Câmera PoE de 250 metros por fio - é possível

Minha casa permite que você faça muitas experiências e obtenha resultados interessantes experimentalmente: por exemplo, reduzi o consumo de eletricidade devido a uma usina solar , reduzi o número de catadores de cogumelos pela casa, graças às câmeras de CFTV instaladas e testei muitos equipamentos e tecnologias. É hora de colocar as câmeras IP em todo o perímetro do site, mas eu tive um problema - para a câmera remota, o comprimento do fio será superior a 150m. Colocar interruptores no caminho é puxar outro cabo de alimentação, o que eu realmente não queria fazer. A solução foi encontrada e falarei sobre isso abaixo. Para quem não gosta de ler, mas gosta de assistir - fez um vídeo.




De acordo com a norma ANSI / TIA / EIA para cabos de cobre de categoria 5e, o comprimento máximo do cabo do segmento é de 100 metros. Se forem necessárias distâncias maiores, é necessário usar hardware ativo, como um repetidor ou comutador. No caso de um pequeno escritório ou casa, é difícil alcançar essas distâncias, mas se a empresa estiver localizada em vários andares de um prédio grande ou a casa for grande e você precisar cobrir uma área maior, as distâncias poderão ser visivelmente superiores a 100 metros. Aqui já estamos diante das nuances de interferência da fem induzida e da atenuação do sinal. No escritório, esse problema é facilmente resolvido por uma caixa de 19 polegadas sob o teto, onde o segmento distante da rede será trazido, mas quando você precisa conectar apenas alguns pontos no canto oposto, é economicamente mais conveniente estender alguns fios ao comutador principal. É o mesmo com as câmeras do sistema de CFTV: nos pontos distantes da minha seção, a distância do cabo alcançará 120-170 metros, ou seja, você terá que instalar o interruptor na metade do caminho e puxar energia extra para ele, ou ...
Aqui, quero falar sobre o novo produto que encontrei recentemente - o Zyxel GS1350-26HP . Já tenho câmeras com energia PoE, além disso, uso um roteador LTE com energia PoE . Seria lógico colocar as câmeras nos cantos mais afastados da cerca alimentada por PoE. Considerando toda a infraestrutura conectada em casa, eu já tenho 20 portas Ethernet ocupadas, então escolhi um switch para 24 (mais duas portas Ethernet / SFP combinadas). Descreverei brevemente as especificações técnicas do meu modelo para não precisar acessar o site do fabricante.



Não há um sentido particular em se debruçar sobre os recursos típicos desse comutador inteligente, pois a funcionalidade desses dispositivos é muito semelhante e a ênfase dessa série específica é dada ao trabalho em um sistema de vigilância por vídeo.
Como este dispositivo foi criado originalmente para vigilância por vídeo, ele imediatamente levou em consideração muitos dos desejos dos proprietários desses sistemas. Por exemplo, a energia das câmeras é fornecida continuamente: mesmo enquanto o switch está atualizando o firmware ou reinicializando. Ou seja, as câmeras continuam funcionando sempre enquanto o comutador está conectado à energia. Além disso, possui um watchdog embutido, que verifica a disponibilidade da câmera por LLDP ou Ping e, se não responder, reinicia a própria porta, desligando apenas a alimentação e ligando-a novamente. Assim, apenas uma câmera será reiniciada e o restante do sistema continuará funcionando sem interrupções.



E onde há longas distâncias, há EMF induzida por raios ou cabos associados. Vamos começar com o segundo: as portas têm proteção contra picos de energia de até 4 quilovolts e proteção contra ar de descarga estática / contato 15/8 KV.
É muito mais interessante com o orçamento de energia do PoE: no modo normal, com distâncias de até 100 m, a energia é fornecida automaticamente. Se a distância aumentar até 250 metros, é necessário colocar uma marca de seleção em frente à caixa de seleção “Extended Range” no item de menu correspondente. Isso converterá o modo de operação da porta em 10 Mbps Full Duplex e fornecerá energia na porta de até 15 watts.



Eu quero praticar!

É hora de começar a experimentar. Já tenho uma câmera Milesight MS-C2973-PB PoE instalada. Esta é uma câmera externa dome com um consumo de até 5 watts com iluminação IR e metade do consumo durante o dia.



A segunda câmera, a Vimtag B5 , ainda não está montada e possui seu próprio adaptador de energia de 12V 1.5A. Aqui vou realizar experimentos com eles.



Para meus testes, escolhi um fio de alta qualidade feito de cobre, não de alumínio revestido de cobre, com uma seção transversal de 0,52 mm. Cabo interno fabricado na Rússia - Neonate U / UTP CAT5e PVC 4x2x0.52 . Para uso externo, vale a pena levar um cabo com outra trança, mais resistente ao ultravioleta. Uma maneira fácil de distinguir um cabo bom de um cabo ruim é por peso. Por exemplo, o compartimento deste cabo pesa mais de 11 kg. O cabo de um concorrente é quase 2 kg mais leve.



Conduzirei o primeiro experimento com um compartimento de cabos completo, desenrolando-o e espalhando-o uniformemente no chão em uma sala grande. Um cabo espiralado forma uma bobina, o que não afeta o sinal da melhor maneira. Portanto, 305 metros de cabo são cravados. Vamos começar!
Antes de tudo, ative a caixa de seleção "Extended Range" no campo correspondente do menu do switch. Conectamos a câmera externa Milesight através do barril. A câmera já está conectada com um fio de 20m. Assim, temos 325 metros + conexão. A câmera recebeu energia e, algumas vezes, o ping caiu, mas a distância é muito grande e há muita interferência. A câmera Vimtag também não pôde se conectar à rede e receber vídeo, assim como acessar a interface da web, falhou.



Depois cortei o cabo a 250m garantido pelo fabricante e fiz uma segunda corrida. Dessa vez, consegui uma distância de 270 m (lembre-se de que 20 metros já foram montados na câmera Milesight) e, desta vez, a câmera foi iniciada. O menu do comutador mostra a conexão e a perda de pacotes, mas isso não afetou a imagem e a capacidade de entrar no menu da câmera. A câmera Vimtag B5 também foi iniciada sem problemas e o vídeo foi com qualidade normal.



Sumário
Para transferir vídeo em excelente qualidade com uma resolução de 1920 × 1080 pixels, 25 quadros por segundo e o codec H.264, uma taxa de bits de até 4-5 Mbit / s é suficiente. Ou seja, uma banda dedicada de 10 Mbit / s com uma distância de até 250 metros é suficiente em excesso. Além disso, uma câmera dome externa consome 6 watts, enquanto até 15 watts são alocados para cada porta, ou seja, também há fonte de alimentação. Meu experimento mostrou que em um cabo comum sem blindagem, mesmo com uma conexão intermediária através do "barril", é possível atingir 270 metros. Acredito que com um cabo blindado essa distância possa ser aumentada.
Deve-se notar que o switch, além de um bom orçamento de energia PoE, possui proteção não apenas na PSU, mas também nas portas Ethernet, o que salvará o equipamento da descarga induzida durante tempestades. Para fazer isso, você precisará garantir um aterramento de alta qualidade do equipamento, mencionado separadamente nas instruções.
Estou pronto para responder a todas as perguntas e, se for interessante, posso fazer uma verificação para alcançar a distância máxima com um cabo blindado.