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802.3af vs 802.3at vs 802.3bt:摄像机端究竟有何变化

802.3af vs 802.3at vs 802.3bt:摄像机端究竟有何变化

802.3af、802.3at 和 802.3bt 通常被呈现为功率阶梯——15 W、30 W、60 W、90 W——这种表述准确但不完整。三项修正案在电压窗口、电流限值、供电线对数量和分级方式上各不相同。后两项决定了摄像机在长线缆远端能否可靠工作。

对系统集成商来说,有用的问题不是哪个标准更大,而是在每一级协商链路时摄像机实际得到什么。

三次修订之间究竟改变了什么?

2003 年发布的 802.3af 定义了 Type 1:PSE 端 15.4W,PD 端 12.95W,两对线上最大 350 mA,PSE 输出 44 V 至 57 V,PD 须在低至 37 V 时仍工作。检测为电阻签名加一次分级事件。

2009 年的 802.3at 增加了 Type 2:PSE 端 30 W,PD 端 25.5 W,600 mA,仍为两对线,窗口更窄——PSE 在 50 V 至 57 V 之间,PD 输入最低 42.5 V。它还增加了两事件分级,使 Type 2 PSE 能区分 Class 4 PD 与 Class 0 PD,并支持基于 LLDP 的协商,在运行中实现更细的粒度。

802.3bt 于 2018 年在四对线上增加 Type 3 和 Type 4。Type 3 在 PSE 端输出 60 W、PD 端 51 W,每对线 600 mA;Type 4 输出 90 W 和 71.3 W,每对线 960 mA。新增 Class 5 至 8(45/40 W、60/51 W、75/62 W、90/71.3 W),PSE 最低输出电压升至 Type 3 的 50 V 和 Type 4 的 52 V,并引入 Autoclass,使 PSE 能测量实际功耗并释放未使用的预留。

802.3af 802.3at 802.3bt Type 3 802.3bt Type 4
PSE / PD 功率 15.4 / 12.95 W 30 / 25.5 W 60 / 51 W 90 / 71.3 W
最大电流 350 mA 600 mA 每对 600 mA 每对 960 mA
供电线对 2 2 4 4
PSE 电压 44–57 V 50–57 V 50–57 V 52–57 V
PD 最低输入 37 V 42.5 V 42.5 V 41.1 V
分级 0–3 0–4 0–6 0–8

这在摄像机端意味着什么?

规格书引用瓦数。伏特决定链路是否存活。每个受电设备(PD)都有最低输入电压,等级越高该最低值越高,因为标准假设消耗更多电流的 PD 会与能够维持电压的 PSE 和线缆配对。

长距离线缆正是问题所在。100 m Cat5e 在 600 mA 下,线对组压降约 5.6 V;300 m 时约 17 V。一台 802.3at 摄像机由 50 V 稳压的 PSE 经 300 m 供电,端电压约 33 V,低于 42.5 V 下限,甚至低于 af 的 37 V 底线。摄像机未必直接拒绝供电——许多会启动、运行几秒,然后在变焦电机启动时复位。症状看起来像固件故障,实为电压预算故障。

供电不足的摄像机会出现四种情况之一:拒绝启动、启动但红外关闭、黄昏时循环重启、或仅在云台转动时掉电。四种都被报成「摄像机问题」,四种都靠测量摄像机端而非交换机端电压来解决。

为什么 Type 3 和 Type 4 需要全部四对线?

因为单对线能承载的极限是电流,不是功率。一对端接在标准 RJ45 插头、穿在 Category 线缆里的双绞线,在正常环境温度下可持续承载约 600 mA 而发热可接受;Type 4 把它推到 960 mA,并接受其热后果。要通过一个如此受限的连接器传输 90 W,每一根导体都必须用上:两对走正极,两对走负极。

线缆随后承载的损耗超出多数人预期。100 m Cat5e 24AWG 四对线路径环路电阻约 4.7 Ω;总电流 1.92 A 时,线缆内耗散接近 17 W——在标准 18.7 W 允许范围内,但足以让成束线管明显发热。Type 4 链路上,23AWG 导体的 Cat6 或 Cat6A 是明智选择——不是为了带宽,而是为了铜截面——成束走线应按环境温度降额。

PSE 与 PD 不匹配时会发生什么?

大多数组合可行,因为标准刻意保持向后兼容:Type 4 PSE 以 af 级别为 af 摄像机供电,Type 2 PSE 也以 af 级别为 af 摄像机供电。故障集中在三处。

af PSE 配 at 摄像机是典型情况。350 mA 限流和 15.4 W 上限无法供给 25.5 W 的 PD,而运行单事件分级的 af PSE 会把摄像机的 Class 4 请求读成 Class 0。结果是摄像机启动后,在拉取真实负载时掉电——通常发生在黄昏补光灯开启时。

at PSE 配 Type 4 PD 更微妙。单签名 bt 设备可能降功率运行,对云台而言就是没有加热器或没有雨刷。双签名设备实质是两个 PD 共用一根线缆、各占一组线对,只有四对线中的两对带电,可能根本无法启动。

无源供电器接非 PoE 设备是最危险的情况。没有检测也没有分级:48 V 持续加在线对上,PHY 无保护或非隔离设计的设备可能被烧毁。无源供电器只应用于确认兼容 PoE 的设备,并记录正确极性。

如何确认链路正在运行哪种类型?

在网管型交换机上,端口详情页会报告协商出的 class、分配功率和实际输出功率;许多机型还会报告检测到的类型。LLDP Power via MDI 会把同样的信息传给端点。交换机为非网管型时,在交换机与摄像机之间串一个在线 PoE 测试仪,可显示电压、电流和 class,这是唯一能看到摄像机实际收到什么、而不是交换机声称发出什么的方法。

在夜间补光灯开启时测量,PTZ 还要在转动过程中测量。一台中午读 9 W、午夜读 13 W 的摄像机,能通过任何白天的检查,却仍会在运行中失效。除了瓦数,还要记录摄像机处的电压:44 V 和 12 W 是健康的 af 链路,36 V 和 11 W 是熬不过一个寒冷早晨的链路。

FAQ

802.3bt PSE 能否为 802.3af 摄像机供电?

可以。Type 3 或 Type 4 供电设备(PSE)检测 af 签名,按摄像机自身等级分级,并在 af 限制内供电。摄像机收到的功率不会超过其请求值,未使用的 PSE 容量在动态预算下仍可供其他端口使用。

Cat5e 能用于 802.3bt 吗?

Type 3 每对 600 mA 时,Cat5e 满长可用,但长距离应核算压降。Type 4 每对 960 mA 时,Cat6 或 Cat6A 是稳妥选择,高温线束中的长距离应同时评估损耗与发热。

802.3at 能否在任何线缆长度下保证 25.5 W?

不是。25.5 W 是信道损耗在标准允许范围内时 PD 端的数值。超过 100 m,或线缆电阻高于假设值,PD 收到的功率更少,可能低于其最低输入电压。

为什么同一台摄像机每晚都会重启?

通常原因是红外照明器启动时总消耗上升,将端口或电源推过其极限。在长线路上也可能是电压问题:额外的红外电流增加了压降,足以越过受电设备(PD)的最低输入阈值。

分路器能配合 802.3bt 使用吗?

分路器有 Type 3 与 Type 4 输入版本,输出 12 V、24 V 或 48 V,电流高于 af/at 型号。适用于设备无 PoE 前端的固定安装,但通常 10–12% 的转换损耗在设备取电前就已从端口预算中扣除。

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