделать правильный выбор:

Параметры	BEWARD PD9501G	AXIS T8124 Ultra PoE	BEWARD STL-11XP	No Name AC-HPOE
Тип интерфейса/PoE	10/100/1000 Active PoE			10/100/ Пассивное PoE
Интеллектуальное функции PoE	Подает питание только после определения сопротивления нагрузки, определяет классы PD (питаемых устройств)		Сразу подает питание на выход в режиме микротоков, определяет классы PD (питаемых устройств) по сопротивлению нагрузки.	Постоянно подает полную мощность на выход устройства, не умеет определять класс нагрузки.
Срабатывание и сброс защиты	Однократно, сброс только после устранения причины			По превышению допустимого тока инжектора, не блокирует питание, возможен эффект многократного срабатывания.
Число пар подачи питания	802.3 af/at – 2 пары Ultra PoE (60 Вт) – 4 пары			802.3 af/at – 2 пары Ultra PoE (60 Вт) – 2 пары (требуется специальный сетевой кабель)
Защита от КЗ	Есть	Есть	Есть	Частично (например, если КЗ в одной паре, то на длинном кабеле защита не сработает)
Защита от скачков напряжения	Есть	Есть	Нет	Нет
Трансформаторная развязка выходов	Есть	Есть	Есть	Нет
Крепление на DIN рейку / на стену	Есть / Есть	Есть / Есть	Нет / Есть	Нет / Нет
Разборный корпус	Да	Да	Нет	Нет