Power over Ethernet: Τροφοδοσία και δεδομένα με ένα καλώδιο

H τεχνολογία Power over Ethernet(PoE) που προσφέρει τη δυνατότητα τροφοδοσίας των δικτυακών συσκευών από το ίδιο καλώδιο που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση των δεδομένων, αρχίζει να έχει ευρεία αποδοχή και από πολλά συστήματα ασφαλείας και κυρίως από τις IP κάμερες.

Το 2003 αναπτύχθηκε από τον οργανισμό IEEE το πρώτο πρότυπο με το όνομα 802.3 af, που είναι γνωστό και ως Power Over Ethernet (PoE), που προβλέπει τη χρήση κοινού καλωδίου για τη μετάδοση πληροφοριών και τροφοδοσίας με ρεύμα. Καθώς το πρώτο πρότυπο είχε ένα σχετικό περιορισμό ως προς την ισχύ των μηχανημάτων που υποστήριζε, το 2005, ο ΙΕΕΕ οργάνωσε μια ομάδα έργου με σκοπό την παρουσίαση μιας καινούριας έκδοσης με το όνομα 802.at (η έκδοση αυτή είναι γνωστή και ως Power Over Ethernet Plus- PoE Plus), με δυνατότητα παροχής ισχύος έως και 30W.

Ήδη από την εμφάνιση του IEEE 802.3 af, οι εταιρείες είχαν παρουσιάσει συσκευές και εξοπλισμό κατασκευασμένο βάσει αυτού του προτύπου. Η νέα έκδοση θα μπορέσει να καλύψει ακόμα περισσότερες ενεργοβόρες συσκευές, όπως τις νέες δικτυακές κάμερες τύπου PTZ, αισθητήρες proximity και άλλες συσκευές ασφαλείας.
Ταξινομώντας τις συσκευές PoE μπορούμε να τις χωρίσουμε σε δύο βασικές κατηγορίες: Καταρχήν, τις συσκευές που ονομάζονται Power Sourcing Equipment (PSE) όπως είναι τα γνωστά μας switches ή hubs, οι οποίες χωρίζονται και αυτές σε δύο μεγάλες ομάδες. Στις συσκευές Midspan που χρησιμοποιούνται σε υφιστάμενο δίκτυο Ethernet όταν χρειάζεται να ενσωματωθεί η τεχνολογία Power Over Ethernet και στις συσκευές Endspan, στις οποίες ανήκουν τα switches που υποστηρίζουν εξαρχής την τεχνολογία PoE. Από την άλλη, υπάρχουν οι συσκευές που τροφοδοτούνται από τον PSE εξοπλισμό και μπορεί να είναι κάμερες ή ανιχνευτές (παίρνοντας συγκεκριμένα παραδείγματα από το χώρο των συστημάτων ασφαλείας). Αυτές οι συσκευές χαρακτηρίζονται ως Powered Devices (PD). Παρόμοια με τις PSE συσκευές, μπορούν και οι PD να υποστηρίζουν εκ κατασκευής το πρότυπο PoE ή σε αντίθετη περίπτωση είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί ειδικός εξοπλισμός και, συγκεκριμένα, διαχωριστές (splitters) που επιτρέπουν τη λειτουργία τους σε δίκτυα PoE.

Σχεδιασμός συστήματος PoE
Ένα από τα σημαντικότερα κριτήρια για την αξιοποίηση ενός συστήματος PoE είναι η διαθέσιμη ισχύς που ζητάει ο χρήστης, αλλά και ο αριθμός των θυρών διασύνδεσης, τόσο για το παρόν όσο και μελλοντικά. Η ευελιξία αποτελεί άλλο ένα κριτήριο, καθώς ένα δίκτυο IP είναι δυναμικό και συχνά οι απαιτήσεις της επιχείρησης επιβάλλουν την αλλαγή θέσης των συσκευών. Βέβαια, εδώ αξίζει να επισημάνουμε ότι σε αντίθεση με τις υπόλοιπες συσκευές IP, οι συσκευές ασφαλείας χαρακτηρίζονται από μεγαλύτερη σταθερότητα όσον αφορά τη θέση τους. Οι αλλαγές σε υπολογιστές και άλλες δικτυακές συσκευές όπως οι εκτυπωτές, είναι πιο συχνές, ενώ οι κάμερες ασφαλείας είναι πιο σπάνιο να μεταφερθούν σε άλλη θέση. Οπότε, θα πρέπει να διευκρινιστεί τι βαθμός ευελιξίας απαιτείται για το συγκεκριμένο σύστημα και ανάλογα να επιλεγούν οι κατάλληλες συσκευές. Ο έλεγχος του συστήματος είναι άλλη μία βασική παράμετρος. Οι χρήστες, σε συνεργασία με τον προμηθευτή οφείλουν να καθορίσουν σε τι βαθμό επιθυμούν να ελέγχουν το σύστημα και τις επιμέρους συσκευές και τι επίπεδο παρακολούθησης χρειάζονται.

Πλεονεκτήματα
Συνοψίζοντας τα πλεονεκτήματα που προσφέρει η τεχνολογία Power Over Ethernet μπορούμε να εστιάσουμε σε δύο σημεία: Εξοικονόμηση κόστους και ευελιξία.
Επειδή το PoE χρησιμοποιεί την ίδια καλωδίωση για τη μεταφορά δεδομένων και την παροχή ενέργειας στις συσκευές, είναι προφανές ότι η χρήση του κάνει περιττή την ηλεκτρολογική υποδομή, που θα ήταν απαραίτητη σε κάθε άλλη περίπτωση. Στην ηλεκτρολογική υποδομή δεν περιλαμβάνονται μόνο τα καλώδια ρεύματος αλλά και οι πρίζες, τα κανάλια και οι αντίστοιχες αναχωρήσεις από τον ηλεκτρολογικό πίνακα. Με τη χρήση του, καθίστανται περιττές όλες οι ηλεκτρολογικές εργασίες, στοιχείο το οποίο εκτός από τη σημαντική εξοικονόμηση στο κόστος προμήθειας υλικών, επιφέρει και σημαντική μείωση στο κόστος εργασίας. Το άλλο θετικό στοιχείο της συγκεκριμένης τεχνολογίας είναι η ευελιξία. Όπου οδεύει δίκτυο Ethernet, υπάρχει η δυνατότητα εγκατάστασης συσκευής, ανεξαρτήτως αν υπάρχει ηλεκτρολογική υποδομή. Επίσης, ακόμα και αν δεν υπάρχει εκεί θέση δικτύου είναι πολύ πιο εύκολο να περαστεί ένα καλώδιο UTP ή FTP και να δώσει τη δυνατότητα εγκατάστασης της συσκευής.
Όμως το PoE προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα και στον έλεγχο και προστασία των συσκευών, από ενδεχόμενες ανωμαλίες στην ομαλή παροχή του ηλεκτρικού ρεύματος. Όλοι γνωρίζουμε ότι οι συσκευές ασφάλειας, όπως παραδείγματος χάρη οι κάμερες, είναι απαραίτητο να λειτουργούν συνεχώς, χωρίς να επηρεάζονται από διακοπές στην ηλεκτροδοσία. Επίσης, λόγω των ευαίσθητων ηλεκτρονικών κυκλωμάτων που διαθέτουν είναι υποχρεωτικό να υποστηρίζονται από διατάξεις προστασίας από υπερτάσεις. Για τους λόγους αυτούς τοποθετούνται απαραίτητα UPS, μέσω των οποίων γίνεται η ηλεκτροδότηση αυτών των συσκευών. Με τη χρήση του PoE γίνεται πλέον πολύ απλούστερη η διαδικασία, καθώς το μόνο που μένει είναι να υποστηρίζεται από UPS η κεντρική παροχή από την οποία ξεκινούν οι καλωδιώσεις για τις επιμέρους συσκευές. Αυτό όμως γίνεται ούτως ή άλλως σε όλα τα σύγχρονα δίκτυα, καθώς οι κόμβοι ενός δικτύου πληροφορικής υποστηρίζονται υποχρεωτικά από αδιάλειπτες πηγές ρεύματος.

PoE και κάμερες CCTV
Διανύουμε μια εποχή όπου οι IP κάμερες ασφαλείας και γενικότερα οι δικτυακές συσκευές επιτήρησης, εμφανίζουν μια ραγδαία διείσδυση σε υφιστάμενες αγορές, όπως οι επιχειρήσεις και οι οργανισμοί, αλλά και σε νέες αγορές, όπως τα εκπαιδευτικά ιδρύματα, τα μέσα μαζικής μεταφοράς και ο έλεγχος της κυκλοφορίας. Η διαφαινόμενη επικράτηση των IP καμερών θα οδηγήσει αναπόφευκτα και σε μείωση των τιμών τους, κάνοντάς τις ακόμα πιο ελκυστικές για τους χρήστες. Φαντάζει λοιπόν ιδανικός ο συνδυασμός της χρήσης του πρωτοκόλλου IP με το Power over Ethernet, καθώς χρησιμοποιούν την ίδια υποδομή για τη λειτουργία τους. Μεγάλη εξοικονόμηση κόστους, ευελιξία στην εγκατάσταση και ευχρηστία στον έλεγχο και την επιτήρηση, είναι μερικά μόνο από τα πλεονεκτήματα που συνοδεύουν το PoE και αναλύθηκαν στις προηγούμενες γραμμές.

RFID συστήματα
¶λλη μία κατηγορία συστημάτων που συνεχώς κερδίζει έδαφος είναι εκείνα της κατηγορίας RFID, τα οποία και αυτά μπορούν να κάνουν χρήση της τεχνολογίας PoE. Μια διαδεδομένη εφαρμογή τους είναι σε μεγάλες αποθήκες, όπου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό και ιχνηλάτηση των διάφορων προϊόντων. Με αυτόν τον τρόπο είναι εφικτός ο άμεσος προσδιορισμός του αποθέματος της αποθήκης, των διαφόρων εισροών και εκροών και φυσικά ο εντοπισμός της θέσης του κάθε προϊόντος. Για να είναι όμως αποτελεσματικό ένα παρόμοιο σύστημα, απαιτείται η τοποθέτηση των συσκευών ανάγνωσης RFID σε σχετικά πυκνή διάταξη. Σε αντίθεση, παραδείγματος χάρη, με τα σημεία ασύρματου δικτύου (Wi- Fi Spots), που έχουν μεγαλύτερη εμβέλεια και μπορούν άρα να είναι πιο αραιά τοποθετημένα. Όμως οι συσκευές ανάγνωσης RFID εκτός της διασύνδεσής τους όσον αφορά την αποστολή και λήψη δεδομένων, απαιτούν και σύνδεση με παροχή ενέργειας για τη λειτουργία τους. Αντιλαμβανόμαστε λοιπόν την έκταση της καλωδίωσης που θα απαιτούνταν σε περίπτωση όπου θα έπρεπε να εγκατασταθεί διαφορετικός τύπος καλωδίων για την ηλεκτροδότηση των συσκευών και για τη δικτυακή διασύνδεσή τους. Με το πρότυπο PoE, το έργο εγκατάστασης παρόμοιων συστημάτων απλοποιείται σημαντικά και διευκολύνεται η γρηγορότερη παράδοσή του, αλλά και η αποτελεσματικότερη επιτήρησή του κατά τη διαδικασία λειτουργίας του.
Το Power over Ethernet αποτελεί αναμφισβήτητα μία τεχνολογία που θα διευκολύνει τους εγκαταστάτες αλλά και τους τελικούς χρήστες, για τη δημιουργία ευέλικτων και αξιόπιστων συστημάτων ασφαλείας. Φυσικά, δεν είναι όλα ρόδινα. Όπως κάθε τεχνολογία, έχει και αυτή τα τρωτά της σημεία. Παραδείγματος χάρη, δεν μπορεί να υποστηρίζει ασύρματες κάμερες και ο λόγος είναι απλός, καθώς ο τρόπος λειτουργίας αυτών των συσκευών επιβάλλει την τοπική ηλεκτροδότησή τους. Επίσης υπόκειται στους περιορισμός των δικτυακών καλωδίων, που επιβάλλουν ως μέγιστη απόσταση του τερματικού σημείου από τον κόμβο του δικτύου, τα 100m. Όμως αυτές οι αδυναμίες δεν αναιρούν τις μεγάλες δυνατότητές του στο σχεδιασμό και τη λειτουργία συστημάτων επιτήρησης. Συνεκτιμώντας το γεγονός ότι η νέα έκδοση του 802.at θα φέρει και σημαντικές βελτιώσεις, μπορούμε σίγουρα να θεωρήσουμε ότι του ανήκει ένα σημαντικό μερίδιο στις μελλοντικές εξελίξεις στο χώρο των συστημάτων ασφαλείας.

Του ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗ ΛΥΜΠΕΡΟΠΟΥΛΟΥ