Een snelle internetverbinding is essentieel voor het runnen van uw bedrijf om de productiviteit van werknemers te verbeteren, de veerkracht van het bedrijf te behouden en de samenwerking binnen of buiten het bedrijf te stroomlijnen, terwijl een traag en onstabiel netwerk aanzienlijke financiële verliezen kan veroorzaken. En om data-intensieve, veelgevraagde activiteiten zoals videoconferenties, videostreaming, het downloaden van grote bestanden, enz. Een zorgvuldig ontworpen netwerk kan uw bedrijf helpen groeien en bloeien, maar de vraag is “wat is de beste manier om snel internet voor het MKB te creëren?”. De traditionele manier om te profiteren van Power over Ethernet, een geavanceerde technologie waarmee gegevens en stroom kunnen worden verzonden via een enkele Ethernet-kabel, maar gezien de beperkingen ervan bij langeafstandstoepassingen, zullen sommige bedrijfseigenaren kiezen voor het glasvezelnetwerk dat gewoonlijk wordt geleverd met hogere kosten maar betere netwerkprestaties. In deze blog onderzoeken we de verschillen tussen deze twee soorten netwerkoplossingen en de beste netwerkoplossing voor uw bedrijf.
Op koper gebaseerd netwerk: integreer PoE in uw bedrijf
Power over Ethernet (PoE) biedt een krachtige oplossing om de PD’s van stroom te voorzien vanaf een gecentraliseerd punt in plaats van een verzameling gedistribueerde stopcontacten. Het verzendt stroom en gegevens via dezelfde netwerkkabel naar de aangedreven apparaten (PD’s), zoals PTZ-camera’s, WiFi-6-toegangspunten, IP-intercoms en POS-machines, op een maximale afstand van 100 meter (328ft.) om extra elektrische bedrading op de bouwplaats. Maar apparaten zonder PoE-functies kunnen de gegevens alleen via de Ethernet-kabel ontvangen. PoE geeft u meer flexibiliteit bij het plaatsen van de apparaten, omdat ze niet aan een stopcontact hoeven te worden vastgemaakt. De apparaten kunnen worden geplaatst waar ze het meest nodig zijn en indien nodig gemakkelijk worden verplaatst.
Een typisch PoE-systeem bestaat normaal gesproken uit power sourcing equipment (PSE) en ten minste een powered device (PD). Eenvoudig gezegd verwijst PSE naar apparaten die stroom kunnen leveren aan PoE-compatibele apparaten, en de meest gebruikte PSE’s zijn PoE-switches (endspans) en PoE-injectoren (midspans). De endspan kan de aangesloten PD’s rechtstreeks van stroom voorzien, dus er is geen extra voedingsbron tussen de PSE en de eindapparaten nodig, terwijl de midspan vaak wordt gebruikt als tussenapparaat dat de stroom in een netwerkverbinding injecteert waar een niet-PoE netwerkswitch moet worden gebruikt met een PoE-apparaat. Aan de andere kant zijn PD’s apparaten die stroom krijgen van de PSE, zoals IP-camera’s, WAP’s en VoIP-telefoons.
PoE-standaarden
Geformaliseerd onder de Institute of Electrical and Electronics (IEEE) standaard, neemt ook de hoeveelheid stroom die door de netwerkkabel kan worden gestuurd toe. IEEE-compatibele PSE’s, zoals PoE-switches en PoE-injectoren, kunnen 12 watt tot 70 watt aan vermogen naar de PD’s sturen.
Volgens de IEEE802.3af-standaard kan elke PoE-poort een maximale voeding van maximaal 15,4 W ondersteunen. Vanwege het vermogensverlies over lange kabeltrajecten is het minimaal gegarandeerde beschikbare vermogen bij de PD echter slechts 12,95 W per poort. IEEE802.at-compatibele PSE kan echter tot 30 W per poort leveren en de PD’s kunnen worden gevoed met maximaal 25,5 watt. Bovendien introduceert de nieuwste IEEE802.3bt-standaard ook 2 soorten PoE: PoE++ en Hi-PoE. Met PoE+ kan PSE tot 60 W aan elke poort leveren om elke PD van maximaal 51 W te voorzien, terwijl de krachtige PoE of Hi-PoE een maximaal uitgangsvermogen van 100 W bij PSE kan leveren en het beschikbare vermogen bij de PD’s 71,3 W is. met behulp van de Cat6e-kabels.
toepassingen
• Slimme domotica: beveiligingscamera’s en sensoren bij de hoofdingangen en oprit; apparaten voor spraakopdrachten zoals Amazon Alexa en Google Home; verlichting op afstand regelen, enz.
• Slimme kantoren: slimme toegangscontrole van gebouwen; beveiligingscamerasystemen; videovergaderen; gecentraliseerd beheer van verlichting, vochtigheid, temperatuur; computerschermen, enz.
• MKB: beveiligingscamera’s; beeldschermen voor digitale bewegwijzering; verkooppuntsystemen; de uitbreiding van WiFi-netwerken en de toevoeging van thin clients, enz.
• Industriële automatisering: slimme sensoren en IP-camera’s om bijvoorbeeld productievloeren te monitoren.
Glasvezel: gegevensoverdracht met hoge snelheid over lange afstanden
Bij het bouwen van een supersnel netwerk dat lange afstanden en een hogere bandbreedte vereist, lijdt het geen twijfel: glasvezelkabels zijn uiteraard de beste oplossing. Glasvezelverbindingen hebben een wereldberoemde reputatie op het gebied van langeafstands- en krachtige datanetwerken vanwege de inherente voordelen als een ononderbroken informatiedrager. Als een van de belangrijkste communicatietechnologieën transporteert glasvezel lichtsignalen door flexibele plastic of glazen draden. Normaal gesproken kan de transmissiesnelheid van glasvezel oplopen tot 10 Gbps of meer, maar het kan enigszins afnemen wanneer het samen met incompatibele apparaten wordt gebruikt. Glasvezelverbinding staat ook bekend om zijn duurzaamheid met een verlengde levensduur tot 30-50 jaar, wat het op de lange termijn een waardevolle investering maakt.
Voordelen van glasvezelnetwerk
• Supersnelle datatransmissiesnelheden tot 10 Gbps en hoger
• Lage demping, lage latentie, geschikt voor transmissies over lange afstanden
• Immuniteit voor overspraak, EMI-interferentie, netwerkcongestie, slecht weer, enz.
• Symmetrische upload- en downloadsnelheden in Point-to-Point netwerkverbindingen
• Schaalbaarheid met een hoge bandbreedtecapaciteit voor toekomstige uitbreidingen
• Kleiner formaat en betere treksterkte, waardoor het gemakkelijker te installeren is
Toepassingen van glasvezelnetwerk
• Computernetwerken: Netwerken tussen computers in een enkel gebouw of tussen twee gebouwen in de buurt is veel gemakkelijker te bereiken met glasvezelbekabeling om een snellere en betrouwbaardere netwerkverbinding te zoeken. De glasvezelkabels ondersteunen een grotere bandbreedte en ondersteunen daardoor een hogere capaciteit, ideaal voor netwerkuitbreidingen in de nabije toekomst.
• Videoconferenties: het gebrek aan bandbreedte komt vaak voor bij videoconferenties wanneer meerdere videoapparaten op het netwerk zijn aangesloten of de afstand van videotransmissie te groot is. Verloren datapakketten veroorzaakt door externe interferentie leiden ook tot buffering en videoweergave van slechte kwaliteit. Maar het glasvezelnetwerk biedt een relatief hoge bandbreedte met minimale demping om een supersnelle, buffervrije videotransmissie te garanderen.
PoE versus glasvezel: wat is de duidelijke winnaar?
1) Netwerksnelheid
Snel internet is van cruciaal belang voor uw bedrijfsnetwerk. Het belangrijkste verschil tussen het PoE-netwerk en het glasvezelnetwerk is de netwerksnelheid. Glasvezelkabels verzenden signalen in de vorm van lichtpulsen (laser en LED’s), terwijl in koperen kabels gegevens worden verzonden in de vorm van elektrische signalen, zodat de glasvezelkabels in staat zijn om meer gegevens met een veel hogere snelheid te verzenden dan koperdraden in dezelfde tijd. Bovendien kan een glasvezelverbinding gegevens met een hogere doorvoer overbrengen met minder verzwakking in de gegevensoverdracht over lange afstand, terwijl het op koper gebaseerde Ethernet-netwerk ernstige signaalverslechtering zal ervaren naarmate de afstand groter wordt.
2) Afstand
Zoals eerder vermeld, kan PoE slechts een maximaal transmissiebereik van 100 meter ondersteunen, terwijl de glasvezelverbinding een ultralange-afstandstransmissie van maximaal 60-80 kilometer kan beloven. Alle datasignalen verslechteren over lange afstanden, maar glasvezel biedt een aanzienlijk betere signaalduurzaamheid dan zijn tegenhanger. Het verliest slechts 3% van het signaal over afstanden van meer dan 100 meter, vergeleken met 94% gegevensverlies in het PoE-systeem. En het signaalverlies zal toenemen naarmate de DC-weerstand toeneemt als gevolg van oververhitting in de koperdraden veroorzaakt door hogere elektrische stromen. Maar aangezien de glasvezelkabels geen elektriciteit transporteren, kunnen de meeste signalen met dezelfde sterkte worden verzonden om betere netwerkprestaties te leveren bij implementaties over lange afstanden.
3) Interferentie
Elektromagnetische interferentie (EMI) is een van de grootste problemen in datanetwerken. Terwijl gegevens in de vorm van elektrische signalen in de Ethernet-kabel reizen, genereert het magnetische velden die een gegevensverbinding verstoren en de netwerkprestaties beïnvloeden. Wanneer EMI wordt gegenereerd, wordt de integriteit van de pakketten aangetast en als gevolg daarvan wordt het signaal vervormd. Het kan intermitterende communicatie veroorzaken, een herverzending van de pakketten en zelfs het afsluiten van de lijn. Integendeel, de glasvezelkabels zijn volledig ongevoelig voor EMI omdat er geen elektriciteit doorheen gaat. Glasvezelbekabeling heeft echter enkele inherente nadelen. Het is duurder dan de koperen bekabeling, niet alleen de kabel zelf. Het vereist ook gespecialiseerd gereedschap voor installatie en probleemoplossing.
4) Kabeltypen
De Ethernet-kabel is normaal gesproken gemaakt van koperdraden die de overdracht van gegevens van het ene uiteinde naar het andere mogelijk maken. Gewoonlijk hebben de Ethernet-kabels een diameter van ten minste twee millimeter (ultradunne Cat6), dus ze zijn zwaarder en dikker dan de glasvezelkabels met een diameter van enkele microns (5 tot 100 micron) en ze zijn ook lichter in gewicht. De levensduur van koperen kabels is ongeveer 5 jaar omdat ze gemakkelijk kunnen worden beïnvloed door temperatuurschommelingen en andere omgevingsfactoren, maar glasvezelkabels hebben een langere levensduur van 30-50 jaar. En aangezien de glasvezelkabel geen elektrische signalen doorgeeft, is hij volkomen veilig wanneer hij wordt gebruikt op plaatsen waar vaak bliksem aanwezig is, terwijl de Ethernet-kabel meer vatbaar is voor blikseminslag en corrosieve materialen. En de installatie- en onderhoudskosten van een glasvezelkabel zijn veel hoger dan die van een koperen kabel, omdat deze bij onjuist gebruik gemakkelijk kapot gaat.
5) Energieopties
Door gebruik te maken van de PoE-technologie kunnen stroom en gegevens tegelijkertijd naar de PD’s worden verzonden zonder dat er een extra voedingskabel nodig is. Maar aangezien de glasvezelkabel geen elektriciteit geleidt, moet u een voedingsadapter gebruiken of een voedingskabel parallel aan een glasvezelkabel laten lopen om de edge-apparaten van stroom te voorzien. Houd er echter rekening mee dat het netsnoer en de glasvezelkabel niet in dezelfde kabelgoot kunnen worden gelegd, aangezien elektrische hoogspanningskabels stroom kunnen en zullen opwekken in conventionele glasvezelkabelmantels, waardoor ze voortijdig kapot kunnen gaan.
Zet een hybride netwerk op met PoE en glasvezel
Aangezien PoE- en glasvezelverbindingen allemaal hun inherente beperkingen hebben, is de beste manier om een bedrijfsnetwerk op te zetten, ze in hetzelfde systeem op te nemen. Kosten zijn de belangrijkste uitdaging bij het implementeren van glasvezelkabels. Het is duidelijk onrealistisch om alle koperen bekabelingssystemen te vervangen door op glasvezel gebaseerde systemen. En aangezien de meeste netwerkapparaten niet noodzakelijkerwijs een optische interface hebben, moet de ‘Last Mile’ worden afgewerkt met de traditionele PoE-bekabeling. En door dit te doen, hoeft u geen nieuwe elektrische infrastructuur op de installatielocatie te installeren, wat geld en tijd bespaart. Bovendien maakt de vooruitgang van mediaconverters de conversie tussen elektrische signalen en optische signalen ook veel eenvoudiger.
Componenten die je nodig hebt:
• Router
• Glasvezelschakelaar
• Glasvezelconverters
• SFP-modules
• Vooraf afgesloten glasvezelkabels
• Ethernet-kabels
1) Glasvezel schakelaar
Om meerdere apparaten tegelijk te beheren, kunt u het beste een glasvezelswitch inzetten om databeheer vanuit een centraal punt te realiseren. Het is een netwerkapparaat dat optische signalen overbrengt via glasvezelkabels, ideaal voor druk verkeer en complexe netwerken zoals datacenters, computernetwerken en bewakingssystemen. De glasvezelschakelaar kan congestie in de signaaloverdracht tot een minimum beperken. Het is ideaal voor druk verkeer en complexe netwerken. En de glasvezelswitch wordt vaak gebruikt met SFP-modules en glasvezelmediaconverters voor mediaconversie, aangezien de IP-camera’s alleen digitale signalen kunnen ontvangen. De 8-poorts glasvezel SFP-switch van Fastcabling heeft 8* 10/100/1000Mbps SFP-slots en 2*Gigabit uplink-poorten en kan worden gebruikt als een centrale beheertool voor het implementeren van meerdere apparaten.
2) Glasvezelconverters
Glasvezelconverters zijn eenvoudige netwerkapparaten om de bestaande netwerkinfrastructuur een nieuwe bestemming te geven. Ze worden vaak gebruikt om een verbinding tot stand te brengen tussen verschillende soorten media (dwz glasvezelkabels en twisted pairs) door optische signalen om te zetten in elektrische signalen, en vice versa. Bovendien biedt het een kosteneffectieve oplossing om de bestaande bedradingsconfiguraties te upgraden met een minimale impact op het legacy-apparaat. De mediaconverter kan werken met verschillende soorten kabels, zoals coaxkabels, twisted-pair kabels en single-mode of multi-mode glasvezelkabels, afhankelijk van de verschillende fabrikanten.
De glasvezelmediaconverters worden veel gebruikt in verschillende andere scenario’s dan het bewakingssysteem, variërend van toegangscontroles tot bedrijfs-/campus-LAN’s en overheidsprojecten. Ze werken vaak in paren voor conversie van koper naar glasvezel om snelle gegevensoverdracht in het bewakingssysteem te realiseren. Een generieke mediaconverter bestaat uit een PoE-poort, een SFP-moduleslot en een voedingsingangspoort. Het ontvangt de elektrische signalen van de PSE, zet ze om in optische signalen en brengt ze via de glasvezelkabel over naar de andere mediaconvertor. En het tweede apparaat zet de signalen vervolgens weer om in de elektrische signalen die het edge-apparaat kan ontvangen. Fastcabling heeft een waterdichte industriële PoE-mediaconverter van geharde kwaliteit gelanceerd die PoE rechtstreeks kan leveren aan edge-apparaten zoals IP-camera’s met een maximaal uitgangsvermogen van 30 W.
Hoe mediaconverters kiezen?
Er zijn verschillende mediaconverters die overeenkomen met verschillende mediatypen, netwerkprotocollen, kabel- en connectortypes, enzovoort.
• Soorten conversie
De meest gebruikte mediaconverters in glasvezelbekabeling zijn de mediaconverters van koper naar glasvezel en van glasvezel naar glasvezel. De koper-naar-glasvezel mediaconvertor wordt gebruikt om de verbinding tussen de Ethernet-kabels (CatX-serie) en de glasvezelkabels tot stand te brengen door de elektrische pulsen om te zetten in lichtpulsen in de glasvezelnetwerken. Aan de andere kant biedt de glasvezel-naar-glasvezel-mediaconvertor conversie voor single-mode en multi-mode vezels, enkele en dubbele vezels, enz.
• Netwerksnelheden
Afhankelijk van de verschillende fabrikanten zijn mediaconverters ontworpen om verschillende netwerkprotocollen te ondersteunen, zoals Ethernet (10 Mbps), Fast Ethernet (100 Mbps), Gigabit Ethernet (1000 Mbps) en 10Base (10 Gbps). U moet er een kiezen op basis van de bandbreedtevereisten van uw toepassingen en netwerkconfiguraties. Voor het instellen van een 4K-camera is Fast Ethernet vereist voor livestreaming met H.264, en voor livestreaming op YouTube heb je minimaal 50 Mbps nodig voor elke camera. Naast de Ethernet-protocollen ondersteunen mediaconverters ook andere netwerkprotocollen zoals 10G OTN, seriële RS-232/422/530, enz.
• Kabel- en connectortypen
Aangezien glasvezelkabels in verschillende vormen voorkomen, zoals single-mode en multi-mode glasvezelkabels, dubbele en enkele vezels, en verschillende soorten kabels worden afgesloten met verschillende soorten connectoren zoals ST, SC, LC en Mt-RJ, kies, afhankelijk van het type kabel dat u gebruikt, een mediaconverter die overeenkomt met dat specifieke type en zorg ervoor dat deze compatibel is met de transceivers (SFP, SFP+ of standaardgolflengten) die moeten worden ingezet. En de koperen kabel- en connectortypen die door de mediaconverters worden ondersteund, zijn RJ45, BVC en mini-BNC, Coax, UTP Cat4, 5 en 6, enz.
3) SFP-modules
Een SFP-module is een kleine modulaire transceiver die wordt aangesloten op de SFP-poort van een netwerkswitch, glasvezelswitch of mediaconverter om de naadloze conversie van Ethernet-signalen in optische signalen voor het verzenden en ontvangen van gegevens te vergemakkelijken. Bovendien is de SFP-module hot-swappable, met een vrij kleine voetafdruk, waardoor het gemakkelijk is om bestaande netwerken aan te passen zonder de hele netwerkinfrastructuur opnieuw te hoeven ontwerpen. Het wordt voornamelijk gebruikt met koperen of glasvezelkabels. Het kleine formaat maakt hem ideaal voor toepassingen, zelfs in gebieden die misschien niet erg toegankelijk zijn. De SFP-modules worden voornamelijk geclassificeerd op basis van hun snelheidsmogelijkheden, zoals 100BASE-T, 1000BASE-T en 10GBASE-T. Voor de meeste SFP-modules is de transmissiesnelheid 1 Gigabit, maar de nieuwere versies zoals SPF+ hebben een hogere transmissiesnelheid, van 10 tot 25 Gigabit, om snelle netwerkcommunicatie met compatibele netwerkswitches en mediaconverters te ondersteunen. Wanneer u SFP-modules in een videobewakingssysteem implementeert, moet u controleren of ze compatibel zijn met de netwerkswitch of andere aangesloten apparaten.
4) Vooraf afgesloten glasvezelkabel
De per-terminated glasvezelkabel arriveert ter plaatse met de connector bevestigd en klaar voor installatie. Het wordt normaal gesproken op een vooraf bepaalde lengte gemaakt en het valt niet te ontkennen dat het van hogere kwaliteit is dan zijn tegenhanger. De pre-terminate kabel helpt herbewerking, transmissietesten, enz. te elimineren. En het wordt geleverd in een plug-and-play-ontwerp, dat eenvoudig kan worden aangesloten en losgekoppeld, waardoor de implementatietijd met ten minste 70% wordt verkort. Het wordt vervaardigd en geassembleerd in een goed gecontroleerde omgeving om de best mogelijke netwerkprestaties te garanderen, en signaalverlies kan zeer beperkt worden door grondige inspecties. De voorgemonteerde kabel kan worden gebruikt in bedrijfskritische toepassingen die het hoogste niveau van nauwkeurigheid vereisen, zoals videobewakingssystemen.
Er zijn twee hoofdtypen glasvezelkabels: single-mode glasvezelkabels (SMF) en multi-mode glasvezelkabels (MMF). De single-mode glasvezelkabel heeft een kleine vezelkern en laat alleen de laser door, terwijl de multi-mode glasvezelkabel een grotere vezelkern heeft die meerdere strengen lichtsignalen tegelijkertijd doorlaat. Maar MMF zorgt voor meer reflectie en genereert meer signaalverlies over de transmissie. SMF wordt veel gebruikt bij implementaties over lange afstanden en hogere bandbreedte, terwijl MMF wordt gebruikt voor cross-building-toepassingen over korte afstanden (≤550 meter).
Volg de onderstaande procedures:
1. Verbind de glasvezelswitch (de uplinkpoort) met de router met een ethernetkabel;
2. Sluit een SFP-module aan op de glasvezelschakelaar en een andere op de mediaconverters;
3. Gebruik de vooraf afgesloten glasvezelkabels om de glasvezelschakelaar en de mediaconverters aan te sluiten;
4. Voed de glasvezelschakelaar en mediaconverters met voedingsadapters;
5. Gebruik de Ethernet-kabel om de glasvezelmediaconverter aan te sluiten op het PoE-apparaat.
