Power over Ethernet…για ακόμα λιγότερα καλώδια

Η δυνατότητα μετάδοσης ρεύματος και δεδομένων μέσα από ένα καλώδιο που έχει επιφέρει η τεχνολογία PoE – Power Over Ethernet αποτέλεσε σταθμό στην υιοθέτηση της τεχνολογίας IP από τα συστήματα ασφαλείας.

Του Αριστοτέλη Λυμπερόπουλου

Μέχρι πριν από λίγα χρόνια, η πρακτικής της όμορης όδευσης καλωδίων ισχυρών και ασθενών ρευμάτων θεωρούνταν ως μη ενδεικνυόμενη, λόγω ακριβώς των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών που δημιουργούσαν τα καλώδια των ισχυρών προς τα ασθενή ρεύματα. Αυτή η απαίτηση, βασίζεται σε αρχές της φυσικής και ως εκ τούτου καθώς δεν υπάρχει κάποια συνταρακτική εξέλιξη στην επιστήμη της φυσικής συνεχίζει να ισχύει. Εντούτοις, τα τελευταία χρόνια έκανε την εμφάνιση της η τεχνολογία Power Over Ethernet που επέφερε νέα δεδομένα. Γιατί μπορεί ακόμα η όμορη όδευση διαφορετικών καλωδίων να μην είναι ακόμα αποδεκτή αλλά η τεχνολογία PoE έκανε ένα βήμα παραπάνω δίνοντας την δυνατότητα της ταυτόχρονης μεταφοράς δεδομένων και ηλεκτρικής ενέργειας σε ένα καλώδιο. Φυσικά αυτό, επιτεύχθηκε με τις απαραίτητες τεχνολογικές προσαρμογές τόσο στα πρότυπα μεταφοράς όσο και στις διασυνδεόμενες συσκευές.

Ο σημαντικότερος λόγος που κρύβεται πίσω από την εμφάνιση του PoE είναι η μεγάλη διάδοση των IP λύσεων. Η τεχνολογία IP συνοδεύεται από σημαντικά πλεονεκτήματα τόσο για τους εγκαταστάτες όσο και για τους χρήστες στα οποία έχει αναφερθεί πολλές φορές το Security Manager. Κυρίως αυτά τα πλεονεκτήματα, έχουν να κάνουν με τον αυξημένο βαθμό ευχρηστίας και την ευελιξία στην διαμόρφωση μιας εγκατάστασης, την χρήση εφαρμογών video analytics, την δυνατότητα εγγραφής βίντεο υψηλής ανάλυσης και φυσικά το μειωμένο κόστος καλωδίωσης. Στις συμβατικές λύσεις πολλές φορές χρησιμοποιούνταν μέχρι και τρία καλώδια ή και τέσσερα καλώδια -στις περιπτώσεις των PTZ καμερών- για την σύνδεση των συσκευών. Πλέον στις IP λύσεις χρησιμοποιείται η δικτυακή υποδομή του οργανισμού με ένα πρόσθετο καλώδιο για την παροχή ρεύματος. Με την εμφάνιση του PoE παύει να καθίσταται αναγκαία και η ύπαρξη ακόμα και του δεύτερου καλωδίου καθώς και η ηλεκτρική ενέργεια μεταφέρεται μέσω του δικτυακού καλωδίου. Εξ ου και το όνομα του προτύπου: Power Over Ethernet.

Τα βασικά της τεχνολογίας
Το Power Over Ethernet είναι μια τεχνολογία που ενσωματώνει ηλεκτρική ενέργεια σε μια δικτυακή υποδομή IP. Ουσιαστικά, επιτρέπει την παροχή μιας δικτυακής συσκευής όπως μιας κάμερας ή ενός IP τηλεφώνου με ηλεκτρική ενέργεια με την χρήση του ίδιου του καλωδίου που χρησιμοποιείται και για την μεταφορά των δεδομένων. Τα βασικά του πλεονεκτήματα είναι ότι δεν χρειάζονται πλέον ανεξάρτητα δίκτυα διανομής του ρεύματος δηλαδή ηλεκτρολογικά καλώδια και πρίζες ενώ παράλληλα επιτρέπει την ευκολότερη χρήση συσκευών UPS οι οποίες επιτρέπουν την αδιάλειπτη λειτουργία του συστήματος.

H τεχνολογία Power over Ethernet έχει κωδικοποιηθεί σε ένα επίσημο πρότυπο με την ονομασία IEEE 802.3af και είναι σχεδιασμένη ώστε η χρήση της να μην προκαλεί κανένα είδους προβλήματα στις υπόλοιπες δικτυακές λειτουργίες.

Η ηλεκτρική ενέργεια που μεταφέρεται μέσω του δικτύου ενεργοποιείται αυτόματα όταν μια συμβατή συσκευή συνδέεται στο δίκτυο. Όταν από την άλλη συνδεθεί μια απλή δικτυακή συσκευή τότε διακόπτεται η παροχή ενέργειας. Αυτή η ιδιότητα επιτρέπει στους χρήστες – ελεύθερα και κυρίως με ασφάλεια- να συνδέουν στο δίκτυο κάθε είδους συσκευή, είτε συμβατή με PoE είτε όχι.

Η ισχύς που αποδίδεται -όπως ορίζει η επίσημη μορφή του προτύπου- φθάνει τα 15,4 Watt στο switch. Κάτι που σημαίνει ισχύς της τάξης των 12,9 Watt ανά συσκευή. Μια ισχύ ιδιαίτερα ικανοποιητική για κάμερες εσωτερικού χώρου. Οι εξωτερικές κάμερες όπως επίσης οι κάμερες PTZ ή οι κάμερες θόλου έχουν μεγαλύτερες απαιτήσεις όσον αφορά την κατανάλωση ισχύος κάτι που δυσχεραίνει την ενσωμάτωση της τεχνολογίας PoE σε αυτήν την κατηγορία συσκευών. Χωρίς όμως αυτό να σημαίνει, ότι δεν υπάρχουν κατασκευαστές που έχουν παρουσιάσει λύσεις PoE και για αυτού του είδους κάμερες. Εδώ όμως χρειάζεται μια κάποια προσοχή τόσο από τους εγκαταστάτες αλλά και από τους χρήστες. Μπορεί αυτές οι συσκευές να μην ακολουθούν την προτεινόμενη υλοποίηση του επίσημου προτύπου 802.3af και έτσι να υπάρχει πρόβλημα συμβατότητας μεταξύ συσκευών που δεν προέρχονται από τον ίδιο κατασκευαστή (switch και κάμερας),

To 802.3af πρότυπο παρέχει επίσης τη δυνατότητα για μια προηγμένη διαχείριση της κατανάλωσης ενέργειας. Ουσιαστικά η χρήση έξυπνων switches επιτρέπει την καλύτερη κατανομή ισχύος στις συνδεόμενες συσκευές με αποτέλεσμα να δίνεται η δυνατότητα για σύνδεση μεγαλύτερου αριθμού συσκευών.

Σήμερα, οι περισσότεροι κατασκευαστές δικτυακών προϊόντων προσφέρουν switches με ενσωματωμένη υποστήριξη PoE. Για τα υφιστάμενα δίκτυα στα οποία ήδη υπάρχουν εγκατεστημένα switches υπάρχει η δυνατότητα της ενσωμάτωσης του PoE με τη χρήση ειδικών συσκευών που αποκαλούνται Midspan Poe. Το ίδιο μπορεί να γίνει και με τις κάμερες που δεν υποστηρίζουν τη λειτουργία PoE. Μπορούν και αυτές με την χρήση ειδικών συσκευών με την ονομασία Active Splitter να ενσωματωθούν σε δίκτυα PoE.
¶λλο ένα πλεονέκτημα του PoE και της ισχυρότερης μεταγενέστερης έκδοσης του, του PoE + είναι η απλότητα στον τρόπο υλοποίησης. Καθώς μειώνεται ο αριθμός των καλωδίων μειώνονται παράλληλα και τα πιθανά σημεία αστοχίας του συστήματος. Έτσι, διευκολύνονται και οι τεχνικοί στην προσπάθεια τους για διερεύνηση μιας βλάβης καθώς τώρα έχουν να εξετάσουν μόνο την όδευση ενός καλωδίου.

Πεδία εφαρμογών
Πάντα φυσικά προκύπτει το ερώτημα για το ποιες είναι οι εφαρμογές στις οποίες έχει μεγαλύτερη χρησιμότητα η τεχνολογία PoE. Η απάντηση δεν είναι και τόσο δύσκολη. Εκεί όπου πραγματικά αναδεικνύεται η χρησιμότητα των λύσεων PoE είναι όταν στα σημεία που θέλουμε να τοποθετήσουμε κάμερες και δεν υπάρχουν κοντά οι απαραίτητες παροχές ρεύματος. Δηλαδή μια σε υφιστάμενη εγκατάσταση όπου έχουμε αλλαγή συμβατικών καμερών με νέες IP συνήθως υπάρχουν σε αυτά τα σημεία λήψεις για ηλεκτρικό ρεύμα. Αλλά όταν μιλάμε για μια νέα εγκατάσταση ή για προσθήκη νέων καμερών σε υφιστάμενη εγκατάσταση τότε πραγματικά οι λύσεις PoE βρίσκουν μεγάλη εφαρμογή.

Καλωδίωση
Στις περιπτώσεις που το συνολικό έργο της υλοποίησης ενός CCTV συστήματος αναλαμβάνει εξολοκλήρου ένας εργολάβος-προμηθευτής τότε θα πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στο καλώδιο που θα επιλεχτεί. Διότι μπορεί οι προδιαγραφές του προτύπου να ορίζουν ότι αρκεί για την λειτουργία ενός συστήματος PoE η χρήση καλωδίου UTP category 5, αλλά δεν είναι όλα τα καλώδια UTP cat 5 τα ίδια. Όπως και σε κάθε άλλο προϊόν υπάρχουν διαφορές που έχουν να κάνουν με το εργοστάσιο προέλευσης. Υπάρχουν καλώδια UTP cat 5 υψηλής ποιότητας και αντοχής και καλώδια UTP χαμηλότερων τεχνικών προδιαγραφών. Αυτές οι διαφορές φυσικά αποτυπώνονται και με κάποιο τρόπο και στο κόστος του προϊόντος. Σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να μπει ο εργολάβος στον πειρασμό να επιλέξει την φθηνότερη λύση διότι μπορεί το κέρδος που θα αποκομίσει από αυτήν την εξοικονόμηση, να το επιστρέψει πολλαπλάσιο όταν προκύψουν προβλήματα κατά την διαδικασία παράδοσης του έργου. Παράλληλα, θα πλήξει την εταιρική του φήμη ενώ θα απολέσει και μέρος της αξιοπιστίας του κάτι που είναι ιδιαίτερα σημαντικό για έναν κλάδο ευαίσθητο όπως είναι ο χώρος της ηλεκτρονικής ασφάλειας.

Μια άλλη παράμετρος που πάντα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη είναι η απόσταση μεταξύ των τελικών σημείων και των ενδιάμεσων κομβικών σημείων του δικτύου (routers και switches). Είναι γνωστό ότι τα δίκτυα τεχνολογίας Ethernet έχουν κάποιο περιορισμό στην απόσταση στην οποία μπορούν να μεταδώσουν ένα σήμα σε ικανοποιητική ποιότητα. Εδώ, βεβαίως υπάρχει μια σχετική σύγχυση. Πολλοί είναι εκείνοι που πιστεύουν ότι αυτή η απόσταση μπορεί να φθάσει οριακά την τιμή των 100 μέτρων. Αυτό απέχει από την πραγματικότητα καθώς με τη χρήση ενδιάμεσων switches μπορεί η απόσταση να επιμηκυνθεί μέχρι εκεί που υπάρχει πραγματική ανάγκη. ¶λλη μια παρεξήγηση τεχνικού χαρακτήρα, είναι η άποψη σύμφωνα με την οποία για την σύνδεση μιας συσκευής PoE σε ένα δίκτυο IP θα πρέπει να υπάρχουν παντού PoE switches. Η αλήθεια είναι ότι ένα PoE switch χρειάζεται να εγκατασταθεί μόνο στην τελική διαδρομή πριν την σύνδεση της κάμερας.

Το μέλλον
Η τεχνολογία PoE χρησιμοποιείται πλέον ευρύτατα και έχει μεγάλο βαθμό εμπορικής διάδοσης. Αυτό είναι το ισχυρό ατού της το οποίο της δίνει ένα μεγάλο συγκριτικό πλεονέκτημα σε σχέση με άλλες λύσεις παροχής ενέργειας. Γιατί κανείς δεν ισχυρίζεται ότι δεν υπάρχουν και άλλες μεθόδους, πιο καινοτομικές, που μπορούν να δώσουν την απαραίτητη ενέργεια στις συσκευές CCTV. Όμως αυτές οι λύσεις είναι ιδιαίτερα ακριβές και το κυριότερο δεν έχουν λάβει την επίσημη μορφή ενός προτύπου με συγκεκριμένες προδιαγραφές. Αυτό είναι ένα μειονέκτημα που ουσιαστικά αποκλείει την χρήση τους σε εμπορικές εφαρμογές με μεγάλη διάδοση όπως τα CCTV που απαιτούν ταυτόχρονα πολύ μεγάλο βαθμό αξιοπιστίας. Αυτά τα στοιχεία διαφοροποιούν το PoE και τα οποία σε συνδυασμό με την όλο και μεγαλύτερη διάδοση των ΙP λύσεων το καθιστούν ιδανικό για ένα πολύ μεγάλο εύρος εφαρμογών.