在当今的制造、物流和公共基础设施环境中，网络摄像机被广泛用于安全、质量控制和生产线的远程监控。
工业PoE交换集线器是这些网络设备可靠运行的关键部件。
通过PoE技术，数据和电力都通过一根LAN电缆來提供，即使在难以增加供电线路的地方也能安装设备。然而，PoE有多种标准和功率等级，因此选择合适的模型取决于应用程序和安装条件。
本文从实际的现场部署角度介绍了工业PoE交换集线器——它们是如何工作的、涉及的标准以及如何选择它们。
目录
什么是PoE?
PoE (Power over Ethernet) 是一种通过一根LAN电缆提供数据和电力的技术。
标准的交换集线器既需要LAN电缆来传输数据，也需要单独的电缆来供电。使用支持PoE的设备无需单独的电源布线，简化了布线并扩展了安装灵活性。
这使得即使在难以增加供电线路的地方，例如户外或高架位置，也可以轻松安装设备。近年来，越来越多的工业应用使用相机作为传感器，增加了对能够提供稳定电源的PoE兼容设备的需求。
PoE标准的类型
PoE根据它支持的IEEE标准分为三类。
- PoE（IEEE802.3af）
- PoE+（IEEE802.3at）
- PoE++（IEEE802.3bt）
这些标准的不同之处在于它们可以提供的电力和它们支持的电缆标准。
在电源容量方面，PoE (IEEE802.3af) 最大支持15.4 W, PoE+ (IEEE802.3at) 最大支持30 W, PoE++ (IEEE802.3bt) 最大支持90 W。
具有更高功率要求的设备需要选择支持相应的更高功率PoE标准的集线器。
支持的布线也不同，PoE (IEEE802.3af) 使用Cat3或更高版本，而PoE+和PoE++需要Cat5e或更高版本。
如果未来的设备可能需要更多的功率，选择PoE+或PoE++能提供更好的长期保证。
康泰克提供符合IEEE 802.3af和802.3at标准的型号，但目前不提供支持更高功率802.3bt (PoE++) 的产品。
IEEE 802.3bt可以提供接近100 W的功率，适用于显示器或电视等高功率设备。然而，在工业网络中很少需要这样的功率水平，在工业网络中，IEEE802.3af/at对于监控摄像机和无线接入点等典型设备来说已经是足够了。
什么是工业产品交换集线器?
工业PoE交换集线器是支持PoE的集线器，可在极端温度、振动和电气噪声的恶劣环境中可靠运行。
与家庭或小型办公环境不同，工厂生产线、物流系统或运输/铁路基础设施的故障可能会导致监控系统中断，从而可能严重影响生产或运营。
因此，工业模型必须强调其可靠性——强大的环境耐受性、扩展能力和支持大范围的直流电源输入。
在工业环境中使用电交换集线器的优点
在工业设施中使用PoE交换集线器具有许多优点，包括更大的安装灵活性、简化布线、提高安全性以及降低运营和维护成本。
即使在没有电源的地方也能安装设备
PoE交换机通过一根LAN电缆提供数据和电源，即使在很难提供电源插座的地方也能安装设备。
这对监控摄像头和无线接入点等设备尤其有利，因为这些设备通常需要安装在户外或供电线路难以运行的高架区域。
简化布线最大限度地降低故障风险
由于PoE通过单个以太网电缆传输数据和电力，因此需要更少的电缆，有助于防止诸如电缆拥塞、缠结或损坏等问题。
在生产线、控制板或室外摄像机安装中，过多的布线增加了在维护过程中布线错误、电缆磨损和识别错误的风险——这些问题可能导致系统中断和更高的维护成本。
简化的布线提高了系统的可维护性和可靠性，对于最大限度地减少设备停机时间至关重要。
通过主动型PoE实现安全的电力供应
符合IEEE标准的主动型PoE会在接通电源之前自动检测所连接设备是否支持PoE。这可防止非PoE设备意外断电，并降低设备损坏的风险。
工业环境往往涉及高价值的传感器和控制设备，使可靠和安全的电力输送尤其关键。
降低安装和维护成本
通过简化网络布线和不需要单独的电力基础设施，PoE降低了安装和持续维护成本。故障排除和计划维护所需的工作量较少，有助于在整个生命周期内降低总体总体拥有成本 (总体拥有成本) 。
在为长期运行而设计的工业网络中，优化总体拥有成本比最小化初始安装成本更重要。
PoE交换集线器的功能和基于标准的分类
PoE交换集线器可以根据其提供的功能和支持的IEEE标准进行更精确的分类。
本节介绍两个主要的分类框架:无管理的PoE与管理的PoE,主动的PoE与被动的PoE。
非托管型的PoE与托管型的PoE
非托管型的PoE交换集线器只提供基本的数据和电源，提供简单的即插即用设计。它们不需要配置或网络管理，并且由于低成本和易于部署而受到重视——只需插入它们就可以工作。
另一方面，托管型的PoE交换集线器支持SNMP、VLAN和其他管理功能，从而实现网络监控、诊断和流量控制。
它们的功能类似于开箱即用的基本交换集线器，但是配置管理功能可以提高网络的稳定性、性能和安全性。对于需要详细监控和控制的大型网络或环境，建议使用托管型交换集线器。
主动型PoE与被动型PoE
根据如何符合IEEE标准，PoE交换集线器也可分为主动型PoE或被动型PoE。
主动型PoE遵循IEEE 802.3标准，并执行自动握手，以检测支持PoE的设备，然后为其供电。
这防止了非PoE设备的意外供电，并确保了高安全性和兼容性。对于工业部署，主动型 PoE是标准选择，因为它的安全性和设备保护机制。
然而，被动型PoE是非标准的，并对电缆连续施加电压，无论连接的设备。虽然更便宜，被动型PoE可以损坏非PoE设备，使其通常不适合工业环境。
如何选择工业PoE交换集线器
在选择工业PoE交换集线器时，首要任务是确保该集线器不会因电源问题或环境条件而意外关闭。
由于PoE交换集线器同时提供数据和电源，因此单个集线器的故障会导致多个供电设备 (如摄像头或无线AP) 停机，并严重干扰操作。
因此，必须确保交换集线器在设计时保持稳定的供电和网络性能。在评估潜在产品时，使用以下五个标准进行比较。
下一节将对每个评估点进行详细说明。
环境阻力
在选择工业PoE交换集线器时，第一步是确保设备本身提供足够的环境阻力。
由于PoE器件同时处理数据和功率传输，因此它们更受温度波动、电气噪声和内部热量积聚的影响。因此，关键是交换集线器能够在恶劣的条件下可靠运行，包括极端的温度、振动、湿度和电气噪声。
在工厂生产线或室外环境中，设备可能暴露在灰尘和油雾中。选择具有防尘/防潮、金属外壳和无风扇设计的机型可确保可靠的长期运行和更容易的维护。
广域直流电源输入
在选择工业PoE交换集线器时，应始终检查其直流输入支持，以及它是否提供宽的输入电压范围。
由于PoE负载根据所连接的设备而变化，因此输入范围窄的交换集线器在运行过程中可能变得不稳定。宽的直流输入范围允许在电压波动或同时为多个PoE设备供电时也能稳定运行。 工业环境通常使用12、24和48 VDC轨，这使得DC输入能力实际上是强制性的。
直流电源保持稳定的电压和处理好PoE负载波动，有助于更稳定的运行。这使得网络环境更加稳定，降低了对功率变化的敏感性。
双电源 (冗余)
双电源 (冗余) 是指支持两个或多个独立的电源输入。
如果一个电源输入发生故障或断开，另一个可以继续供电，确保PoE交换集线器保持工作状态。
由于PoE交换集线器同时提供数据和电源，因此一个开关故障会导致多个供电设备 (如摄像机或接入点) 瘫痪。
这使得双电源输入在无法容忍停机的环境中变得至关重要。使用单独的电源还可以降低维护或更换电源时的风险，提高系统的整体可靠性。
PoE输出容量
支持的PoE标准和可用功率输出之间的平衡是一个关键的选择因素。
最大功率输出因PoE类 (PoE/PoE+/PoE++) 而异，因此所需的标准取决于集线器是为低功率设备(传感器，IP电话)供电还是为高功率设备(监控摄像头，数字标牌)供电。不仅要考虑每个端口的功率，还要考虑交换集线器的总PoE预算 (所有端口可用的总瓦数) 。如果多个PoE设备超过了交换机的总PoE预算，那么电力短缺会导致设备不稳定或关闭。
由于PoE通过以太网电缆供电，因此还必须考虑由电缆长度和电缆质量引起的电压下降。选择具有足够功率余量的开关，考虑每个端口的负载和布线条件，确保长期稳定运行。
扩展性 (级联端口可用性)
支持未来的网络扩展也是一个重要的考虑因素。
一些PoE交换机包括一个专用的级联端口，它是非PoE上行链路/扩展端口。该端口允许交换机堆叠 (级联)，使网络易于分层扩展。
使用级联端口还可以保持PoE电源域的隔离，减少诸如地环干扰和电源相关故障等风险。这有助于保持稳定的通信，即使与许多PoE设备和提高整体系统可靠性。如果预期将来会有扩展，那么选择一个支持级联端口的交换机将提供出色的灵活性和可扩展性。
代表性工业PoE交换集线器模型
在选择工业PoE交换集线器时，不仅要考虑成本，还要考虑设备能否长期可靠运行。
康泰克的PoE开关集线器以支持12至54 VDC的广泛直流输入范围而闻名。许多PoE器件需要100 VAC或50 VDC输入，这意味着使用普通24 VDC导轨的工业场所通常需要额外的升压转换器。
康泰克设备可以直接使用现有的24 VDC配电板，减少对额外设备的需求，节省空间，降低成本。宽的12至54 VDC输入范围也提供了灵活性，当电源规格不同的安装环境。尽管固定的50 VDC设计可以降低制造成本，但康泰克仍有意使用大范围的输入，以最大限度地提高安装灵活性和用户便利性。下面几节介绍康泰克的关键PoE交换集线器模型，其中包含这些功能。这些例子可能有助于指导您的选择。
SH-8008AT-POE是一个工业PoE交换集线器，配备八个100BASE-TX端口
符合IEEE802.3af/at标准，可为多达7个设备供电，每个端口最大功率为30 W,所有端口最大功率为105 W (取决于输入电压条件) 。 该开关具有12至54 VDC宽输入范围和双电源支持，即使在冗余电源配置下也能可靠运行。 八个端口中的一个还可以用作专用的级联端口，从而可以安全灵活地将多个单元连接起来进行网络扩展。
该设备支持35毫米丁轨和壁挂式安装，其无风扇设计使其适合安静，低维护环境。
SH-9210AT-POE是一个工业PoE交换集线器，具有8个100BASE-TX端口和2个SFP插槽。
符合IEEE 802.3af/at PoE标准，每个端口可提供高达30 W的功率，所有PoE端口的总功率可达180 W。 它支持47至58 VDC宽输入范围和双电源 (冗余) 供应，以提高工业电源环境的可靠性。SH-9210AT-POE还包括VLAN、QoS、RSTP和SNMP等功能，用于高级监控、控制和网络可靠性。 无风扇设计意味着交换集线器安静且低维护，因此适用于控制柜、办公室和其他需要最小噪音和较长使用寿命的环境。
两个SFP插槽接受100/1000 Mbps模块，为各种网络拓扑提供灵活的支持。
SH-9008AT-POE2是支持IEEE 802.3af/at电源传输的工业PoE交换集线器。
它配备了8个1000BASE-T端口，可以使用Cat5或更高的布线为IEEE 802.3af/at电源设备提供PoE电源。 无风扇设计可在噪声敏感或长寿命的工业环境中实现安静、可靠的操作。
专用的级联端口还可以通过链接多个单元实现直接扩展。
结论
工业用PoE交换机通过一根以太网电缆实现数据和供电，这是其主要优势之一。这使得即使在电源难以提供的地方也可以安装设备，这使得PoE在具有广泛分布的摄像头和传感器的工业环境中特别有用。
然而，由于PoE设备对温度、电噪声和振动都很敏感，因此选择一种环境耐用性强、可靠性高的型号至关重要。关键规范，如输入电压范围，保护功能，和PoE电源预算应该总是事先审查。
最终，选择一个满足您系统需求的产品，同时平衡设备类型、安装条件和预期运行寿命的成本。
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