So wählen Sie einen PoE-Switch für raue Umgebungen

Als zeit- und kostensparende Technologie liefert Power over Ethernet (PoE) sowohl Strom als auch Daten an stromversorgte Geräte über das gleiche Ethernet-Kabel über eine Übertragungsstrecke von 100 m, wodurch komplizierte Stromkabel entfallen. Zusammen mit der schnellen Expansion des Internets der Dinge (IoT) oder netzwerkverbundener Geräte hat die PoE-Technologie in den meisten Netzwerkinfrastrukturen ein exponentielles Wachstum erfahren. Es wird häufig in Anwendungen wie VoIP-Telefonen und drahtlosen Zugangspunkten implementiert, um ein hochintegriertes Netzwerk/Stromversorgungssystem aufzubauen.

Vorteile der Verwendung von PoE-Schalter in rauen Umgebungen

Als wesentlicher Bestandteil des gesamten Netzwerksystems erkennt der PoE-Schalter automatisch, ob die angeschlossenen Geräte PoE-kompatibel sind und überträgt Strom an diese ferngespeisten Geräte (sofern positiv). Heutzutage hat es sich aufgrund seiner inhärenten Vorteile zu einem Spitzenreiter für Anwendungen unter gefährlichen Bedingungen entwickelt: benutzerfreundliche Installation mit einfachem Plug-and-Play-Design; Niederspannung (ungefährliche elektrische Ströme von ≤60 Volt) mit intelligenter Leistungserkennung zur Vermeidung von Über- oder Unterlast; verbesserte Zuverlässigkeit mit unterbrechungsfreien und redundanten Stromversorgungen für den Dauerbetrieb; große Flexibilität für den Standortwechsel, ohne fest mit Steckdosen verbunden zu sein, um die Skalierbarkeit der Netzwerkarchitektur zu verbessern

Wie wählt man einen PoE-Schalter für Bereitstellungen in rauen Umgebungen aus?

PoE-Schalter bieten eine Vielzahl von Vorteilen für alle Lebensbereiche, ob für den Heim- oder Geschäftsgebrauch, aber nicht alle Switches sind gleich. Um den richtigen PoE-Schalter für den Einsatz in rauen Umgebungen auszuwählen, müssen Sie folgende Punkte beachten:

PoE, PoE+ oder PoE++? (Leistungsbudget)

Das Leistungsbudget ist ein wesentlicher Faktor, der bei der Auswahl berücksichtigt werden muss. Nach dem IEEE-Standard (Power Supply Protocol) lassen sich die PoE-Schalter grob in drei Kategorien einteilen: PoE-, PoE+- und PoE++-Schalter. Bevor Sie einen PoE-Schalter kaufen, müssen Sie das Leistungsbudget aller Powered Devices (PDs) berechnen, die Sie an den Schalter anschließen, und dann ein entsprechendes Gerät auswählen, das Ihren spezifischen Anforderungen entspricht. Benötigen die PDs nur einen eher geringen Leistungspegel, erscheint der Basis-PoE-Schalter ausreichend, während für den Aufbau eines robusten, leistungsstarken Netzwerksystems PoE+ oder PoE++ eindeutig die bessere Wahl ist.

Der PoE-Schalter (IEEE 802.3af Standard-Typ 1) unterstützt eine maximale Stromversorgung von bis zu 15,4 W pro Port mit einem Spannungsbereich von 44-57 V und nutzt nur zwei der vier verfügbaren Twisted Pairs für die Stromübertragung. Es kann eine maximale Leistung von 12,95 W an PDs wie VoIP-Telefone, WLAN und statische Überwachungskameras liefern. PoE+ Schalter (Typ 2) ist die aktualisierte Version der PoE-Technologie (maximale Leistung pro Port: 30 W; Spannungsbereich: 50-57 V; zwei verdrillte Paare). Gemäß dem IEEE 802.3at-Standard kann es Geräte, die mehr Watt benötigen, wie z. Im Gegensatz zu den anderen Standard-Schalter liefert der PoE++-Schalter (IEEE 802.3bt) Strom in einem Kupferkabel (mit zwei oder vier verdrillten Paaren) an PoE-kompatible Geräte. Darüber hinaus kann es in zwei Typen unterteilt werden: Typ 3 und Typ 4. Sie können einige Geräte mit Strom versorgen, die eine höhere Wattleistung erfordern, wie Videokonferenz systeme und Gebäudezugangs kontrolle (Typ 3: 51 W und Typ 4: 71 W). Die maximale von jedem Port gelieferte Leistung beträgt 60 W bei Typ 3/100 W bei Typ 4 mit einem Spannungsbereich von 50/52-57 V.

Schalter-Ports, Überspannungsschutz, Lebensdauer und Verwaltbarkeit

Abgesehen vom Strombudget sollten Sie herausfinden, wie viele PoE-Stromanschlüsse je nach Anzahl der mit Strom versorgten Terminals benötigt werden. Heutzutage bieten die verfügbaren PoE-Schalter eine große Auswahl von 4, 8, 16 bis zu den maximal 24 Gigabit-Ports und manchmal mit zusätzlichen SFP-Modulsteckplätzen für Glasfaser- oder Kupferkabelverbindungen. Für den Einsatz im Freien sollte der PoE-Schalter Überspannungsschutz (4-6 kV) für alle Ports unterstützen, um das Gerät vor Blitzeinschlägen und anderen Überspannungen zu schützen und selbst in den rauesten Umgebungen eine sichere und zuverlässige Leistung zu bieten. Und die Lebensdauer ist auch so wichtig. Normale PoE-Schalter haben nur eine Lebensdauer von 2-3 Jahren (kürzer in rauen Umgebungen), während gehärtete/robuste bis zu 10 Jahre halten können.

Je nach Verwaltbarkeit können PoE-Schalter weiter in verwaltete und nicht verwaltete Schalter eingeteilt werden. Unmanaged Schalter können nicht geändert oder verwaltet werden, sind jedoch erschwinglich und benutzerfreundlich und bieten eine einfache Einrichtung (Plug-and-Play) ohne erforderliche Konfiguration. Im Gegenteil, Managed Schalter bieten volle Managementkapazitäten mit Sicherheitsfeatures, was sie auch verteuert. Autorisierte Benutzer können die aus jedem Port kommende Spannung regulieren und entsprechend einen angemessenen Energieplan erstellen. Obwohl sie komplizierte Einrichtungsverfahren haben (die Unterstützung von Fachleuten ist erforderlich), sind sie die beste Wahl für den Ferneinsatz.

Andere zu berücksichtigende Kriterien

PoE-Schalter sind anfälliger für Ausfälle und Störungen, wenn sie im Freien oder in einer rauen Umgebung eingesetzt werden, daher muss frühzeitig ein wirksamer Schutz gegen unkontrollierbare Umgebungsänderungen geplant werden. Im Folgenden sind einige wichtige Faktoren aufgeführt, die Sie berücksichtigen sollten, um sicherzustellen, dass der von Ihnen gewählte PoE-Schalter unter allen Umständen eine hervorragende Netzwerkleistung liefert.

1. Breiter Betriebstemperaturbereich (-40-75°C)

Eine der häufigsten Gefahren bei der Installation von PoE-Schalter in rauen Umgebungen ist die Umgebungstemperatur. Im Vergleich zu einer Klimatisierung, bei der die Temperatur in einem erträglichen Bereich gehalten wird, mit einem umfassenden thermischen Kontrollsystem zur automatischen Speicherung und Ableitung von Wärmegewinnen, steht eine unterkonditionierte Umgebung immer vor der Herausforderung durch starke Temperaturschwankungen. In Dubai, einer der heißesten Städte der Welt, erreicht die Außentemperatur im Sommer 43°C (109°F) bei einer durchschnittlichen Luftfeuchtigkeit von über 90%, während Jakutsk, die kälteste Stadt der Welt, eine Jahresdurchschnittstemperatur von -8,8° hat C (16,16°F). Die normalen/kommerziellen Schalter können nur in einem begrenzten Temperaturbereich von 0-40 °C betrieben werden, der bei extremen Temperaturen leicht kaputt geht.

Da die Außentemperatur irgendwie unkontrollierbar ist, müssen die ausgewählten PoE-Schalter über einen weiten Temperaturbereich (-40°C/-40°F bis 75 °C/167°F), um an Orten wie Alaska zu arbeiten, an denen beide Extremitäten leiden. Ein weiterer Grund, warum Menschen sich für einen PoE-Schalter mit einem breiten Betriebstemperaturbereich entscheiden sollten, ist, dass der Aufbau einer klimatisierten Umgebung teuer und zeitaufwändig ist und es fast unmöglich ist, eine bestimmte Einstellung mit einem strengen Temperaturstandard zu ändern. Zum Beispiel sollte eine Scheune/ein Bauernhaus innerhalb einer angemessenen Temperatur bleiben, um den Komfort, die Gesundheit und die Produktion von Vieh aufrechtzuerhalten. Die optimalen Lebenstemperaturen für Milchkühe liegen zwischen -5°C/23°F bis 15°C/59°F, um eine optimale Milchproduktion und Tiergesundheit zu gewährleisten. Daher ist es in diesen Situationen eindeutig nicht ratsam, eine Einstellung neu zu erstellen oder zu transformieren.

2. Duales/redundantes Netzteil

Um den normalen Betrieb der mit Strom versorgten Geräte zu gewährleisten, sollte der gewählte PoE-Schalter über duale/redundante Netzteile verfügen, um den Anforderungen von Anwendungen in rauen Umgebungen gerecht zu werden. Die Stromversorgung elektronischer Geräte in rauen Umgebungen ist nie eine leichte Aufgabe. Im Freien platzierte PoE-Schalter sind anfälliger für Blitzeinschläge und Überspannungen, die die Verbindung zwischen Power Sourcing Equipment (PSE) und PDs gefährden und das gesamte Netzwerksystem deaktivieren. Daher wird dringend empfohlen, einen PoE-Schalter mit redundanten Netzteilen (eine Kombination aus zwei oder mehr Netzteilen für eine Last) auszuwählen, um die Wahrscheinlichkeit von Stromausfällen zu minimieren und die Zuverlässigkeit des PoE-Systems zu erhöhen. Wenn also einer ausgeschaltet ist, versorgt der andere das Gerät weiterhin mit voller Leistung. Darüber hinaus unterstützen PoE-Schalter mit redundanten Netzteilen Hot-Swapping, d. h. Sie können das defekte Netzteil durch ein neueres ersetzen, ohne das Gerät offline zu nehmen, was insbesondere für Außeneinsätze in rauen Umgebungen äußerst praktisch ist.

3. Wärmeableitung (wählen Sie lüfterlose Schalter statt lüfterverteilte)

Eine Kühlung ist erforderlich, da die Schalter im Betrieb eine erhebliche Wärmemenge erzeugen. Unbehandelt würde übermäßige Hitze dem Ethernet-basierten Netzwerk großen Schaden zufügen, indem sie die unterschätzte Hardware und Komponenten verbrennt. Da PoE-Schalter normalerweise in unkonditionierten Umgebungen ohne angemessene Temperaturkontrolle installiert werden, ist ein gut entwickeltes Kühlsystem dringend erforderlich, um die Wärme von den Geräten abzuleiten und potenzielle Funktionsausfälle zu vermeiden. Im Allgemeinen fallen diese Systeme in zwei Kategorien: passives Kühlsystem (lüfterlos) und aktives Kühlsystem (lüfterverteilt).

Als hervorragende Lösung für das Wärmemanagement zielt die passive Kühlung darauf ab, externe und interne Wärmegewinne zu verhindern, indem die Wärme von einem Wärmeverteiler oder Kühlkörper (etwas, das die Wärme aufnimmt oder abführt) mit geringem oder keinem Energieverbrauch nach außen abgeführt wird. Einer der wichtigsten Vorteile lüfterloser Schalter ist die Geräuschreduzierung durch ein natürliches Kühlsystem. Im Gegenteil, das aktive Kühlsystem ist oft lüfterverteilt, was nicht nur unangenehme Geräusche erzeugt (was die Netzwerkleistung des Schalter beeinträchtigt), sondern auch einen höheren Stromverbrauch erfordert. Und das mechanische Kühlsystem ist störanfälliger als sein passives Pendant. Einerseits führt der Ausfall eines Lüfters zum Kollaps des gesamten PoE-Systems (Überhitzung droht der Ausfall innerer Komponenten); Andererseits sind regelmäßige Reinigungen und Wartungen (mindestens zweimal im Jahr) bei der Installation eines PoE-Schalter an staubigen Orten wie Kellern dringend erforderlich, da Staub beim Drehen an den Lüfterflügeln haften bleibt, was den Kühlprozess verlangsamt .

4. IP- oder NEMA-zertifiziertes Außengehäuse

Im Freien oder in rauen Umgebungen installierte PoE-Schalter sind häufig zahlreichen Umweltgefahren ausgesetzt (Eintauchen in Wasser, UV-Strahlung und Korrosion, Eindringen von Staub, Schmutz oder anderen Partikeln in der Luft usw.), die den Ausfall des Geräts gefährden. Ein solide konstruiertes Gehäuse ist das, was jeder für Außeneinsätze an einem explosionsgefährdeten Ort braucht. Aufgrund der langen Exposition gegenüber verschiedenen Außenbedingungen sollte das Gehäuse eine starke Beständigkeit gegen UV-Strahlung und Korrosion aufweisen. Ein aufklappbares Design wird dringend empfohlen, um einen schnellen Zugriff zu ermöglichen und gleichzeitig unbefugten Zugriff zu verhindern. Außerdem sollte es aus strapazierfähigen Materialien bestehen, die gegen alle Arten von Umweltgefahren sehr widerstandsfähig sind und die WLAN-Signale weniger stören (Materialien wie Polycarbonat, Edelstahl usw.)

Vor allem sollten Sie ein IP- oder NEMA-zertifiziertes Gehäuse wählen, das Schutz vor unbeabsichtigtem Kontakt mit Feuchtigkeit, Staub oder anderen physikalischen und chemischen Gefahren bietet. Im Vergleich zu den meist in den USA verwendeten NEMA-Klassifizierungen sind IP-Klassifizierungen international anerkannt und konzentrieren sich auf den Schutz vor Wasser und Staub für alle Arten von Geräten. Die erste Zahl der IP-Codes (auf einer Skala von 0-8) steht für die Beständigkeit gegen feste Partikel wie Staub oder Schwebstaub, während die zweite Zahl (0-8) den Schutz gegen Flüssigkeiten wie Regenwasser beschreibt. Je höher die Zahl ist, desto mehr Schutz bietet sie. IP65 bietet beispielsweise vollen Schutz gegen Staub, andere Partikel und Strahlwasser aus allen Richtungen. Andererseits werden NEMA-Ratings ausschließlich für Gehäuse verwendet. Sie bewerten auch andere Faktoren, die nicht in den IP-Bewertungen enthalten sind, wie z. B. korrosive Mittel. NEMA 4X ist ein häufig verwendeter Standard für Außengehäuse und bietet einen starken Schutz im Freien mit starkem Schutz gegen das Eindringen von Schwebstoffen, Spritzern oder Wasser aus dem Schlauch sowie einer eingebauten Korrosionsbeständigkeit in der Umgebungsluft.