Блог

Как выбрать PoE-коммутатор для камер видеонаблюдения: порты, мощность и PoE-бюджет

Видеонаблюдение Общее
PoE-коммутатор часто выбирают очень просто:

«У меня восемь камер - значит нужен свитч на восемь PoE-портов».

По количеству разъёмов всё действительно сходится. Но после подключения оказывается, что камеры периодически перезагружаются, ночью некоторые пропадают, свободного порта для расширения нет, а весь поток от камер идёт к видеорегистратору через один медленный uplink.

Количество PoE-портов - только первый параметр при выборе коммутатора.

Нужно одновременно учитывать мощность камер, общий PoE-бюджет, скорость портов, uplink, длину линий и возможность расширения системы.

Если подобрать эти параметры заранее, обычный PoE-коммутатор способен годами работать без какого-либо внимания со стороны пользователя.

Что такое PoE-коммутатор

Обычный сетевой коммутатор передаёт данные между устройствами.
PoE-коммутатор умеет дополнительно передавать по Ethernet-кабелю питание.
Поэтому к IP-камере можно провести всего один кабель.
По нему одновременно идут:
данные от камеры
и
питание камеры.
Получается простая схема:
IP-камера -> витая пара -> PoE-коммутатор -> NVR
При этом отдельная розетка 220 В возле каждой камеры не нужна.
Для стационарной IP-системы это один из самых удобных способов питания камер.

Чем PoE-коммутатор отличается от PoE-регистратора

Есть два распространённых варианта построения системы.
Первый:
камера -> PoE-порт NVR.
В этом случае отдельный коммутатор вообще может не понадобиться.
Второй:
камера -> PoE-коммутатор -> сеть -> NVR.
Второй вариант особенно удобен, когда камер много или они находятся далеко от регистратора.
Например, NVR установлен в серверной, а восемь камер находятся в другом крыле здания.
Вместо восьми длинных кабелей до регистратора можно поставить PoE-коммутатор ближе к камерам и организовать нормальный uplink к основной сети.
Отдельный PoE-коммутатор даёт больше свободы при построении и дальнейшем расширении системы.

Сколько PoE-портов нужно

Для начала просто посчитайте камеры.
Четыре камеры - требуется минимум четыре PoE-порта.
Восемь камер - минимум восемь.
Шестнадцать камер - минимум шестнадцать.
Но покупать оборудование строго впритык я бы не стал, если есть вероятность расширения.
Например, сейчас на частном доме установлены:
1. Камера на калитку.
2. Камера на ворота.
3. Камера на вход.
4. Камера на двор.
Четырёхпортовый коммутатор подходит идеально.
Через полгода появляется желание добавить:
5. Камеру на парковку.
6. Камеру со стороны гаража.
И внезапно выясняется, что коммутатор тоже нужно менять.
Если система может расширяться, оставьте хотя бы несколько свободных портов.
Для 5-6 камер я бы обычно уже смотрел в сторону 8-портового PoE-коммутатора.

Но 8 PoE-портов ещё не означают, что он потянет 8 камер

Вот здесь начинается самое интересное.
У любого PoE-коммутатора есть ограничение по мощности.
Допустим, на устройстве восемь PoE-портов.
Но общий PoE-бюджет составляет 65 Вт.
Это означает, что коммутатор не сможет бесконечно отдавать максимальную мощность одновременно на каждый из восьми портов.
Нужно посчитать потребление камер.
PoE-бюджет - это общая мощность, которую коммутатор способен выделить на питание подключённых устройств.

Что такое PoE-бюджет простыми словами

Представьте розеточный удлинитель.
На нём восемь розеток.
Но это не означает, что в каждую можно подключить любой мощный прибор и одновременно включить всё.
У самого удлинителя есть допустимая нагрузка.
С PoE примерно такая же логика.
Восемь портов показывают, сколько устройств можно физически подключить.
PoE-бюджет показывает, сколько мощности коммутатор способен отдать им одновременно.

Как узнать потребление камеры

Посмотрите характеристики конкретной модели.
Можно увидеть, например:
Power Consumption: Max. 7 W
или:
Max. 12 W
У PTZ-камеры цифра может быть значительно выше.
Особенно если в ней есть:
моторы
мощная ИК-подсветка
белая подсветка
обогрев
дополнительные функции.
Не пытайтесь определить потребление камеры только по количеству мегапикселей.
8 Мп камера совершенно необязательно потребляет больше 4 Мп камеры.

Как посчитать необходимый PoE-бюджет

Допустим, устанавливаются восемь камер.
Максимальное потребление каждой - 8 Вт.
Получаем:
8 × 8 = 64 Вт.
Коммутатор с PoE-бюджетом ровно 64 Вт я бы покупать не стал.
Нужен запас.
Например, если рассматривать примерно 20-30 процентов:
64 Вт + запас = около 77-83 Вт.
Тогда уже имеет смысл смотреть устройство примерно от 90-100 Вт.
Коммутатор не должен постоянно работать на самом пределе своего PoE-бюджета.
Запас особенно полезен ночью, когда на камерах включается дополнительная подсветка.

Почему камеры могут работать днём и пропадать ночью

Очень характерная ситуация.
Установили восемь камер.
Днём всё работает идеально.
Наступает ночь.
Включается ИК-подсветка.
И одна или несколько камер начинают:
перезагружаться
пропадать
периодически становиться Offline.
Одна из возможных причин - система питания работала практически на пределе, а после включения подсветки нагрузка выросла.
Если проблема возникает одновременно с переходом камер в ночной режим, PoE-бюджет обязательно стоит проверить.

Что такое 802.3af, 802.3at и 802.3bt

Это стандарты PoE.
Для обычного пользователя главное понимать принцип.
802.3af - базовый PoE для относительно маломощных устройств.
802.3at - PoE+, рассчитанный на большую мощность.
802.3bt - более мощные варианты PoE, которые нужны оборудованию с повышенным потреблением.
Обычная фиксированная IP-камера часто прекрасно работает от стандартного PoE.
А вот мощная PTZ-камера с мотором, сильной подсветкой или обогревом может требовать PoE+ или более мощный стандарт.
Стандарт PoE камеры и возможности порта коммутатора должны соответствовать друг другу.

Что лучше - PoE или PoE+

Если покупаете новый коммутатор, поддержка PoE+ даёт больше свободы.
При этом PoE+ порт обычно способен работать и с менее мощной совместимой камерой.
Камера запрашивает необходимое питание, а коммутатор его предоставляет в рамках поддерживаемого стандарта.
Поэтому нормальное стандартное PoE не работает по принципу:
«порт мощный - значит камера обязательно получит всю мощность».
Совместимое устройство получает столько питания, сколько ему требуется в рамках протокола.

Passive PoE - отдельная история

Не стоит смешивать стандартный PoE и так называемый Passive PoE.
Стандартные 802.3af/at/bt устройства согласовывают подачу питания.
Passive PoE может подавать напряжение без такого стандартного согласования.
Подключать случайное устройство к неизвестному Passive PoE опасно.
Для обычной современной системы видеонаблюдения лучше ориентироваться на оборудование с нормальной поддержкой стандартов IEEE PoE.

Нужен 100 Мбит или гигабит

Теперь переходим от питания к данным.
Одна отдельная IP-камера обычно создаёт поток намного меньше 100 Мбит/с.
Поэтому порт камеры 100 Мбит/с во многих системах совершенно не является проблемой.
Но есть другой участок сети:
uplink от коммутатора к NVR или основному коммутатору.
Через него может одновременно идти трафик всех камер.

Почему uplink важнее отдельного порта камеры

Допустим, установлено восемь камер.
Каждая передаёт около 6 Мбит/с.
Получаем ориентировочно:
8 × 6 = 48 Мбит/с.
Пока всё нормально.
Но камер может стать больше.
Может вырасти разрешение.
Добавятся дополнительные потоки.
Появятся другие сетевые устройства.
И один 100-мегабитный uplink уже становится менее комфортным.
Для современных систем с несколькими камерами я предпочитаю гигабитный uplink.
Он даёт хороший запас и избавляет от необходимости экономить на центральном участке сети.

Нужно ли, чтобы абсолютно все порты были гигабитными

Не обязательно.
Для самой камеры Fast Ethernet часто более чем достаточно.
Поэтому существуют специализированные PoE-коммутаторы, где:
PoE-порты - 100 Мбит/с
uplink - 1 Гбит/с.
Для видеонаблюдения такая архитектура вполне логична.
Но если разница в цене небольшая и строится новая универсальная сеть, полностью гигабитный коммутатор даёт больше возможностей на будущее.

Что такое uplink

Uplink - порт, через который PoE-коммутатор соединяется с остальной сетью.
Например:
8 камер -> PoE-коммутатор -> uplink -> NVR.
Или:
камеры -> PoE-коммутатор -> uplink -> основной коммутатор -> NVR.
Uplink может быть:
обычным RJ45
гигабитным RJ45
SFP
или иметь несколько вариантов.
При большом количестве камер именно через uplink проходит суммарный видеотрафик.
Поэтому экономить здесь я бы не стал.

Нужен ли SFP

Для обычной квартиры или небольшого частного дома - чаще всего нет.
SFP становится интересен, когда между сетевыми узлами большое расстояние или используется оптоволокно.
Например:
одно здание
другое здание в 300 метрах
камеры находятся в обоих.
Между зданиями разумнее построить оптическую магистраль, чем пытаться растянуть обычный Ethernet на несколько сотен метров.
Тогда PoE-коммутатор с SFP становится очень удобным.

Что такое режим Long Range или Extend

На специализированных коммутаторах для видеонаблюдения можно встретить:
Extend
Long Range
CCTV Mode
250 m
и похожие обозначения.
Такой режим позволяет увеличить длину Ethernet-линии сверх стандартного обычного сегмента.
Но обычно это достигается ценой снижения скорости порта.
Например, соединение может переключиться на значительно меньшую скорость.
Это полезная функция, но не магия.
Если камера находится далеко, нужно проверить характеристики конкретного коммутатора и понимать ограничения режима.

Можно ли просто тянуть PoE на 200 метров

Обычный Ethernet проектируется не так.
Для стандартной линии ориентир обычно около 100 метров сегмента.
Если расстояние значительно больше, применяют:
PoE-удлинители
промежуточные коммутаторы
Long Range режимы
оптоволокно
другую архитектуру сети.
На серьёзном объекте лучше изменить схему сети, чем пытаться любой ценой вытянуть один медный кабель на огромную дистанцию.

Медный кабель или CCA

Если по витой паре идёт только информация, качество проводника уже важно.
Когда по ней дополнительно передаётся питание PoE - становится ещё важнее.
CCA имеет более высокое сопротивление по сравнению с полноценной медью.
На длинной линии это означает большую потерю напряжения и нагрев.
Для стационарного PoE-видеонаблюдения я бы использовал качественную медную витую пару.
Мы уже подробно разбирали выбор кабеля в отдельной статье, поэтому здесь главное правило именно такое.

Управляемый или неуправляемый коммутатор

Для маленькой домашней системы неуправляемого PoE-коммутатора часто более чем достаточно.
Подключили камеры.
Подключили uplink.
И система работает.
Управляемый коммутатор нужен, когда требуется больше контроля.
Например:
VLAN
мониторинг портов
отдельная сеть для камер
управление PoE
диагностика
настройка скорости
другие сетевые функции.
Для четырёх камер дома управляемый коммутатор может быть избыточным. Для большой корпоративной сети - наоборот, очень полезным.

Зачем VLAN для камер

На более серьёзных объектах камеры часто отделяют от основной пользовательской сети.
Например:
компьютеры сотрудников находятся в одной VLAN
камеры - в другой
оборудование управления - в третьей.
Это улучшает контроль сети и упрощает настройку доступа.
Но если вы устанавливаете четыре камеры в частном доме, строить сложную сетевую архитектуру только ради красивой схемы необязательно.
Сложность системы должна соответствовать задаче.

Что такое PoE Watchdog

На специализированных CCTV-коммутаторах иногда есть функция PoE Watchdog.
Её задача - контролировать доступность подключённого устройства.
Если камера зависла и перестала отвечать, коммутатор может попытаться перезапустить питание соответствующего PoE-порта.
Это удобно на удалённых объектах.
Но нужно понимать, что название и алгоритм функции зависят от производителя.
Watchdog способен помочь при зависшей камере, но не исправит повреждённый кабель, недостаточный PoE-бюджет или неисправное устройство.

Нужен ли коммутатор с вентилятором

Зависит от мощности.
Небольшие PoE-коммутаторы часто имеют пассивное охлаждение и работают совершенно бесшумно.
Мощные модели на большое количество портов могут использовать вентиляторы.
Если устройство будет стоять:
в спальне
кабинете
жилом помещении,
шум имеет значение.
В серверной это уже менее критично.
Перед покупкой мощного 16-24-портового устройства полезно проверить, используется ли активное охлаждение.

Где ставить PoE-коммутатор

Лучшее место - сухое, обслуживаемое и нормально вентилируемое.
Не стоит размещать обычный офисный коммутатор:
под открытым дождём
в сырой коробке на улице
возле отопительного оборудования
в герметичной маленькой коробке на солнце
PoE-коммутатор сам выделяет тепло, особенно при высокой нагрузке.
Если устройство устанавливается на улице, используется соответствующий шкаф или оборудование, рассчитанное на такие условия.

Нужен ли ИБП

PoE имеет очень приятное преимущество.
Все камеры получают питание из одной точки.
Значит, чтобы обеспечить резервное питание всей системы, не нужно ставить маленький ИБП возле каждой камеры.
Можно запитать:
PoE-коммутатор
NVR
роутер
от одного нормально рассчитанного источника бесперебойного питания.
Это одна из причин, почему централизованное PoE удобно для видеонаблюдения.
При отключении электричества камеры и запись смогут продолжить работу, пока хватает аккумуляторов ИБП.

PoE-коммутатор для 4 камер

Для четырёх обычных камер я бы смотрел на устройство с минимум четырьмя PoE-портами.
Если планируется расширение - имеет смысл сразу рассмотреть большее количество портов.
Дальше считаем мощность.
Например, четыре камеры максимум по 8 Вт:
4 × 8 = 32 Вт.
Добавляем запас.
Коммутатор с бюджетом около 50-60 Вт уже выглядит намного спокойнее, чем модель, работающая практически на пределе.
Но считать нужно потребление именно ваших камер.

PoE-коммутатор для 8 камер

Та же логика.
Допустим, восемь камер максимум по 9 Вт.
8 × 9 = 72 Вт.
Добавляем запас.
Я бы уже смотрел примерно в сторону PoE-бюджета около 90-100 Вт и выше.
Если среди камер есть мощные PTZ, расчёт может измениться очень заметно.
Кроме того, для восьми камер особенно желательно обратить внимание на гигабитный uplink.

PoE-коммутатор для 16 камер

Здесь уже нужно смотреть на устройство как на полноценный сетевой узел.
Проверяем:
1. Общий PoE-бюджет.
2. Мощность каждого порта.
3. Uplink.
4. Общую пропускную способность.
5. Охлаждение.
6. Возможность установки в стойку.
7. SFP при необходимости.
8. Управление сетью.
9. Резервное питание.
10. Запас портов.
На 16 и более камерах выбор «любой свитч, лишь бы было 16 PoE» уже может закончиться неприятно.

Что выбрать для частного дома

Допустим, планируется 6 камер.
Я бы рассматривал 8-портовый PoE-коммутатор.
Проверил бы максимальное потребление каждой камеры.
Посчитал общий бюджет с запасом.
Выбрал гигабитный uplink.
Если сложного сетевого управления не требуется - обычного неуправляемого устройства вполне может быть достаточно.
Для домашней системы простота часто важнее десятков профессиональных сетевых функций, которые никогда не будут использоваться.

Что выбрать для магазина или офиса

Если камер 8-16, я бы уже внимательнее смотрел на архитектуру сети.
Особенно если по тому же оборудованию проходит другой трафик.
Может быть полезен управляемый коммутатор.
Стоит предусмотреть:
запас портов
нормальный uplink
PoE-бюджет
ИБП
возможность мониторинга
место в шкафу.
Если объект расширяется, изначально правильно построенный узел экономит много времени позже.

Как выбрать PoE-коммутатор за 5 минут

1. Посчитайте количество камер.
2. Добавьте разумный запас свободных портов.
3. Найдите максимальное потребление каждой камеры.
4. Сложите мощность всех камер.
5. Добавьте примерно 20-30 процентов запаса по PoE-бюджету.
6. Проверьте, какой стандарт PoE нужен камерам - 802.3af, at или bt.
7. Для нескольких камер выбирайте нормальный uplink, желательно с запасом по скорости.
8. Если линии длинные - заранее проверьте расстояние и нужную архитектуру.
9. Решите, нужны ли управление, VLAN, SFP и Watchdog.
10. Проверьте условия установки и возможность подключения коммутатора к ИБП.
После этих десяти шагов останутся устройства, которые подходят системе не только по количеству разъёмов, но и по реальным возможностям.

Как быстро понять, что вы выбрали слишком слабый коммутатор

Камеры работают днём, а ночью начинают пропадать - проверьте PoE-бюджет и потребление при включённой подсветке.
После подключения последней камеры появляются перезагрузки - проверьте общую нагрузку по питанию.
Одна мощная PTZ не запускается, а обычные камеры работают - проверьте стандарт и мощность конкретного PoE-порта.
Камеры работают, но общий просмотр начинает тормозить при высокой нагрузке - смотрите сетевую часть, в том числе uplink.
На коротком кабеле всё работает, на длинном камера нестабильна - проверяйте кабель, длину, качество проводника и питание на линии.

Частые ошибки при выборе

1. Выбирать коммутатор только по количеству PoE-портов.
2. Не смотреть общий PoE-бюджет.
3. Покупать устройство без запаса мощности.
4. Не учитывать повышенное потребление PTZ-камер.
5. Забывать про рост потребления после включения ИК-подсветки.
6. Делать центральный uplink слабее, чем требуется всей системе.
7. Использовать дешёвый CCA на длинных PoE-линиях.
8. Считать режим 250 метров полноценной заменой нормальному проектированию сети.
9. Покупать сложный управляемый коммутатор для четырёх домашних камер, если эти функции никогда не понадобятся.
10. Устанавливать обычный внутренний коммутатор в сыром уличном шкафу без нормальных условий эксплуатации.
Главная ошибка - воспринимать PoE-коммутатор как обычный разветвитель на несколько камер. На самом деле он одновременно является сетевым узлом и источником питания.

Коротко

Для выбора PoE-коммутатора нужно посмотреть на четыре главных параметра:
количество портов, PoE-бюджет, стандарт PoE и скорость uplink.
Если камер четыре, это ещё не означает, что подойдёт абсолютно любой четырёхпортовый PoE-коммутатор.
Сначала посчитайте максимальное потребление камер и оставьте запас мощности.
Для нескольких современных камер я бы также не экономил на uplink. Центральный канал должен спокойно пропускать суммарный видеопоток системы.
Для дома часто достаточно простого неуправляемого PoE-коммутатора. Для крупного объекта уже становятся полезными VLAN, SFP, мониторинг и другие сетевые функции.
Лучший PoE-коммутатор - не самый мощный и дорогой, а тот, который с нормальным запасом закрывает потребности конкретной системы.
Если заранее посчитать питание и сеть, большая часть типичных проблем с PoE вообще не появится.