Zukunftssichere PoE-Standards zur Versorgung moderner KI-Kameras

PoE (Power over Ethernet) hat Sicherheitsinstallationen modernisiert, indem es über ein einziges Kabel sowohl Daten als auch Versorgungsgleichstrom für KI-gesteuerte Kameras und intelligente Edge-Geräte bereitstellt. Es zeichnet sich jedoch eine kritische Leistungslücke ab, die die Zuverlässigkeit und Leistung des Systems gefährdet.

Ältere PoE-Standards wie IEEE 802.3af und IEEE 802.3at erfüllten die Leistungsanforderungen früherer IP-Kameras, die 8 bis 30 W Leistung aufnahmen. Moderne PTZ-Kameras mit KI-Funktionen benötigen jedoch deutlich mehr Leistung, die bis zu 50 W oder mehr betragen kann.

Das Problem des Leistungsdefizits ergibt sich aus der Diskrepanz zwischen der vorhandenen PoE-Infrastruktur und der wachsenden Nachfrage nach Sicherheitskameras mit vielen Funktionen. Eine solche Diskrepanz mag zunächst eine kleine Unannehmlichkeit sein, kann aber zu einem grundlegenden Hindernis für den zuverlässigen Betrieb und die Funktionalität des Systems werden. Die tatsächliche Leistungsaufnahme eines Geräts ist nie eine statische Zahl, sondern eine Funktion seiner aktuellen Aktivität.

Die primäre Lösung für dieses Missverhältnis ist ein Hardware-Upgrade, bei dem die Netzwerkinfrastruktur auf einen höheren Leistungsstandard umgestellt wird, der den dynamischen Anforderungen der Überwachungstechnologie gerecht wird. Um das Leistungsdefizit zu beheben und ein stabiles Überwachungsnetzwerk aufzubauen, stehen Ingenieuren mehrere hardwarebasierte Lösungen zur Verfügung, darunter die Aufrüstung des Netzwerks mit gezielten PoE++-Injektoren oder Verkabelungslösungen.

Technische Lösungen für ältere PoE-Infrastrukturen

1. Verwendung des PoE++-Injektors (Abbildung 1)

Wenn beispielsweise eine KI-Kamera, die PoE++ erwartet, an einen PoE/PoE+-Anschluss angeschlossen wird, schaltet sie sich möglicherweise überhaupt nicht ein oder bootet in einem reduzierten Funktionsmodus. Einige intelligente Kameras führen Leistungsverhandlungen durch und gehen in einen eingeschränkten Modus über, wenn nicht die volle Leistung zur Verfügung gestellt wird, z. B. durch Deaktivierung des IR-Strahlers, der Heizung oder der Edge-Verarbeitung, um eine Obergrenze von 30 W nicht zu überschreiten.

Abbildung 1: Der PoE-IEEE802.3bt-Leistungsinjektor POE60U-1BTE-R von Phihong USA für einen Port mit Multi-Gigabit-Datenraten und einer Leistung von 60 W (Bildquelle: Phihong USA)

In vielen Upgrade-Szenarien besteht die einfachste Lösung für einen Port mit zu geringer Stromversorgung darin, einen PoE++-Injektor (Midspan) hinzuzufügen, der die erforderliche 802.3bt-Stromversorgung zwischen dem Switch und dem Gerät bereitstellt. Für kleine Implementierungen kann dies eine unkomplizierte Lösung sein, da ein 802.3bt-Midspan bis zu 60 W oder mehr pro Port liefern kann, was ihn zu einer praktikablen Option für die Nachrüstung von Hochleistungskameras in Netzwerken macht, deren Switches nur 802.3af/at unterstützen.

2. Planung des Energiebudgets

Integratoren sehen sich bei Switches einer totalen PoE-Budgetbeschränkung gegenüber. Ein herkömmlicher PoE-Switch mit einem Leistungsbudget von 150 W, das auf alle Ports aufgeteilt wird, liefert beispielsweise ausreichend Leistung, wenn jede angeschlossene Kamera 5 bis 10 W Strom verbraucht. Aber wenn eine einzelne KI-Kamera 25 bis 50 W verbraucht, können nur wenige davon ein für ältere Geräte konzipiertes Netzteil leicht überfordern. Ohne Planung kann das Hinzufügen von Kameras mit hohem Stromverbrauch die Leistungsgrenzen überschreiten und dazu führen, dass einige Anschlüsse abgeschaltet werden.

Ingenieure, die diese Budgets verwalten, benötigen ein PoE-fähiges Netzwerkmanagement, um kritische Ports zu priorisieren, Lastabwürfe zu implementieren und Budgetreserven zuzuweisen, damit nicht alle Ports gleichzeitig die maximale Kapazität erreichen.

3. Aufrüstung der Verkabelung

Die Verwendung einer bestehenden Verkabelung kann ebenfalls Schwachstellen aufdecken. Die standardmäßigen Cat5e/Cat6-Kabel (Abbildung 2), die in den meisten CCTV-Installationen verwendet werden, können technisch gesehen PoE++-Leistung übertragen, aber die Spannung fällt ab, und die Wärmeabgabe wird bei hohen Lasten stärker. Ein langes Kabel, das eine höhere Leistung an eine Kamera liefert, verliert einige Watt als Wärme und kann auch durch den Widerstand beeinflusst werden.

Abbildung 2: Modulares Ethernet-Cat6A-Kabel BM-6ASG001F von Bel Inc. (Bildquelle: Bel Inc.)

Integratoren müssen die Kabelspezifikationen der bestehenden Infrastruktur berücksichtigen. In einigen Fällen kann eine Neuverkabelung oder die Verwendung von Kabeln einer stärkeren Kategorie, wie Cat6a oder spezielle PoE-Kabel, für Geräte mit hoher Leistung ratsam sein.

Diese Herausforderungen machen deutlich, dass es nicht ausreicht, einfach nur hochmoderne Kameras zu kaufen. Das unterstützende Netz muss sich parallel dazu weiterentwickeln. Viele Sicherheitsintegratoren müssen die PoE-Fähigkeit ihres Standorts überprüfen, d. h. jedes Glied in der Kette, einschließlich Switches, Midspans, Verkabelung und Patchpanels, muss daraufhin überprüft werden, ob es die PoE-Klasse und die Leistungsaufnahme der neuen Geräte unterstützen kann.

Fazit

Durch die Planung mit großzügigen Leistungsreserven und die Übernahme der neuesten PoE-Standards können Integratoren ihre intelligenten Überwachungssysteme zukunftssicher machen und sicherstellen, dass die Leistungsversorgung nie der begrenzende Faktor bei der Einführung neuer Sicherheitslösungen ist. Die Investition in eine leistungsstarke PoE-Infrastruktur lohnt sich nicht nur für KI-Kameras, sondern auch für die Verbesserung des Energiemanagements und der Zuverlässigkeit von IoT-Systemen.