Варианты построения IP сетей на большие расстояния, организация питания видеокамер по РоЕ

Данная статья будет полезна специалистам, переходящим от аналоговых решений к цифровым. Для визуального восприятия материала некоторые рисунки взяты из Интернета.

При всей простоте предлагаемых рынком IP решений существует определенное требования при подключения к сети Интернет – это максимальное расстояние от узла сети передачи данных до абонентского устройства не должно превышать 100 м. Данное условие необходимо соблюдать при построении сетей IP видеонаблюдения.

На рисунке ниже представлено стандартное решение IP системы удовлетворяющее выше указанным требованиям.

Варианты построения IP сети

Довольно часто при построении сети возникает необходимость установки IP камер на большие расстояния от сервера и желательно, с подачей питания к камере по РоЕ. Для решения этих задач существует три варианта, каждый из которых будет зависеть от удаленности видеокамеры:

• использование дополнительных компонентов сети, позволяющих передать видеоизображение и питание камеры на расстояние более 100 м по витой паре;
• прокладка оптико-волоконного кабеля;
• использование существующей сети Интернет.

В зависимости от технических условий объекта и решаемых задач выбирается одно или несколько решений одновременно. При выборе решения необходимо так же учитывать потребляемую мощность оконечных устройств: видеокамеры (+ кожух), мощность РоЕ устройства и потери мощности в линии связи.

Сделаем небольшое отступление и остановимся подробнее на технологии РоЕ.

Power over Ethernet - это технология подачи электропитания через Ethernet к оконечным сетевым устройствам, которые для своей работы требуют и канала передачи данных, и источника питания. Это могут быть сетевые коммутаторы Ethernet, беспроводные точки доступа, IP-камеры и т. п. Преимущество технологии PoE состоит в том, что она использует только один комплект проводов как для передачи данных, так и для подачи питания. Текущий стандарт IEEE802.3af для питания оборудования через Ethernet, был официально утвержден в 2003 году.

Это позволяет снизить затраты времени на инсталляцию и сэкономить средства на стоимости силовых кабелей и других компонентов. Одна из главных особенностей РоЕ — возможность ее применения не только при организации новых сетей, но и при модификации уже существующих. Чаще всего при модернизации сети требуется установка активного конечного оборудования именно там, где поблизости нет источника питания, а электропроводка отсутствует. Благодаря РоЕ-технологии WiFi точку доступа, например, можно устанавливать в местах наилучшего приема сигнала, а IP-камеру монтировать в любом удобном для обзора месте.

С расширением применения PoE технологии потребность в более высокой мощности постоянно возросло и были утверждены несколько новых стандартов с различным уровнем мощности на один порт: IEEE802.3af (15.4W), IEEE802.3at PoE Plus (30W), Ультра PoE (60-80W), Mega PoE (95W).

Новый стандарт IEEE802.3at отличается от IEEE802.3af тем, что для увеличения передаваемой по сети мощности дополнительно используются две свободные пары кабеля 4-5 и 7-8.

Рассмотрим несколько вариантов построения протяженных сетей с использованием дополнительного оборудования различных производителей:

1. Установка одноканальных репитеров

Максимальная длина сегмента в сети 100Base-T составляет 100 м. Репитер PoE позволяет увеличить длину линии до оконечных сетевых устройств путём последовательного соединения сегментов. Репитер PoE восстанавливает двусторонний поток данных и передаёт напряжение питания следующему за ним устройству.

2. Применение одноканальных регенераторов, работающих по технологии SHDSL

Подключение IP-камеры к информационной сети на большом расстоянии производится через SHDSL интерфейс с использованием регенератора. Скорость в линии достигает 15296 кбит/c по одной паре. Питание камеры осуществляется дистанционно от SHDSL модуля. На линии может быть установлено до 3 регенераторов, питаемых со стороны базовой платформы SG-17R.

3. Удаленное подключение IP-камеры с подачей дистанционного питания по технологии PoDSL через SHDSL соединение с использованием регенератора

Подключение группы IP-камеры к информационной сети производится через Ethernet интерфейс. IP-камеры имеют встроенный Ethernet-коммутатор на два порта, что позволяет в целях оптимизации прокладки кабеля организовать их подключение «цепочкой» в режиме транзитного питания от одного порта Ethernet. Максимальное количество подключаемых камер при длине сегмента между устройствами 100 метров – до 5 штук.

4. Использование устройства представляющие собой модемы/ конвертеры, выполненные по технологии VDSL2

Данные изделия предназначены для организации систем IP-видеонаблюдения на удаленных объектах, то есть для передачи данных с IP-камер на расстояния более 100 м по двухпроводной медной линии (витой паре) или коаксиальному кабелю. Конвертеры имеют 1 или 4 порта Ethernet для подключения IP-камер и работают на дистанции до 1,7 км. Часто такие устройства называют Ethernet Extender.

5. Применение 1-канальных РоЕ инжекторов и сплиттеров мощностью 15W Инжектор вводит питание в UTP кабель, а сплиттер выделяет его и подает на видеокамеру.

Многие IP-видеокамеры с питанием по РОЕ уже содержат встроенный сплиттер. Это упрощает подключение, так как для подключения потребуется только инжектор. Если блок питания совмещен с инжектором, то для питания IP камеры без функции РоЕ, потребуется только сплиттер.

6. Применение новой технологии «PoE Extender» позволяющей передавать данные и питание высокой мощности на сверхдальние расстояния

Эту функцию выполняет изделие под названием «Power Reach» или просто - РоЕ удлинитель.Технология PoE Extender совместима не только со стандартным протоколом Ethernet и PoE IEEE802.3af/at , но также может осуществлять передачу питания до 60W до 500м с поддержанием скорости 100 Mбит/с.

При каскадировании PoE удлинителей, можно увеличить дальность передачи РоЕ до 2 км., но при этом мощность в конце лини составит 3-5 ватт, а скорость передачи данных останется неизменной 100Мбит/с.

Вариант применения PoE удлинителей при построении протяженных сетей:

Вариант установки РоЕ удлинителя непосредственно в кожух. Полученной мощности 60W вполне будет достаточно для питания видеокамеры, обогрева кожуха, а в некоторых случаях и ИК подсветки.

Приведенный в статье перечень оборудования, предназначенного для передачи видео на большие расстояния и питания видеокамер по РоЕ разнообразен и далеко не полон. Выбор того или иного решения производится исполнителем исходя из поставленных задач и его предпочтений.