PoE-коммутаторы. Коммутатор с технологией Power over Ethernet
PoE (Power over Ethernet) коммутатор — коммутатор, использующий технологию передачи данных и питания по одним и тем же проводам, с использованием витой пары. Коммутаторы необходимы для соединения нескольких узлов компьютерной сети.
Вот так выглядит POE коммутатор, его еще называют switch (свитч)
Компьютеры подключаются с помощью Ethernet кабеля к коммутатору. Это устройство может принимать и передавать данные, определяя их источник и получателя и передавая пакеты информации только тем узлам в сети, которым они предназначены. Для этого коммутаторы используют таблицы коммутации — схемы соответствия MAC-адреса компьютера в сети порту коммутатора. Только что включенный коммутатор имеет пустую таблицу. Передавая данные по сети, он анализирует MAC-адреса посылающего устройства и заносит их в таблицу, расположенную в ассоциативной памяти. Если затем на устройство поступят данные, назначенные компьютеру, MAC-адрес которого есть в таблице, коммутатор отправит сигнал только через порт, ассоциированный с данным узлом. Преимуществами коммутаторов является высокая скорость их работы, в отличие от концентраторов.
Использование коммутаторов для видеонаблюдения
Сетевое видеонаблюдение применяется для организации видеонаблюдения посредством использования компьютерных сетей, позволяющих передавать данные в любую точку мира.
Регистрация визуального сигнала осуществляется посредством IP-камер, которые передают оцифрованные данные по сетям с использованием протокола IP. Коммутаторы обеспечивают дополнительную функциональность систем наблюдения. Несколько камер системы видеонаблюдения могут быть подключены к коммутатору, который распределяет потоки цифровых данных между выходными устройствами: компьютерами, видеосерверами, мониторами и пр.
Самые современные системы видеонаблюдения используют управляемые коммутаторы, имеющий интерфейс для настройки поведения устройств в зависимости от поступающих на них сигналов, передачи информации в случае срабатывания датчиков тревоги на определенные узлы сети и т.п.
Технология PoE и видеокоммутаторы
В последнее время технология стала широко использоваться для организации систем цифрового видеонаблюдения.
Преимущества PoE:
- Упрощение электросистемы: отсутствие большого количества питающих кабелей, протянутых ко всем устройствам.
- Безопасность: PoE коммутаторы преобразуют напряжение 220В в необходимое для питания камер, обычно 12В.
- Увеличение дальности до питаемого устройства.
- Возможность выключения / перезагрузки устройств в системе удаленно.
- Возможность развернутого управления устройствами в сети.
Видеокамеры, поддерживающие PoE, могут питаться через Ethernet кабель. Коммутатор для видеонаблюдения, включенный в электрическую сеть, преобразует переменный ток в постоянный нужной мощности. Ту же функцию может выполнять PoE инжектор, подключаемый к коммутатору или напрямую к розетке.
Схема PoE инжектора
Типичный инжектор POE: разъем для подключения блока питания, разъем для подключения линии LAN и для передачи сигнала к камере, уже с питанием по POE
Типичный инжектор имеет два порта: к POE подключается устройство, поддерживающее технологию, к LAN — компьютер / коммутатор / роутер.
Схема подключения инжектора в систему
На рисунке выше видно, что в один коммутатор, в зависимости от количества портов, может быть включено несколько устройств, питающихся по технологии Power over Ethernet. Для оборудования, не поддерживающего PoE, можно применять сплиттеры, преобразующие Ethernet сигнал в поток цифровых данных и электрическую питающую компоненту.
Популярные модели PoE видеокоммутаторов
Сигранд
Компания производит продукцию для систем видеонаблюдения: IP-камеры, коммутаторы (в том числе с PoE), прожекторы PoE и пр. В серии SG-1 модели имеют 6 Ethernet портов, дают мощность до 60 В. Интересность оборудования Sigrand’а в том, что оборудование можно подсоединять последовательно в одну линию. Это экономит средства и уменьшает затраты на расходные материалы.
Схематика построения сети на базе оборудования Sigrand
Внешний вид Sigrand POE switch
Построение и тестирование сети перед началом монтажа
Raisecom
Бренд предоставляет широкий выбор различного оборудования и коммутаторов, которые можно использовать в системах видеонаблюдения. Коммутаторы серии ISCOM отличаются большим количеством портов и возможностью удаленного управления.
Оборудование RAISCOM можно интегрировать по-разному
Cisco
Компания имеет большой выбор коммутаторов, которые могут применять в промышленности. Устройства отличаются компактными размерами, энергоэффективны, программируемы. Для программирования используется продуманный API. Cisco довольно распространенный бренд, в каталоге которого есть высококачественное оборудования для промышленного применения. У компании сильно завышено качество, а цена как вы знаете всегда зависит от этого показателя.
Есть много различных других брендов, которые ничем не хуже и не лучше (хотя, как посмотреть). Выбор лучше делать по техническим характеристикам, внешнему виду, способа монтажа и места размещения, а также по цене. Еще я бы рекомендовал пользоваться отзывами.
В следующей статье поговорим о POE инжекторах: чем они отличаются от POE коммутаторов, в чем преимущество и недостаток.
Все находящиеся в продаже коммутаторы делятся на Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Параметр, обязательный к учету при выборе. Это характеристика полосы пропускания: Fast Ethernet - 10/100 Мбит/с, Gigabit Ethernet - 10/100/1000 Мбит/с.
Симметричные и асимметричные коммутаторы
Симметрия и асимметрия характеризуют сетевой коммутатор по ширине полосы пропускания каждого порта. Симметричный коммутатор соединяет порты с одинаковой полосой пропускания - 10 Мбит/с, 100 Мбит/с или 1000 Мбит/с. Ассиметричный свитч соединяет порты с разной полосой пропускания - 10 Мбит/с с 100 Мбит/с, 100 Мбит/с с 1000 Мбит/с. Такие устройства применяют, когда есть большие сетевые потоки «клиент - сервер»: пользователи одновременно обмениваются данными с сервером, а это требует широкой полосы пропускания для порта. При направлении потока с порта 100 Мбит/с на порт 10 Мбит/с коммутатор использует буфер памяти, чтобы избежать перегрузки. Объем буфера памяти - важный критерий выбора.
Неуправляемые и управляемые PoE коммутаторы
Неуправляемый коммутатор проще в применении - готов к установке «из коробки», его не нужно настраивать. Идеален для типовых систем. В управляемом коммутаторе доступна тонкая настройка множества параметров. Устройства предназначены для решения сложных задач, построения разветвленных больших систем, включающих разное по техническим характеристикам оборудование. Современный PoE-коммутатор - полноценный элемент комплексной системы безопасности.
Само название «PoE-коммутатор» говорит о том, что прибор выполняет коммуникативные задачи и попутно раздает энергию. Но соединение несколько узлов в сеть и питание устройств по витой паре далеко не все функции. PoE-коммутаторы по функциональности не уступают сетевым, на борту:
- Настройка пропускной способности каждого порта.
- Резервирование полосы пропускания для приложений.
- Приоритизация трафика.
- Статическая маршрутизация.
- Защита от сетевого шторма.
- Зеркалирование портов.
- Агрегирование.
- Поддержка SSL и SSH шифрования.
- Обнаружение петель в сети с дальнейшими изолированием порта и диагностикой кабеля.
- Количественное ограничение изучаемых mac-адресов.
- Список доступа и тому подобное.
Означенные функции в большинстве своем присутствуют и в неуправляемых моделях, но в них нет возможности настройки (нужна она не всегда - зависит от задач).
Напряжение
На выходе PoE-коммутатор выдает 48 В. Напряжение питаемого устройства - 12 В. Это связано с неизбежными электрическими потерями при передаче по длинным кабелям. Таким образом до потребителей энергии доходит нужное ее количество, чего не произошло бы, будь на выходе коммутатора 12 В. Когда расстояние между устройствами небольшое, потери минимальны. На такой случай каждый конечный прибор оснащен преобразователем, адаптирующим уровень напряжения, а в продаже есть коммутаторы, работающие в нескольких режимах.
Количество портов
Количество портов - неоднозначная характеристика. 4-портовый, 8-портовый, 16-портовый, 24-портовый - принятые названия, не говорящие о количестве разъемов с поддержкой PoE. Когда нужно подключить к коммутатору 8 камер видеонаблюдения, требуется 8 PoE-портов, но по факту портов больше как минимум на один: помимо RJ-45 с PoE, есть еще Ethernet без поддержки PoE, SFP, комбинированные. Покупая коммутатор, учитывайте, что для 4 приборов нужно именно 4 PoE-порта, для 16 - 16. 4, 8, 24, 48 - международный стандарт. 16 портов - российское изобретение. Ориентированные на решение задач клиента производители выпускают коммутаторы с 2, 5, 6, 7, 9, 10 и более портами с поддержкой PoE.
Бюджет PoE
Бюджет PoE - характеристика каждого порта и их совокупности. Обратите внимание: бюджет каждого порта по отдельности выше, чем бюджет того же порта, но при максимальной нагрузке (задействовании всех разъемов). Пример: порт с бюджетом 15 Вт, всего - 8 портов, общий бюджет - 100 Вт. При перерасходе энергия не подается на один из портов - согласно заданной (вручную или предусмотренной производителем) очередности. Покупая PoE-коммутатор, следует отталкиваться от общего бюджета PoE.
У нас можно купить PoE-коммутаторы Netis, Osnovo, TP-Link, Hikvision, Trassir, Hikvision. Продукция Trassir нашего производства, остальная - партнеров. В продаже Netis, Osnovo, TP-Link, Hikvision по ценам производителей.
Power over Ethernet (PoE) - это специальная технология, при помощи которой передается электрическая энергия для питания устройства вместе с данными посредством одного и того же кабеля для связи с сетью Ethernet.
Преимущества питания PoE
Благодаря данной технологии у пользователя отпадает необходимость в расположении устройства в непосредственной близости от источника электрической энергии и прокладывания дополнительной электрической проводки, в связи с чем значительно расширяется зона размещения и этого устройства и существенно уменьшаются затраты при его установке. Таким образом, питание PoE обеспечивает высокую эргономичность рабочей обстановки , учитывая разгруженность помещения от дополнительных переходников и связок с проводами, а также является экономически выгодным для заказчика по причине отсутствия внеплановых расходов, связанных с монтажом новых источников электричества.
И в самом деле, в помещениях с большим количеством разноцелевой техники бывает очень трудно обеспечить электроэнергией каждое из устройств. Такие мобильные приборы, как камеры видеонаблюдения, персональные компьютеры, беспроводные точки доступа и IP-телефоны, предполагают установку в местах, зачастую удаленных от розеток, а также иногда требуют перемещения. Оптимальным решением данной проблемы станет коммутатор, оснащенный технологией PoE, который предоставит питание PoE-совместимых устройств.
Основные сведения об установке
Для того, чтобы установить PoE питание от коммутатора к нужному прибору, необходимо подсоединить специальный PoE инжектор одновременно к порту коммутатора и к источнику электрического питания. Зачастую коммутаторы подобного типа выпускаются со встроенными инжекторами, что значительно упрощает установку и настройку технического оборудования, подключаемого к портам данных коммутаторов. Основным преимуществом встроенного PoE инжектора является наличие у коммутатора сразу нескольких портов PoE, в связи с чем данный способ питания становится возможным уже не для одного, а для целого ряда приборов.
Вопрос мощности постоянного тока технологии в PoE
Бытует мнение, что мощность постоянного тока, предоставляемая посредством питания PoE, по своей природе менее эффективна, нежели при переменном токе, из-за более низкого напряжения. Разберемся в этом утверждении. Типичный 48 портовый PoE коммутатор, поддерживающий технологию Power over Ethernet, имеет блок питания мощностью от 50 Вт до 80 Вт. Сверх этого требуется, как правило, источник питания мощностью 740 Вт (для стандарта IEEE 802.3af) или 1480 Вт (для стандарта IEEE 802.3at), предназначенный исключительно для портов PoE . Изначально использование длинного кабеля может показаться неэффективным. Однако там, где данное централизованное питание заменяет одновременно несколько источников переменного тока, а также предотвращает дорогостоящие вмешательства человека (установки электрической проводки), потери мощности из-за длинного кабеля постоянного тока могут быть полностью оправданны. С каждым годом производители, руководствуясь самыми современными требованиями рынка высоких технологий, создают все более мощные и многофункциональные модели коммутаторов. Ведущими компаниями-производителями являются торговые марки Cisco и Hewlett&Packard .
PoE коммутаторы Cisco
Продукция марки Cisco занимает лидирующие позиции среди покупателей, отличаясь непревзойденными передовыми техническими характеристиками, в том числе высокой производительностью и максимальной пропускной способностью. Рассмотрим коммутаторы, поддерживающие стандарты PoE или PoE+ торговой марки Cisco. Это некоторые из коммутаторов серий Catalyst 2960, 2960-Plus, 2960-S, 2960-SF, 2960-X, 3560, 3560-E, 3560-X, 3650, 3750, 3750-E, 3750-X, 3850 и 4500. Для того, чтобы определить, какой из стандартов – PoE или PoE+ – поддерживает конкретный коммутатор, необходимо общую мощность (Aviable PoE Power), подаваемую данным коммутатором, разделить на количество его портов (24 или 48). Если в результате мы получаем величину, равную 7-ми, то коммутатор поддерживает стандарт PoE, а если 15,4 – PoE+. При подборе коммутатора Вы можете не разбираться во всех этих деталях, а просто обратиться на ВТК связь, и наш квалифицированный технический специалист поможет Вам с выбором, объяснит все отличия разных коммутаторов и объяснит все непонятные моменты. Помимо предоставления питания посредством технологии PoE, подобные коммутаторы способны предложить гибкий интерфейс, превосходную защиту от несанкционированного сетевого доступа, а также услуги по планированию трафика.Видеокамеры и видеорегистраторы, подключенные к различным сетевым коммутатором c POE и без, роутерам, крепко обосновались на рынке систем видеонаблюдения. О повсеместном переходе на цифровое оборудование говорить пока преждевременно. Однако тенденция к последовательному завоеванию рынка и вытеснению координатно-матричных структур просматривается уже в течение последних пяти лет.
В соответствующей отрасли торговли появились компании-изготовители, которые специализируются только на устройствах видеонаблюдения, работающих через интернет. В свою очередь увеличилась востребованность в профильном оборудовании для создания стабильности функционирования системы.
Нередко можно столкнуться с точкой зрения, заключающейся в том, что устройства ip видеонаблюдения, подключенные к всемирной паутине, можно присоединить к уже функционирующей сети организации, что дает гарантию экономии расходов на установку. Вместе с тем на практике эффективность работы подобной системы не отличается высоким качеством. Типичные сетевые устройства не могут осилить увеличившуюся на них нагрузку. В результате возникают неполадки не только в функционировании устройств видеонаблюдения, но и всей сети предприятия.
По этой причине следует заострить внимание на сетевых коммутаторах для систем видеонаблюдения, так как на эти устройства, накладывается главная нагрузка по перенаправлению массива информации.
Коммутатор для видеонаблюдения — что это?
В структурах видеослежения с Internet Protocol нередко применяют стандартные сетевые переключатели, более знаменитые как коммутаторы. Их также называют свитчи (от англ. «switch»). Такие устройства создают объединение связующих элементов местной сети. В ходе функционирования коммутатор производит анализ МАС адресов всего присоединенного оборудования и создает особую таблицу соответствия входов, что дает возможность ограничить передачу информации локальной сетью.
В ходе разработки структуры видеоконтроля, подключенного к сети Интернет, внимание заостряется на сочетании технических параметров свитча монтируемым устройствам видеонаблюдения и общим требованиям к функционированию системы.
Пропускная способность коммутатора
Каждый сетевой коммутатор для видеонаблюдения наделен определенными возможностями по обработке информации. Другими словами, это реальная величина сведений, которую устройства способны обработать за тот или иной промежуток времени. Кроме того, также берется в расчет способность обрабатывать данные каждого разъема. Наиболее часто встречающиеся показатели десять – сто мегабит в секунду и один гигабит в секунду.
Необходимо иметь в виду, что нередко общая способность обработки массива данных коммутатора может оказаться меньше, чем объединенное значение всех входов. Если такое устройство установить в полном объеме, то структура не способна функционировать в надлежащем качестве. В частности, пользователь будет сталкиваться с торможением видеосъемки. Кроме того, время от времени будет пропадать сигнал.
Количество LAN портов
Данная характеристика коммутатора отражает предельное число присоединяемых устройств видеонаблюдения или других сетевых компонентов. Для домашнего видеоконтроля нередко применяют свитчи с маленьким числом входов (от 4). Для специализированных структур эксплуатируется оборудование с восемью, шестнадцатью или двадцатью четырьмя разъемами. Принимая во внимание число входов, необходимо иметь в виду сочетаемость общей способности обрабатывать информацию за единицу времени.
Степень защиты
Равно как и устройства видеонаблюдения с Internet Protocol, коммутаторы могут разрабатываться для внешних (уличных) и внутренних сетей видеоконтроля. Свичи для наружного использования должны давать гарантию функционирования вне зависимости от погодных условий. По этой причине устройства изготавливаются в оболочках усиленной стойкости с уровнем защиты не меньше IP66.
Для структур, монтируемых внутри зданий, применяется коммутаторы для устройств видеослежения в обыкновенном изготовлении. Широко распространены портативные устройства, которые можно установить на DIN рейку. Но для них характерно небольшое число разъемов.
Коммутатор с технологией Power over Ethernet
Присутствие Power over Ethernet значительно облегчает установку структуры видеоконтроля, поскольку питание направляется по обычному сетевому кабелю (). Нужно отметить, что коммутатор с POE применяется вместе с устройствами видеонаблюдения, которые поддерживают данную опцию (это в обязательном порядке находит свое отражение в технических параметрах).
Специфика переключателей с Power over Ethernet
PoE представляет собой технологию для организации информационного канала совместно с питанием для ip видеокамер с помощью обыкновенного Ethernet соединения. Принимая во внимание трудность установки ip структур видеоконтроля питание и передача изображения по единому проводу – самый лучший вариант. По этой причине нередко опытные пользователи отдают приоритет устройствам с Power over Ethernet.
Максимальное расстояние передачи видеосигнала ip видеокамеры по витой паре без использования дополнительных устройств 100 метров. При этом стоит отметить, что запитывать камеру на таком расстоянии необходимо непосредственно возле видеокамеры. POE Коммутатор позволяет передавать и сигнал и напряжение по одному кабелю на расстояние до 150 метров.
POE коммутатор это отличное решение в сфере ip видеонаблюдения в 99 % случаев, за исключением (тот самый 1 %) когда например, нынешние камеры с панорамированием, зумом и ptz управлением с мощностью примерно в девяносто Ватт не способны функционировать без прокладки лишнего кабеля питания, т.к. обычных двадцати пяти Ватт Power over Ethernet коммутатора определенно не хватит.
Но в последние годы фирмы-изготовители создают профильные решения с увеличенной мощностью, что дает возможность применять довольно мощные устройства видеоконтроля с , а также питать дополнительные устройства (такие, как инфракрасные осветители). Но слишком полагаться на них не следует. В любой ситуации необходимо скрупулезно вычислить потребляемую структурой мощность, соотнеся ее со способностями переключателя.
UPLINK
Коммутатор с poe имеет не только определенное количество Power over Ethernet портов, но и порт uplink благодаря которому устройство можно объединить с различными сетевыми компонентами: роутерами, компьютерами, видеорегистраторами и т.д.
На видео: Выбор коммутатора для видеонаблюдения
Что такое PoE?
Аббревиатура PoE расшифровывается как "Power over Ethernet" (питание по сети Ethernet). Но реализация технологии намного сложнее, чем при помощи кабеля с вилкой для электросети на одном конце и разъемом RJ-45 на другом, как на юмористической картинке в начале статьи. Такое простое воплощение попросту невозможно, так как большинство электронных устройств работают не на переменном, а на постоянном токе низкого напряжения: 12V, 24V, 48V и т. д. Поэтому в сети обязательно должны присутствовать устройства, выполняющие, в том числе, функции понижающего трансформатора и выпрямителя.
В сетевом кабеле (витой паре) с подключением по стандарту 100BASE-T (Fast Ethernet, 100 Мбит/с) данные передаются только по 2 парам, а остальные 2 пары остаются свободными. Однажды кто-то очень сообразительный придумал использовать эти свободные жилы для подачи электропитания на устройства. По одному LAN-кабелю техника получает и данные, и электричество. Очень удобно для тех случаев, когда оборудование нужно установить на крыше, на мачте, во дворе частного дома, то есть в тех местах, куда подводить отдельный кабель с электропитанием проблемно или дорого.
Позднее возник другой вариант - подавать ток по тем же жилам, что и информацию. Это позволило применить технологию в сетях Gigabit Ethernet, 10/100/1000 Мбит/сек, где все 4 пары задействованы в передаче информации. Питание и данные передаются на разных физических уровнях, поэтому не мешают друг другу.
Устройства PoE
В рамках технологии различают 3 вида устройств:
PoE-потребители (PD)
PoE-сплиттеры
Предназначены для организации удаленного питания в сети, если конечное устройство, которое необходимо запитать, не поддерживает технологию PoE. Сплиттеры действуют обратно адаптерам PoE: поступающие к ним по одному кабелю (витой паре) электропитание и данные они разделяют на два кабеля: отдельно электричество, отдельно данные.
PoE-сплиттер также может конструктивно представлять собой блок или шнур.
PoE конвертеры
При строительстве линков может возникнуть ситуация, когда источник и потребитель PoE работают с разным напряжением, разными стандартами. Для этих случаев существует такая группа устройств, как PoE-конвертеры.
Как с помощью PoE организовать подачу питания по витой паре
Варианты подключения с использованием разных типов устройств по технологии PoE наглядно иллюстрируются этой картинкой со схемами:
Что важно знать для правильного подключения
Вот мы купили какой-то PoE-адаптер, подключили его к Ethernet и электросети, подсоединили LAN-кабель от него в точку доступа, которую хотели запитать. Кажется, просто.
