Dat camerabewaking vanwege verzekeringstechnische redenen veel toegepast wordt bij objecten als bedrijfspanden, winkelcentra en scholen komt iedereen wel bekend voor. Dat camera’s ook gebruikt worden als geautomatiseerde detectie- of identificatiemethode zal ook wel geen geheim meer zijn. Maar buiten bovengenoemde voorbeelden zijn cameratoepassingen te noemen die wat minder bekend zijn: Voorbeelden hiervan zijn camera’s die op een anonieme manier personen kunnen tellen, thermische camera’s die bijvoorbeeld kunnen detecteren of iemand koorts heeft en röntgencamera’s toegepast bij inspecties van allerlei kaliber. Deze blog gaat wat dieper in op de secundaire aspecten bij IP Camera toepassingen, als netwerk redundantie en de beschikbare PoE spanningsvoorzieningen. 

De grote gemene deler van cameratoepassingen is dat de modernere camera’s voor het merendeel aangesloten kunnen worden op een Ethernet switch. Hierdoor is het aansluiten van camera’s veel eenvoudiger geworden dan met de voorheen toegepaste coaxkabel. Door toepassing van IP-technologie kunnen veel langere afstanden overbrugd worden, zelfs zonder dat dit consequenties heeft voor de beeldkwaliteit. Sterker nog deze is aanmerkelijk beter geworden door deze digitalisering. Keuze aan betaalbare Ethernet kabels welke voldoen aan de Europese Regelgeving voor brandveiligheid zijn ruim beschikbaar, zodat je ook aan dit aspect op een voordelige manier kan voldoen. Ander groot voordeel is dat de meeste IP-camera’s gevoed kunnen worden over dezelfde ethernetbekabeling via een zogeheten PoE switch. PoE staat voor power over Ethernet. Prettige bijkomstigheid is dat de toegepaste voeding in een Ethernet switch kwalitatief hoogwaardig is en daarbij ook aangesloten kan worden op een UPS (Uninterruptible Power Supply). Hierdoor blijft als de spanning wegvalt de camera oplossing nog een beperkte periode actief. Moet een camera installatie een nog langere periode in de lucht blijven dan kan de betrokken UPS ook nog eens aangesloten worden op een NSA (Nood Stroom Aggregaat). Een NSA is een elektriciteitsgenerator aangedreven door een brandstofmotor waarmee je de installatie kunt voeden voor geval de spanning is uitgevallen. Bij een medische omgeving wordt dit altijd toegepast, maar bij andere bedrijf kritische omgeving zal dit type noodstroom oplossing voor netwerk continuïteit niet misstaan.

PoE in een notendop
Hierboven haalde ik het onderwerp PoE al aan en de praktijk leert dat er veel vragen zijn over dit onderwerp. Laten we eens ingaan op de volgende drie belangrijke onderwerpen:
    • PoE Standaarden
    • PoE Budget
    • PoE Calculatie

PoE Standaarden zijn er uiteraard om ervoor de zorgen dat de camera of een ander PoE device van merk X op switch van merk Y gaat werken. De eerste, in 2003 aangenomen IEEE-standaard voor PoE is de 802.3af. Deze houdt in dat je op een switchpoort 15Watt ter beschikking hebt om PoE devices te voeden. Deze standaard wordt ook wel aangeduid als PoE Type 1 of nog bekender PoE.
Door de groeiende aantal toepassingen ontstond er een vraag naar een wat hoger vermogen per switchpoort. Voorbeelden hiervan zijn de PTZ Camera’s, PTZ is een een afkorting voor ‘Pan, Tilt en Zoom’. Dit type camera kan je bijvoorbeeld via een joystick besturen. Ook hebben buitencamera’s voor het geval de temperatuur onder de 0°C komt  een verwarmingselement en hebben hierdoor niet voldoende aan een vermogen15W. Zodoende kwam er in 2009 een standaard die voorziet in 30Watt per switchpoort met de aanduiding: 802.3at ofwel PoE Type 2 of PoE+. Ten slotte is er in september 2018 de IEEE 802.3bt PoE standaard aangenomen. Deze standaard definieert twee verschillende vermogens namelijk 60W (Type 3) PoE++ en 100W (type 4). Deze hogere Wattages zijn weer nodig voor nog zwaardere toepassingen als röntgen camera, maar we zien ook al PA-systemen en randapparatuur waarbij deze vermogens nodig zijn. Al deze standaarden garanderen een spanning van nagenoeg 44 Volt over een maximale lengte van 100 meter bij gebruik van minimaal CAT5a ethernet kabels. Uiteraard dient de gebruikte ethernetkabel wel aan de certificering te voldoen. In de praktijk zijn we al meerdere keren problemen tegengekomen bij goedkope kabels waarvan de “endspan” aderparen van aluminium zijn, waardoor het spanningsverlies uiteraard te hoog is voor een stabiele werking. Hierbij belanden we op de termen mid- en endspan PoE. Beknopt omschreven zijn dit termen voor de aderparen waarover de spanning gevoerd wordt. Bij midspan worden de 2 binnenste aderparen gebruikt om een PoE device van spanning te voorzien. Bij endspan worden de twee buitenste aderparen van een ethernetkabel gebruikt voor het distribueren van de spanning.
Buiten de standaarden om is er nog een andere vorm van PoE, namelijk passive PoE. Passive PoE levert een spanning van 24Volt en is een vorm midspan PoE.
PoE en PoE+ switches gebruiken endspan PoE terwijl PoE++ switches zowel mid- als endspan gebruiken voor het voeren van de spanning.

PoE Budget is een onderwerp wat tweeledig is, namelijk het totaal benodigde vermogen voor de op de switch aangesloten PoE devices. Daarnaast wordt onder PoE budget het totale vermogen wat een switch kan leveren verstaan. In de praktijk zie je dat veel switches een kleinere voeding aan boord hebben, dan het vermogen van de som van alle poorten opgeteld. Dit komt omdat in vele praktijkgevallen niet alle poorten van de switch worden gebruikt voor PoE en aangezien een goede power supply in verhouding duur is, zie je switches bij NETGEAR in een LP (low power) variant en een PP (high power) variant. Bij de PP-varianten kan je het volledig opgetelde vermogen van de poorten op de switch aansluiten. Bij de NETGEAR Managed (CLI) is het mogelijk om een extra voeding of aan te sluiten en in sommige modellen is slot voor een extra power supply beschikbaar.

PoE calculatie is een veel besproken onderwerp, want wanneer kies je voor een PoE switch met een Low Power voeding en wanneer moet je voor een High Power model kiezen?
Het antwoord is eigenlijk redelijk eenvoudig te berekenen: Eerst zoek je het PoE verbruik van de aan te sluiten devices op. Deze gegevens kan je terugvinden in de specificaties van deze apparatuur. De gevonden waarden van alle devices tel je bij elkaar op en dan weet je het totaal benodigde vermogen. Als niet alle poorten op de switch in gebruik zijn, dan is het zaak om een inschatting te maken van de eventuele groei tijdens de levensduur van de switch en het te verwachten extra PoE budget. Weet je deze waarde, dan controleer je of dit past binnen het PoE budget van het Low Power model van de gekozen switch. Heeft de low power variant niet voldoende PoE budget, dan kies je voor de high power variant.

 

Redundant Netwerk ontwerp
Als we het dan toch over veiligheid hebben, dan kunnen we ook aan de kant van het netwerk nog een aantal opmerkingen maken. Veelal wordt er in een surveillance netwerk de switches in een ring op elkaar aangesloten, hierdoor verkrijg je een betere redundantie, want als er een switch in de ring uitvalt, dan ben je wel de aangesloten camera’s op de betreffende switch kwijt maar niet de achter deze switch aangesloten switches kwijt. Vanwege de “ring topologie” blijven de switches immers verbonden. Nu zal je denken, ik heb altijd geleerd dat ethernet een busstructuur is en dat je ethernet switches niet ongestraft in een ring zou kunnen aansluiten en dat klopt helemaal! Als je ethernet switches aansluit, zal je het spanning tree protocol moeten inschakelen, Spanning tree zorgt ervoor dat de “lus” in het netwerk verbroken wordt, zodat de ring toch weer een bus wordt. Valt een van de switches uit, dan zal spanning tree er automatisch voor zorgen dat de eerder gemaakte blokkade opgeheven wordt en op die manier draait de rest van het netwerk weer door. In mijn blog over de Implementatie van Sonos luidsprekers in een zakelijke omgeving heb ik al eens beschreven hoe je spanning tree kan instellen.
Als je een ring-topologie wilt vermijden dan hebben we bij NETGEAR nog een beter alternatief, namelijk stacking en ook daar heb ik in een aantal blogs uitgelegd wat de voordelen zijn van onze stacking technologie en hoe je stacking in de praktijk toepast.

 

Heb je zelf een onderwerp voor een blog gerelateerd aan NETGEAR, stuur mij dan een email, of schrijf in voor een van mijn volgende webinars.

Eric Lindeman
Sr. SE NETGEAR Benelux