什麼是攝像機PoE供電級別?

PoE(Power over Ethernet)供電級別即 Class,是 802.3af、802.3at 與 802.3bt 三代標準用來劃分供電能力的等級劃分,決定交換機或供電器可為攝像機提供多少功率。本頁講解 Class 0 至 8 的功率劃分、PD 與 PSE 之間的協商機制,以及不同類型攝像機應如何對應選擇供電級別。

為什麼攝像機需要分供電級別

攝像機種類繁多,耗電需求相差極大:一台固定式槍型攝像機可能只消耗數瓦,一台配備雲台旋轉馬達、大功率紅外補光燈與雨刷加熱的球型攝像機則可能消耗超過 60W。若供電端一律以最高功率輸出,會浪費交換機總功率預算,亦增加不必要的發熱;若一律以最低功率輸出,高耗電攝像機則無法正常運作。因此 PoE 標準設計了 Class 分級機制,讓受電設備(PD)在通電初段向供電設備(PSE)表明自己的功率需求,供電端才按需輸出對應級別的功率,達到安全與效率兼顧。

Class 分級同時是一種保護機制。未經分級確認的線路不會被誤判為合資格 PoE 設備,避免傳統網絡設備、電話或其他非 PoE 裝置因誤接而受損。理解 Class 的劃分方式,是選購攝像機、供電器與交換機時判斷是否匹配的基本功。

802.3af / at / bt 標準與 Class 0-8 對照

標準ClassPSE輸出端功率PD接收端功率典型應用
802.3af015.4W0.44W–12.95W未分級/舊式低耗電設備
802.3af14.0W0.44W–3.84W小型感應器、低耗電裝置
802.3af27.0W3.84W–6.49W基礎型固定式攝像機
802.3af315.4W6.49W–12.95W一般槍型/半球攝像機
802.3at430W12.95W–25.5W紅外攝像機、小型PTZ
802.3bt Type 3545W40W大功率紅外、加熱型攝像機
802.3bt Type 3660W51W雲台攝像機、多鏡頭裝置
802.3bt Type 4775W62W大型PTZ、無線基站
802.3bt Type 4890W71.3W高功率PTZ、雨刷加熱一體機

802.3bt 標準由IEEE 802.3bt-2018正式發布,正式名稱為「Power over Ethernet over 4 pairs」,除加入 Class 5 至 8 外,最大改進是啟用網線全部四對線芯同時傳電,而非早期標準只用其中兩對,因此能在同一類網線上輸出更高功率而不需大幅提高電壓。留意規格表上 PSE 輸出端與 PD 接收端功率並不相同,兩者之間的落差是線纜傳輸損耗,選型時應以 PD 接收端數字核對攝像機實際可用功率。

PD 與 PSE 的協商流程

  1. 偵測(Detection)——PSE 先以低於 10V 的安全電壓偵測線路末端,確認接入的是否為帶有標準特徵電阻的合資格 PD,避免對非 PoE 設備供電。
  2. 分級(Classification)——確認為合資格 PD 後,PSE 輸出特定電壓,PD 則以設定電流值回應,藉由電流大小向 PSE 表明自己所屬的 Class 等級。
  3. 802.3bt 雙事件分級——若雙方均支援 802.3bt,會進行第二次分級事件,進一步確認四對線芯的供電能力,讓 Class 5 至 8 的高功率需求得以準確協商。
  4. LLDP 協商(可選)——部分支援 802.3bt 的攝像機與交換機會透過 LLDP 交換更精細的功率數值,容許非固定 Class 級距的動態功率分配。
  5. 供電(Power On)——協商完成後 PSE 才正式輸出對應級別的電壓與功率,全程在極短時間內完成,攝像機隨即開機啟動。

香港工程場景的選型考量

① 商廈天花走廊攝像機

商廈公共走廊常見固定式半球攝像機,耗電較低,一般 Class 3 至 4 已足夠應付紅外夜視與基本功能,交換機以 802.3at 端口供電已可滿足需求。

② 舖面出入口攝像機

舖面出入口攝像機若加裝喇叭、閃光燈或人形偵測補光,功耗可能超出 Class 4 上限,選型時應核對攝像機規格書並預留 Class 5 以上的供電餘量。

③ 屋苑戶外雲台攝像機

屋苑停車場或天台的雲台攝像機因馬達旋轉、大功率紅外及雨刷加熱,耗電量高,普遍需要 802.3bt Class 6 以上的供電級別,並須核對交換機總功率預算是否足夠支撐多台同時啟動。

④ 交換機總功率預算

選配交換機時除留意單端口 Class 上限,亦須計算全機所有 PoE 端口總功率預算,避免多台高耗電攝像機同時啟動紅外或加熱功能時觸發過載保護而斷電重啟。

常見問題

PoE Class 與 802.3af/at/bt 標準有什麼關係?
802.3af、802.3at 與 802.3bt 是三代 PoE 標準,Class 則是每代標準內部劃分供電能力的等級。802.3af 只涵蓋 Class 0 至 3,最高在交換機輸出端提供 15.4W;802.3at 加入 Class 4,交換機輸出端提供 30W;802.3bt 再加入 Class 5 至 8,交換機輸出端最高提供 90W。標準決定協定與硬件世代,Class 決定實際協商到的功率上限,兩者要一併查看才能判斷一台交換機或攝像機的真正供電能力。
PD 與 PSE 如何協商供電級別?
供電端交換機或供電器稱為 PSE(Power Sourcing Equipment),受電端攝像機稱為 PD(Powered Device)。通電初段 PSE 先以低壓訊號偵測線路末端是否存在合資格的 PD 特徵電阻,確認後才進入分級(Classification)階段:PD 透過設定電流值向 PSE 表明自己所屬的 Class,802.3bt 更加入雙事件分級與 LLDP 協商,讓雙方可以交換更精細的功率需求。協商完成後 PSE 才輸出對應級別的電壓與功率,全程在數十毫秒內完成,避免非 PoE 設備被誤供電損壞。
攝像機接收端與交換機輸出端功率為何不同?
PSE 輸出端的功率會因網線傳輸損耗而在到達攝像機時減少,這是線纜電阻造成的正常現象,距離愈長、線材規格愈低,損耗愈明顯。因此規格表通常同時列出兩個數字,例如 Class 4 在交換機輸出端為 30W,攝像機實際可用功率則標示為 25.5W。選型時應以攝像機規格書標示的「PD 接收端功率」核對攝像機實際耗電,而非直接套用交換機輸出端數字。
球型、槍型與雲台攝像機應如何選擇PoE Class?
一般固定式槍型或半球攝像機耗電較低,配備紅外補光或喇叭時多落在 Class 3 至 4 範圍;具備雲台旋轉、變倍鏡頭馬達、大功率紅外或雨刷的攝像機耗電較高,常需 Class 5 以上甚至 802.3bt 的高瓦數等級才能穩定運作。選型時應留意攝像機規格書標示的最大功耗,並在交換機或供電器總功率預算中預留餘量,避免多台高功耗攝像機同時啟動紅外或加熱時觸發過載保護。
供電級別不足會有什麼徵狀?
若交換機或供電器提供的 Class 低於攝像機實際需求,常見徵狀包括攝像機不斷重啟、紅外夜視或雲台功能無法啟動、影像串流不穩定,嚴重時攝像機完全無法開機。判斷方法是核對攝像機規格書標示的功耗與所需 Class,並確認交換機該端口支援的 Class 上限與整機總功率預算是否足夠,同時檢查網線長度與規格是否會令壓降過大。

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