Co je napájení přes Ethernet (PoE) a jak může změnit životnost vaší instalace IP kamer?

Navádění několika kabelů k bezpečnostním kamerám může být pořádná otrava. Ale víte, co je méně otravné? Vedení pouze jednoho kabelu ke každé kameře! Ptáte se, jak je to možné? Je to jednoduché. Napájení přes Ethernet.

Co je to napájení přes Ethernet? Napájení po síti Ethernet (neboli PoE) je proces, při kterém se k vedení elektrické energie kromě síťových dat používají vodiče již zabudované v kabelu Ethernet. PoE můžete použít jak k připojení zařízení k síti, tak k jejich napájení pomocí jediného ethernetového kabelu.

Ve zbytku tohoto příspěvku si povíme, jak PoE funguje a jak využít jeho výkon pro bezpečnostní aplikace. Povíme si také o omezeních PoE, ale hlavně o tom, jak tato omezení překonat.

Život před napájením přes Ethernet

K správné funkci potřebuje IP bezpečnostní kamera dvě věci. Za prvé potřebuje napájení. Jakmile kameru připojíte ke zdroji napájení, je již plně funkční. Nahrává video, ale neexistuje žádný způsob, jak s kamerou komunikovat, aby bylo možné toto video zobrazit nebo spravovat nastavení kamery. K tomu slouží místní síť.

Chcete-li tedy kameru nastavit v síti, stačí ji připojit ke směrovači nebo přepínači pomocí kabelu Ethernet.

Tak to máte. Dva kabely. Jedna kamera. Ale co se stane, když máte čtyři kamery? Nebo osm kamer? Nebo 48 kamer? Vedení dvou kabelů pro každou kameru může být drahé a časově náročné.

Ale no tak, už nejsme ve 20. století. Je rok 2020! Jistě, možná se nacházíme uprostřed globální pandemie, krachující ekonomiky a rozdělujícího politického klimatu. Ale aspoň máme Power over Ethernet! Neexistuje žádný důvod, proč byste měli k propojení svých IP bezpečnostních kamer stále vést dva kabely.

Připojíte-li ethernetový kabel k přepínači Power over Ethernet, můžete se nyní zbavit zdroje napájení. To proto, že kabely Ethernet jsou schopny připojit vaši kameru k síti a napájet ji.

V tomto příspěvku vám vysvětlíme, jak to funguje. Nejprve vám však chci představit naše produkty PoE u společnosti Nelly’s Security.

IPCamPower Power over Ethernet Products

Pro produkty PoE máme pouze jednu značku, protože je to opravdu jediná značka, kterou potřebujeme: IPCamNapájení. Jak už název značky napovídá, produkty IPCamPower byly navrženy pro jeden jediný účel: pro napájení IP kamer. To je v síťovém odvětví jedinečné, protože tyto produkty PoE podnikové třídy jsou optimalizovány speciálně pro IP kamerové systémy.

IPCamPower má několik různých produktů, které si dnes představíme. Máme injektory PoE, plné přepínače PoE, od 4portových až po 48portové. Máme zde také extendery PoE, o kterých si řekneme za chvíli.

Teď si řekneme, jak tyto produkty poskytují napájení a datové připojení k bezpečnostním kamerám pomocí jediného kabelu.

Jak funguje napájení přes Ethernet?

Použijeme tento malý injektor jako příklad. Řekněme, že plánujete na svém pozemku zřídit pouze jednu jedinou bezpečnostní kameru. Stačí si vzít jeden z těchto jednoportových injektorů PoE.

Na spodní straně injektoru uvidíte dva porty označené jako „data in“ a „data a napájení out“. A je to opravdu tak jednoduché. Do portu „data in“ připojte ethernetový kabel ze standardního přepínače nebo směrovače a z portu „data a napájení out“ připojte ethernetový kabel k bezpečnostní kameře. Jakmile kameru připojíte, okamžitě získá data ze sítě, napájení z injektoru a pomocí tohoto jediného ethernetového kabelu bude vaše kamera plně funkční.

Stejný koncept platí i pro plné 8, 4, 16, 24 a 48portové přepínače. Rozdíl je v tom, že jednotlivé porty jsou pouze injektor, který přidáte do směrovače nebo přepínače; víceportové přepínače jsou plné přepínače, které již mají injektor PoE zabudovaný.

Je vidět, že díky napájení přes Ethernet je instalace bezpečnostních IP kamer levnější a mnohem jednodušší, protože nemusíte investovat čas a peníze do spousty různých kabelů.

Tajemství je vlastně uvnitř kabelu Ethernet.

Uvnitř tohoto kabelu vidíte, že máme všechny tyto kroucená dvojice vodičů, kterým se kreativně říká… kroucené páry. Máme čtyři z nich, celkem osm kabelů. Pro naše účely zde PoE používá dva z těchto párů pro přenos dat a dva z těchto párů pro přenos napájení.

Tyto standardy PoE IEEE 802.3af (PoE) a 802.3at (PoE+) používají dva krocené páry pro napájení a dva pro data. Ve skutečnosti existuje novější standard PoE, který používá všechny čtyři kroucené páry pro napájení i data, což jim umožňuje přenášet výkon při vyšších výkonech: IEEE 802.3bt. Prodáváme jeden čtyřportový přepínač, který je schopen přenášet výkon podle tohoto standardu bt. Ale většinou je výstup pro 802.3bt výkonnější než to, co potřebujeme pro video dohled, a to i pro většinu obřích, energeticky náročných PTZ. Takže většina zařízení IPCamPower PoE používá pouze tyto dva páry pod napětím.

To vše díky konstrukci ethernetového kabelu, že můžeme tyto vnitřní kabely použít pro více účelů.

Přehled přepínačů IPCamPower PoE

Podívejme se blíže na jeden z těchto přepínačů. Jedná se o náš 8portový přepínač PoE. Ale vím, co si myslíte. Počkejte chvíli. Ten přepínač má deset portů. Proč se jmenuje osmiportový přepínač?“

To je dobrá otázka a správná připomínka. Je zde deset portů. Ale je tu jen 8 portů PoE. Další dva porty na konci jsou bez napájení, což znamená, že jimi nebudete moci napájet kamery. Jedná se o tzv. uplink porty, které slouží k připojení přepínače k dalším síťovým zařízením. Jeden z nich využijete například k připojení přepínače k síti nebo ke směrovači. Jeden z portů uplink můžete také použít k připojení vašeho rekordéru NVR, který může, ale nemusí mít v zadní části zabudovaný přepínač PoE.

Zbylých osm portů je plně dimenzováno pro PoE a mohou produkovat buď 802.3af, nebo 802.3at.

Jaký je rozdíl mezi IEEE 802.3af a 802.3at?

Rozdíl mezi af a at souvisí s množstvím přenášeného výkonu. Standard 802.3af je standardní PoE a může přenášet až 15 wattů výkonu. Standard 802.3at je PoE+ a může přenášet až 30 wattů výkonu. Standard 802.3ab je PoE++ a může přenášet výkon 60 W a více. Ale PoE+ je pro většinu scénářů videodohledu naprosto dostačující.

IPCamPower PoE Switch Watt Budgets

Protože tedy tyto porty podporují jak PoE, tak PoE+, znamená to, že každý jednotlivý port tohoto přepínače může v případě potřeby vyvést až 30 Wattů. Celkový výkon, který může tento přepínač vydat, je však 130 W.

Pokud sledujete a počítáte, zjistíte, že 8 portů krát 30 W znamená, že by měl být celkový rozpočet 240 W pro celý systém. Jde však o to, že ne všechny vaše kamery budou potřebovat plných 30 W. Většina standardních kamer s pevným objektivem si vezme jen 6 nebo maximálně 7 W výkonu. Dokonce i tento obří PTZ s 33násobným zoomem si vezme pouze 16 W energie. Můžete připojit 8 těchto masivních kamer, a přesto nevyčerpáte systém na maximum.

Existují některé větší kamery, které spotřebují více energie, až 20 a dokonce 30 W. Ale nebudete stavět celý systém z těchto masivních, energeticky náročných kamer. Takže pro většinu aplikací videodohledu se nebudete muset obávat překročit oněch 130 W.

Podívejte se na níže uvedenou tabulku, kde najdete rozpis všech našich přepínačů PoE s množstvím energie, které může každý port přenést, spolu s celkovým rozpočtem energie pro přepínač. Získáte tak dobrou představu o tom, s jakým výkonem budete pracovat v závislosti na velikosti vašeho systému.

Omezení napájení přes Ethernet

Povíme si něco o omezeních PoE, a vlastně s Ethernetem obecně. Datové signály přenášíme pouze dvěma kroucenými páry. Když tyto signály cestují na velké vzdálenosti, kvůli odporu nakonec přenášíme stále méně dat. Naše síťové datové signály mohou tímto kabelem obvykle procházet jen asi 300 stop, takže pouze s přepínačem PoE a ethernetovým kabelem nebudete moci položit kabelové trasy delší než 300 stop.

Existuje však několik způsobů, jak vám IPCamPower pomůže tato omezení obejít. První z nich je integrován přímo v tomto přepínači.

Překonání omezení PoE pomocí „Extend Mode“

Stále jsem nemluvil o tomto malém přepínači zde na přepínači. Nuže, tento přepínač na přepínači přepíná maximální možnosti vzdálenosti přepínače ze standardní na rozšířenou. Když je přepínač v režimu prodloužení, můžete prodloužit vedení ethernetového kabelu až na 800 stop!

Jak to funguje? Kouzlo. Ale slovy Rampelníka z oblíbeného seriálu stanice ABC Bylo nás pět, všechna kouzla mají svou cenu. A cena této magie? Rychlost sítě.

Ve standardním režimu je všech osm portů schopno přenášet data rychlostí 100 Mb/s. Když zapnete rozšířený režim, můžete z kabelového vedení dostat mnohem větší vzdálenost, ale tato maximální rychlost klesne ze 100 Mb/s na 10 Mb/s.

To může znít jako drastický pokles rychlosti, a také je, ale většinou si toho ani nevšimnete. Pokud se podíváte do našich průvodců nápovědou pro nastavení videa ve fotoaparátu, zjistíte, že i u 8Mpx fotoaparátů s rozlišením 4K ultra HD je doporučená přenosová rychlost něco málo přes 8 Mb/s. Pokud tedy nemáte k přepínači připojeno několik 12MP kamer, tento pokles rychlosti se vás pravděpodobně nedotkne.

Pokud máte k přepínači připojena další zařízení, například počítač, který využívá velké množství dat, pak s tímto poklesem rychlosti budete mít větší problémy.

Ale pokud se jedná pouze o sledování videa, klidně přepněte přepínač, pokud potřebujete jít dál než 300 stop. Nepoznáte velký dopad na váš systém.

Je důležité poznamenat, že ne všechny naše přepínače IPCamPower mají tento režim prodloužení. Máme dva z nich, 8portový a 24portový. V tabulce výše je poznáte podle čísel modelů EXAF.

Pokud si pořídíte 24portový, který je dodáván s režimem rozšíření, mějte na paměti, že pouze posledních osm portů, tedy porty 17 až 24, jsou schopny tohoto zvýšení vzdálenosti. Prvních 16 portů je k dispozici pouze v tomto standardním režimu s rychlostí až 100 Mb/s a vzdáleností do přibližně 300 stop.

A co když potřebujete vést kabel dál než 300 stop, ale nemáte žádný z těchto přepínačů, které jsou dodávány s režimem prodloužení? I tato omezení délky můžete obejít pomocí extenderu PoE.

Překonání omezení PoE pomocí extenderu PoE

Extender PoE je v podstatě dvouportový přepínač, který přijímá vstup PoE a vyvede PoE do těchto dvou portů. Umístěte jeden z nich těsně před onu značku 300′ a můžete své kabelové trasy prodloužit o dalších 300′.

Potřebujete jít dál? Zřetězte až dva z těchto kabelů a dosáhněte 900′. Nedoporučujeme používat více než dva. Poté začnete zaznamenávat docela výrazné ztráty dat.

Jednou ze skvělých vlastností těchto prodlužovačů je, že nemusí být připojeny ke zdroji napájení. Jednoduše přebírají tento vstup PoE a vyvedou jej na výstup. Mějte na paměti, že na výstupu je pouze 15 W výkonu, a to podle standardu PoE IEEE 208.3af. I když budete mít vstup PoE+ ve standardu 208.3at, stále bude vyzařovat 15 W.

Máme jeden z těchto extenderů, který zvládne rychlost až 1 Gb, pro případ, že byste jej používali pro úkoly nesouvisející s PoE. Ale pro sledování videa se na tyto rychlosti stejně nedostaneme.

Další skvělou vlastností těchto extenderů je možnost rozdělení. Protože je k dispozici jeden vstup PoE a dva výstupy PoE, můžete na místě instalace rozdělit kabel PoE na dva. Představte si ty možnosti! Pokud musíte nainstalovat dvě kamery na stejné obecné místo, můžete nyní vést jeden jediný ethernetový kabel z přepínače PoE do místa instalace. Pak pomocí tohoto extenderu jednoduše rozdělíte vstup PoE na dva a nyní můžete instalovat dvě kamery, aniž byste museli vést více ethernetových kabelů!

Takže to vidíte, existuje několik různých způsobů, jak překonat tyto požadavky na vzdálenost a vést extra dlouhé kabelové trasy při zachování úžasných výhod PoE.

Existuje ještě jeden způsob, jak získat delší kabelové trasy PoE pomocí rádií ubiquiti. Ale to je téma na jiný příspěvek na blogu. (Pokud vás to zajímá, nezapomeňte se přihlásit k odběru našeho newsletteru, abyste o něj nepřišli!)

Pokračujme a uzavřeme tento příspěvek dvěma otázkami.

Měl bych používat PoE?

Absolutně, o tom není pochyb. Měli byste používat PoE. Znovu opakuji, je rok 2020, není důvod, proč byste měli ke všem bezpečnostním kamerám stále vést dva kabely. Jeden ethernetový kabel, dvě funkce. Power. Síť. Je to efektivní. Pracujte chytřeji, ne složitěji, používejte PoE.

Měl bych používat produkty IPCamPower?

Existuje několik různých scénářů, ve kterých vám může IPCamPower pomoci.

Instalace jedné kamery

Pokud máte pouze jednu samostatnou bezpečnostní kameru, určitě byste mohli využít jeden z těchto jednoportových injektorů. V nabídce máme injektor PoE a injektor PoE+. Zkontrolujte specifikace své kamery, ale pravděpodobně budete potřebovat pouze 15W injektor PoE. Pokud napájíte větší kameru, například PTZ náročnou na napájení, máme možnost PoE+.

Malé systémy

Pokud máte malý monitorovací systém s NVR, můžete, ale nemusíte potřebovat přepínač PoE. Důvodem je, že je velká pravděpodobnost, že váš NVR je dodáván s přepínačem PoE v zadní části, takže můžete jednoduše vést ethernetové kabely k vašemu NVR a říkat, že je to dobré. Pokud však váš NVR nemá vzadu přepínač PoE, budete k napájení systému potřebovat jeden z těchto přepínačů IPCamPower.

Pokud váš NVR má vzadu přepínač PoE, ale potřebujete vést kabely delší než 300 stop, pak si určitě budete chtít pořídit některý z těchto prodlužovačů IPCamPower PoE. Mohou být skutečnou záchranou!

Velké systémy

Pokud máte několik bezpečnostních kamer, například v komerčním prostředí, určitě se vám bude hodit některý z těchto přepínačů PoE. Ty vám mohou hodně pomoci. Opět máme v nabídce přepínače se 4, 8, 16, 24 a 48 porty. Díky těmto uplink portům je můžete zřetězit a napájet celý systém kamer pouze pomocí ethernetových kabelů. Tyto produkty používáme ve společnosti Nelly’s Security k napájení všech našich kamer a nemůžeme je dostatečně doporučit.

Teď co?