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以太网供电 (PoE) 技术赋能工业系统,五大关键问题不容忽视

2022年12月23日
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您在将各类设备接入工业系统、传输海量数据的同时,是否还要面对向 IP 摄像头、无线 AP 等受电设备大量供电的挑战?以太网供电 (PoE) 技术可以助您一臂之力。这种供电机制由供电设备 (PSE) 以电缆为媒介提供电力,灵活性强,可以节约成本和时间。使用以太网供电,您无需在每个终端都安装新的电源插座,因而节约了电气安装的时间和成本。您也不必再受限于固定电源插座,可以根据需求灵活安装受电设备,并轻松连接至 PoE 交换机等供电设备。未来需要调整或扩展时,也能更加方便地移动供电设备,告别固定插座限制。

然而,市场对 IP 摄像头分辨率和无线 AP 设备连接能力的要求越来越高,目前 15 W 或 30 W 主流 PoE 设备已无法满足。此外,供电设备和受电设备的兼容性调试可能要花费大量时间,增加工业工程师的负担。

在本文中,我们将探讨工业系统生命周期的几个常见重要问题。读完后,您将更加了解如何部署采用 PoE 技术的工业系统。

购买前——评估

问题 1:哪种 PoE 技术标准可以支持我的强耗电设备(如 IP 摄像头)?

您是否有过这种困扰:购买了一个 IP 摄像头,却搞不清楚应该配备哪一种 PoE 交换机?在开发工业系统时,必须认真考虑供电设备(如 PoE 交换机)和受电设备(如 IP 摄像头)之间的兼容性,以避免将来出现问题。

2003 年 IEEE 802.3af PoE 标准推出后不久,工业工程师就认识到了它的优势。从那时起,实地部署的 PoE 交换机数量便持续稳步增加。然而随着发展,工业设备变得愈发复杂,物体检测、光学扫描等新功能层出不穷,耗电量也随之增加。为此,制造商纷纷创建专有协议来支持大功率输出,但这反而可能造成供电设备和受电设备之间出现兼容问题。在规划整个系统时,必须预先考虑到这些潜在问题,选择合适的网络连接设备。现在有很多检测电压或监测功率的工具,可以用于测试设备互操作性。强烈建议您选择统一采用 IEEE 802.3 at/af/bt 标准的受电设备和供电设备,或利用 Sifos 等工具或软件测试设备,以便在实地部署前确保设备兼容。

问题 2:确认网络是否有足够带宽的最佳方法是什么?

您是否遇到过这样的情况:网络已经启动运行,但由于数据包延迟,IP 摄像头的画面无法正常传输?许多工业系统都要求向控制中心传输实时的高画质快照或视频流,而这往往会占用大量带宽。

因此,必须确保您的 PoE 交换机有足够带宽,才能稳定传输 4K 或 UHD 摄像头拍摄的高清视频,避免降低画质或导致视频缺失。虽然市面上已有全千兆 PoE 交换机可以充分满足这一要求,但价格过于高昂。带有千兆甚至 2.5GbE 端口的复合端口 PoE 交换机便成为更理想的选择,不仅能提高您网络的灵活性,价格也低于全千兆交换机。

购买后——安装

问题 3:在不知道每个受电设备功耗要求的情况下,如何在网络上妥当配置 PoE 设备?

您是否遇到过这样的情况:必须先查看受电设备(如 IP 摄像头)的 PoE 功耗,再配置 PoE 交换机,确保符合该受电设备的供电标准?但这样一来流程就变繁琐了,我们应该考虑其他更加简便的解决方案。

一种常见情形是,供电设备 PoE 交换机最高支持 IEEE 802.3bt 90 W 输出,但受电设备(如无线 AP 和 IP 摄像头)功率是 15 W 至 90 W。随着技术进步,现在已有一些解决方案可以帮助您避免这个问题。有的 PoE 交换机已具备自动检测受电设备功耗的功能,无需手动将受电设备的参数录入 Web GUI 管理系统。业界普遍认为,自动检测功耗的功能可显著简化配置和部署。

购买后——维护

问题 4:要想确定远程部署的受电设备是否有问题,最好的方法是什么?

您是否接到过客户反馈,某台 IP 摄像头无法正常工作,需要立即处理?而该 IP 摄像头很可能位于数百公里之外,客户往往不愿意在情况不明确时派遣工程师前往现场。这时通常需要获取更多信息才能作出决定。

工业应用常常部署在偏远地区或恶劣环境中。理想情况下,PoE 交换机应该具备故障检查和自动远程重启受电设备的功能,这样便能提供更多现场信息,帮助决定有无必要派遣维修人员以及应当携带哪些设备,从而迅速解决问题。一种有效做法是通过设置电子邮件、继电器或 Trap 通知来获取受电设备状态信息。此外,也可以使用管理软件,更加便捷地确定远程设备可能遇到的问题。因此,建议您尽可能利用软件管理功能,深入了解设备故障的原因,进而作出更加合理的派遣安排。

问题 5:如何加强网络连接设备的安全性?

您是否曾认为,您的 IP 监控系统处在闭环中,并且采取了物理隔离,因此不会受到网络安全威胁?但遗憾的是,事实并非如此。其实,您可能也读到过新闻报道,一些公司自认为系统安全无虞,却遭遇网络入侵,导致视频资料泄露。

要建立安全可靠的网络,您需要工业级网络安全技术。在现代工业环境中,有多种不同方案供您选择。推荐您使用遵循“安全始于设计”理念的组件来搭建安全网络基础设施。您需要确保您选用的 PoE 交换机搭载了 HTTPS/SSL、SSH、RADIUS、TACACS+ 等安全功能,这将大大增强您的工业网络安全。此外,强烈建议您选择与拥有完善的漏洞管理流程的供应商合作。当收到漏洞报告时,供应商必须能够妥善应对,高效沟通,保证您的系统在整个生命周期内始终安全可靠。

IP 监控创新领军企业谈如何优化服务 

“客户向我们反映最多的问题包括:无法用 PoE++ 供电器的以太网端口连接其他网络互联设备,缺少用于数据管理的二层网络管理功能,无法知晓远程 PoE++ 摄像头的运行情况,以及没有高级诊断工具。客户常常不得不派遣工程师到远程站点诊断故障,或手动重置摄像头。”全球视频监控系统创新企业无线技术公司 (WTI) 销售总监 Lester Miyasaki 说,“我们对 Moxa 的 EDS-G4012-8P-4QGSFP-LVA-T 交换机印象非常深刻。这是一款支持 PoE++ 技术的 12 口二层网管型交换机。首先,它具备自动检测功能,在连接到 PoE++ 摄像头后就会将摄像头类型和等级报告给交换机的 Web GUI 系统。其次,它的 Web GUI 系统直观简洁、易于使用,支持管理 PoE++ 设置,如功率预算和电耗。客户如有需要,还可以导出数据作进一步分析。另外,它还有一个非常实用的 PoE++ 端口电能回收功能,有助于降低派遣人员到远程站点的频率,提高客户的生产效率。”

总结

由于各行各业都在不断变化,客户对其网络的要求也日益提高。要想满足客户需求,经过验证且有实践背书的解决方案永远是更优选择。Moxa EDS-4008EDS-4012 和 EDS-G4012 系列以太网交换机推出配备多达 8 个 IEEE 802.3bt PoE 端口的型号,每个端口的输出功率高达 90 W。Moxa EDS-4000/G4000 系列 PoE 交换机通过了 Sifos PoE 兼容性测试,确保每个供电设备端口符合 IEEE 802.3at、IEEE 802.3bt 标准,以及安全和互操作性行业标准。Moxa 全面多样的产品组合拥有多种端口组合类型,包括百兆以太网、千兆以太网和 2.5GbE 以太网等,为您的工业网络部署提供灵活选择。此外,EDS-4000/G4000 系列还具备自动 PoE 检测和故障检查功能,帮助您快速设置和维护系统。了解更多详情,请访问网络互联 PoE 交换机微网站

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