PoE für Videoüberwachungsanlagen
PoE für Videoüberwachungsanlagen
PoE (Power over Ethernet) bietet die Möglichkeit, Geräte in einem Netzwerk per Ethernet mit Strom zu versorgen. Dadurch wird pro Gerät nur ein Kabel benötigt, was die Installation zum Beispiel von Überwachungskameras in einer Videoüberwachungsanlage deutlich vereinfachen kann. Es gibt verschiedene PoE-Standards, die je nach Anforderungen genutzt werden können.
In diesem Beitrag zeigen wir, worauf es bei der Installation und beim Betrieb von PoE-fähigen Geräten ankommt und was Sie beim Kauf der benötigten Komponenten beachten sollten.
Was ist PoE?
PoE ist die Abkürzung für „Power over Ethernet“. Damit wird beschrieben, dass netzwerkfähige Geräte über ein Ethernetkabel mit Strom versorgt werden können. Möglich ist das für Geräte mit einer nur geringen Leistungsaufnahme. Dazu gehören neben IP-Telefonen zum Beispiel auch Hubs und bestimmte Arten von Überwachungskameras.
PoE gibt es in verschiedenen Standards, die sich in verschiedenen Kriterien wie zum Beispiel der Ausgangsspannung, der möglichen Leistungsversorgung und der Anzahl der im Ethernet genutzten Aderpaare unterscheiden.
- PoE (802.3af-2003) bietet eine Ausgangsspannung von 36 bis 57 Volt und eine Leistungsversorgung von maximal 15,4 Watt. Für die Leistungsversorgung am Endgerät stehen maximal 12,95 Watt bereit. Es werden zwei Aderpaare belegt.
- PoE Plus (802.3at-2009) bietet eine Ausgangsspannung von 42,5 bis 57 Volt und eine Leistungsversorgung von maximal 30 Watt. Pro Endgerät stehen maximal 25,5 Watt zur Verfügung. Auch hier werden zwei Aderpaare belegt.
- 4-Paar PoE (802.3bt-2018): Die Ausgangsspannung liegt zwischen 42,5 und 57 Volt. Die Leistungsversorgung kann entweder 45, 60, 75 oder 90 Watt betragen. Die Leistungsversorgung am Endgerät liegt demnach bei 40, 51, 62 oder 71 Watt. Es werden zwei bzw. 4 Aderpaare belegt.
Vorteile von PoE in Videoüberwachungsanlagen
Bei der Installation von Überwachungskameras in einer Videoüberwachungsanlage sind verschiedene Kriterien zu beachten. Entscheidend ist zunächst einmal, welche Bereiche überwacht werden sollen, zum Beispiel ein Zugangstor für ein Grundstück, eine Eingangstür oder ein Lager.
Um die Kameras an den gewünschten Orten installieren und betreiben zu können, muss dort sowohl eine Stromversorgung als auch die Anbindung an ein Netzwerk gegeben sein. Im Idealfall können beide Verbindungen per Kabel realisiert werden. Dadurch lassen sich eine erhöhte Sicherheit und ein günstigerer Betrieb ermöglichen. Die Sicherheit steigt, weil keine Daten per Funk oder WLAN übertragen werden müssen, und die Betriebskosten sinken, weil keine Batteriewechsel notwendig sind.
PoE kann dazu beitragen, diese Vorteile zu nutzen, weil der Installationsort der Kameras unabhängig von vorhandenen Stromanschlüssen gewählt werden kann. Über PoE kann somit eine größere Flexibilität erreicht werden, denn Überwachungskameras können auch dort ohne Batterien oder Akkus betrieben werden, wo es keinen Stromanschluss gibt, solange eine Verbindung per Ethernetkabel zur Verfügung steht.
Ein weiterer Vorteil von PoE, der sich besonders in Videoüberwachungsanlagen auszahlt, ist der geringere Installationsaufwand. Statt zweier Kabel für Daten und Stromversorgung kann die Anbindung komplett über ein Kabel erfolgen. Das spart nicht nur Zeit bei der Installation, sondern auch Geld.
Das Anschließen von PoE-Geräten ist dank Plug & Play denkbar einfach.
Wie werden PoE-fähige Geräte in einer Videoüberwachungsanlage angeschlossen?
Beim Betrieb von PoE werden zwei Klassen von Geräten unterschieden. Auf der einen Seite stehen die Geräte, die den Strom einspeisen. Sie werden auch Stromversorger oder Power Sourcing Equipment (PSE) genannt.
Demgegenüber stehen die Stromverbraucher, die auch als Powered Devices (PD) bezeichnet werden. Zu ihnen gehören im Kontext von Videoüberwachungsanlagen vor allem Überwachungskameras.
Es gibt verschiedene Arten von Geräten, die als PSE dienen können. Dazu gehört der Power Injector, der auch als PoE Injector bezeichnet wird. Er speist den Strom, der von einer externen Stromquelle stammt, meistens der Steckdose, in das Netzwerk ein. Ein Power Injector bietet Anschlussmöglichkeiten für eine Datenverbindung per Ethernet, für eine externe Stromversorgung sowie für einen Stromverbraucher wie zum Beispiel eine Überwachungskamera.
In ähnlicher Weise funktionieren PoE Switches. An ein solches Gerät können mehrere Stromverbraucher wie zum Beispiel Überwachungskameras angeschlossen werden.
Sehr komfortabel sind Netzwerkrekorder mit PoE-Funktion, welche in der Lage sind, angeschlossene Überwachungskameras mit Strom zu versorgen.
PoE Kameras
Viele Netzwerkkameras unterstützen PoE und lassen sich damit einfach per Datenkabel mit Strom versorgen. Achten Sie bei der Auswahl Ihrer Kameras auf die entsprechenden Angaben im Datenblatt. Dort können Sie sehen, welchen PoE-Standard die Kamera erfüllt. Diese Information ist wichtig, um die passenden Komponenten zur Stromversorgung wie Netzwerkrekorder, PoE-Switch oder PoE Injector auszuwählen.
Worauf ist bei der Auswahl von PoE-Geräten für eine Videoüberwachungsanlage zu achten?
Durch die klare Aufteilung in verschiedene PoE-Leistungsstandards ist die Auswahl der passenden Komponenten recht einfach. Es ist lediglich darauf zu achten, dass der Stromverbraucher wie zum Beispiel die Kamera den gleichen Standard unterstützt wie der Stromversorger, zum Beispiel der PoE Switch. Durch Abwärtskompatibilität ist gewährleistet, dass Geräte, die als Stromversorger dienen und einen höheren Standard unterstützen, auch für die darunter liegenden Standards geeignet sind. So kann zum Beispiel ein Netzwerkrekorder mit dem Standard 802.3bt auch Kameras versorgen, die nur den Standard 802.3af unterstützen.
In Punkto Leistungsaufnahme ist zu beachten, dass bei PoE Switches neben der zur Verfügung gestellten Leistung pro Port auch die Gesamtleistung ausreichen muss, um die angeschlossenen Geräte mit Strom zu versorgen. Wenn zum Beispiel ein Netzwerkrekorder den Anschluss von bis zu 16 Überwachungskameras ermöglicht und pro Kanal maximal 30 Watt Leistung anbieten kann, insgesamt aber nur 250 Watt zur Verfügung stellt, bleiben bei 16 angeschlossenen Kameras maximal 15,4 Watt pro Kamera.
Auch zu beachten ist die Entfernung, die per PoE überbrückt werden kann. So bieten viele Netzwerkrekorder mit PoE eine maximale Versorgungsdistanz von 30 bis 60 Metern.
Unabhängig vom verwendeten Standard beträgt die maximale Kabellänge bei PoE 100 Meter. Diese Reichweite lässt sich durch spezielle Zusatzgeräte wie zum Beispiel PoE Extender erweitern.
Für den Einsatz in komplexeren Videoüberwachungsanlagen, in denen größere Entfernungen überbrückt werden müssen und in denen auch leistungshungrige Geräte wie PTZ-Kameras zum Einsatz kommen, empfehlen wir die Verwendung von PoE-Injektoren oder PoE-Switches.
Wenn eine Kamera ohne PoE-Unterstützung an einen PoE-Switch angeschlossen wird, ist das übrigens kein Problem, denn der Switch prüft bei angeschlossenen Geräten die Kompatibilität mit einem schwachen Strom. Findet keine Reaktion des Geräts statt, speist der Switch keinen Strom in das Ethernetkabel ein.
Welche Netzwerkkabel sind für PoE geeignet?
Je nach verwendetem PoE-Standard unterscheidet sich die Auswahl der passenden Netzwerkkabel. Allgemein gilt diese Empfehlung:
- PoE (802.3af-2003): Twisted-Pair-Kabel ab Cat-3
- PoE Plus (802.3at-2009): Twisted-Pair-Kabel ab Cat-5
- 4-Paar PoE (802.3bt-2018): Twisted-Pair-Kabel ab Cat-5.
Der Einsatz von Cat-3-Kabeln für PoE wird trotz der grundsätzlichen Eignung dieser Kategorie nicht mehr empfohlen.
Zu beachten ist, dass es aufgrund des Widerstands der Kabel über die Distanz zu einem Spannungsabfall kommt. Kabel mit größerem Querschnitt aus den höheren Kategorien haben einen geringeren Widerstand und sind dementsprechend für größere Distanzen zu bevorzugen.
Auch die zusätzliche Wärmeentwicklung im Kabel durch die Stromübertragung muss berücksichtigt werden. Hier sind Kabel mit einer Metallabschirmung im Vorteil, weil das Metall die Wärme besser ableiten kann, als dies bei nicht abgeschirmten Kabeln der Fall ist.
Fazit
PoE ermöglicht die Stromversorgung der Komponenten einer Videoüberwachungsanlage per Netzwerkkabel. Das hilft dabei, Installationskosten zu sparen und erhöht die Flexibilität beim Einbau der Geräte. Durch die klare Definition der PoE-Standards ist es einfach, die passenden Geräte miteinander zu kombinieren.
Bei der Konfiguration sollten Aspekte wie Leistungsbedarf der Geräte und die benötigte Reichweite der Stromversorgung berücksichtigt werden.
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Bogdan Tamasan
Herr Bogdan Tamasan ist seit 1994 in der Sicherheitsbranche tätig und seit 2011 geschäftsführender Gesellschafter der ESA GmbH German Protect mit über 27-jähriger Erfahrung im Bereich Sicherheitstechnik, Schutz, Prävention, Planung und Projektentwicklung. In seiner Tätigkeit als Sicherheitsberater für verschiedene Konzerne und Institutionen europaweit, konnte sich Herr Tamasan in dieser langen Zeitspanne eine fundierte und praxisnahe Erfahrung und Wissen aneignen, welches von Jahr zu Jahr durch verschiedene System- und Partnerzertifizierungen vertieft wurde. Ein kleiner Auszug seiner Zertifizierungen: Axis Solutions Partner, IHK zertifizierte Fachkraft für Video-Sicherheitstechnik, Hikvision Sub-Distributor, Vivotek Expert, Hanwha Security Engineering, Mobotix Advanced Partner, Avigilon Partner, Sony Video Security Gold Partner, Flir Partner, Eneo System Integrator, Bosch Partner, Seetec Professional, Milestone Partner, Wave Professional, Aimetis Certifed, zertifizierter Telenot Facherrichter und Stützpunkt, Planung und Einbau von Einbruchmeldeanlagen nach VdS 2311 und VDE 0833, Q-Geprüfte Fachkraft für Rauchmelder gemäß DIN 14676, Videofied zertifizierter Partner, Risco Certified, Jablotron zertifizierter Partner, Ajax zertifizierter Partner, rayTec Professional SimonsVoss Partner usw.