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Mar 12, 2024

Fünf wichtige Fragen, die Sie berücksichtigen sollten, bevor Sie Industriesysteme mit Power over Ethernet (PoE) mit Strom versorgen.

Stehen Sie vor der Herausforderung, Geräte an Ihre Industriesysteme anzuschließen oder Daten zu übertragen, während Sie gleichzeitig große Mengen Strom an angetriebene Geräte (PD) wie IP-Kameras usw. liefern?

Stehen Sie vor der Herausforderung, Geräte an Ihre Industriesysteme anzuschließen oder Daten zu übertragen und gleichzeitig leistungsstarke Geräte (PD) wie IP-Kameras oder drahtlose Zugangspunkte mit großen Mengen Strom zu versorgen? Power over Ethernet (PoE) ist ein Stromversorgungsmechanismus, der Kabel nutzt, um Strom über Power Sourcing Equipment (PSE) zu übertragen. Zu den Vorteilen von PoE gehören Kosten- und Zeiteinsparungen sowie eine höhere Flexibilität.

So können Sie beispielsweise den Zeit- und Kostenaufwand für Elektroinstallationen reduzieren, da Sie nicht an jedem Endpunkt eine neue Steckdose installieren müssen. Darüber hinaus entfällt durch den Einsatz eines PSE der Anschluss an feste Steckdosen. Sie können PDs dort installieren, wo sie benötigt werden, und sie einfach an PSEs, beispielsweise einen PoE-Switch, anschließen. Wenn in der Zukunft Änderungen oder Erweiterungen notwendig werden, ist es viel einfacher, die PSE neu zu positionieren, als auf feste Steckdosen angewiesen zu sein.

Da jedoch die Marktnachfrage nach IP-Kameras mit höherer Auflösung und drahtlosen Zugangspunkten, die eine Verbindung zu mehr Geräten ermöglichen, wächst, reicht das derzeitige Mainstream-PoE mit 15 W oder 30 W nicht mehr aus. Darüber hinaus kann es zeitaufwändig sein, sicherzustellen, dass PSE und PDs miteinander kompatibel sind, und es ist keine Aufgabe, die Wirtschaftsingenieure gerne übernehmen.

In diesem Artikel möchten wir uns mit den Antworten auf einige wichtige Fragen befassen, die uns typischerweise im Zusammenhang mit dem Systemlebenszyklus industrieller Systeme begegnen. Am Ende des Artikels werden Sie ein besseres Verständnis für die Bereitstellung industrieller Systeme gewonnen haben, die PoE-Lösungen nutzen.

Frage 1: Welcher PoE-Standard kann meine stromhungrigen PDs wie IP-Kameras unterstützen?

Haben Sie schon einmal die Situation erlebt, dass Sie eine IP-Kamera gekauft haben und es schwierig fand, herauszufinden, welcher PoE-Switch diese unterstützen kann? Es ist wichtig, dass Sie bei der Entwicklung Ihrer Industriesysteme die Kompatibilität zwischen PSEs (z. B. PoE-Switches) und PDs (z. B. IP-Kameras) sorgfältig berücksichtigen, um zukünftige Probleme zu vermeiden.

Kurz nach der Einführung des PoE-Standards IEEE 802.3af im Jahr 2003 erkannten Wirtschaftsingenieure seine Vorteile und seitdem ist die Zahl der im Feld eingesetzten PoE-Switches stetig gestiegen. Da sich die Geräte jedoch ständig weiterentwickeln und mit neuen Funktionen wie Objekterkennung und Lichtscannen komplexer werden, benötigen sie mehr Leistung. Hersteller haben auf diesen Trend reagiert, indem sie proprietäre Protokolle entwickelt haben, um eine höhere Ausgangsleistung zu unterstützen. Dies kann jedoch manchmal unbeabsichtigt zu Kompatibilitätsproblemen zwischen PDs und PSEs führen. Bei der Planung eines Gesamtsystems ist es wichtig, diese potenziellen Probleme bei der Auswahl von Netzwerkgeräten zu berücksichtigen. Die Interoperabilität kann mit verschiedenen Tools getestet werden, die Spannungen erkennen und die Stromkapazität überwachen können. Es wird dringend empfohlen, PDs und PSEs zu wählen, die dem Standard IEEE 802.3 at/af/bt entsprechen, oder ein Tool oder eine Software wie Sifos zu verwenden, um das Gerät zu testen und die Kompatibilität sicherzustellen, bevor das Gerät im Feld eingesetzt wird.

Frage 2: Wie kann ich am besten feststellen, ob ich über ausreichend Bandbreite verfüge?

Haben Sie schon einmal erlebt, dass das Netzwerk zwar in Betrieb ist, die Datenpakete jedoch verzögert werden und die Aufnahmen der IP-Kamera nicht ordnungsgemäß übertragen werden? Bei vielen industriellen Einsätzen ist es erforderlich, qualitativ hochwertige Schnappschüsse oder Videostreams in Echtzeit an das Kontrollzentrum zu übertragen, was häufig zu einem Anstieg der erforderlichen Bandbreite führen kann.

Daher ist es wichtig zu prüfen, ob PoE-Switches über ausreichend Bandbreite verfügen, um qualitativ hochwertige Videos, die mit 4K- oder UHD-Kameras aufgenommen wurden, zuverlässig ohne Qualitätsverlust oder Videoverlust bereitzustellen. Obwohl PoE-Switches mit vollem Gigabit-Port diese Anforderung zuverlässig erfüllen können, können sie eine unerschwinglich teure Option sein. Eine ideale Lösung ist die Verwendung von PoE-Switches mit Gigabit- oder sogar 2,5-GbE-Portkombinationen, da dies die Flexibilität Ihres Netzwerks erhöht, ohne dass Sie zum Kauf der teuersten Option gezwungen werden.

Frage 3: Wie kann ich meine PoE-Geräte zuverlässig in Netzwerken einrichten, ohne die Stromverbrauchsanforderungen für jedes PD zu kennen?

Sind Sie jemals auf eine Situation gestoßen, in der Sie den PoE-Stromverbrauch Ihrer mit Strom versorgten Geräte, wie z. B. IP-Kameras, überprüfen und dann Ihre PoE-Switches entsprechend diesem Standard konfigurieren mussten? Da diese Aufgabe etwas umständlich sein kann, sollten wir alternative Lösungen in Betracht ziehen, um diese Aufgabe zu vereinfachen.

Ein häufig anzutreffendes Szenario ist, wenn jemand einen PoE-Switch verwenden möchte, der eine Leistung von bis zu 90 W nach IEEE 802.3bt unterstützt, die mit Strom versorgten Geräte wie WLAN-APs und IP-Kameras jedoch eine Leistung von 15 W bis 90 W verbrauchen. Dank der jüngsten Fortschritte in der Technologie stehen jetzt Lösungen zur Verfügung, mit denen Sie dieses Problem vermeiden können. Ein Beispiel sind PoE-Switches, die den Stromverbrauch von mit Strom versorgten Geräten automatisch erkennen können, wodurch die Eingabe der PD-Parameter in die Web-GUI überflüssig wird. In der gesamten Branche ist anerkannt, dass die Funktion zur automatischen Erkennung des Stromverbrauchs die Konfiguration und Bereitstellung erheblich vereinfacht.

Frage 4: Wie kann ich am besten feststellen, ob ein Problem mit meinem PD vorliegt, der remote bereitgestellt wurde?

Wurden Sie schon einmal von einem Kunden darüber informiert, dass eine seiner IP-Kameras nicht ordnungsgemäß funktioniert und dass das Problem sofort behoben werden muss? Wie so oft kann sich die IP-Kamera Hunderte von Kilometern entfernt befinden, was dazu führen kann, dass Anlageneigentümer zögern, Techniker vor Ort einzusetzen, ohne ein hohes Maß an Sicherheit zu haben, dass sie das Problem beheben können. In dieser Situation sind häufig weitere Informationen zum Problem erforderlich.

Industrielle Anwendungen befinden sich normalerweise in abgelegenen, rauen Umgebungen. Idealerweise sollten PoE-Switches in der Lage sein, Fehlerprüfungen durchzuführen und PDs automatisch aus der Ferne neu zu starten. Dadurch erhält der Eigentümer mehr Informationen über das Geschehen vor Ort, sodass im Bedarfsfall Personal entsendet werden kann, das mit der richtigen Ausrüstung vor Ort ist, um die Situation schnell zu beheben. Eine der effektivsten Möglichkeiten, dies zu erreichen, besteht darin, E-Mails, Weiterleitungen oder Trap-Benachrichtigungen einzurichten, um Informationen über den Status des PD bereitzustellen.

Darüber hinaus können Sie mithilfe einer Verwaltungssoftware leichter feststellen, welche Probleme bei Ihren Geräten an entfernten Standorten auftreten könnten. Es wird daher empfohlen, alle verfügbaren Softwareverwaltungsfunktionen zu nutzen, um Erkenntnisse darüber zu gewinnen, warum das Gerät ausgefallen ist. Dies wird Ihnen helfen, fundiertere Entscheidungen zu treffen, bevor Sie Personal zum Standort entsenden.

Frage 5: Welche Schritte kann ich unternehmen, um die Sicherheit meiner Netzwerkgeräte zu erhöhen?

Haben Sie jemals geglaubt, dass Ihre IP-Überwachungssysteme vor Cybersicherheitsbedrohungen geschützt sind, weil sie in einem geschlossenen Kreislauf und mit Luftspalten arbeiten? Das ist leider nicht korrekt. Tatsächlich haben Sie möglicherweise Nachrichtenberichte über Unternehmen gelesen, die glaubten, ihre Systeme seien sicher, ihre Netzwerke jedoch kompromittiert wurden und ihr Videomaterial durchgesickert ist.

Der Aufbau eines robusten und zuverlässigen Netzwerks erfordert industrielle Netzwerksicherheit. In modernen Industrieumgebungen stehen Ihnen hierfür verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Ein empfohlener Ansatz ist die Verwendung von Secure-by-Design-Bausteinen, die beim Aufbau einer sicheren Netzwerkinfrastruktur helfen können. Stellen Sie sicher, dass die von Ihnen ausgewählten PoE-Switches mit Sicherheitsfunktionen wie HTTPS/SSL, SSH, RADIUS und TACACS+ ausgestattet sind, die die Sicherheit Ihres industriellen Netzwerks erheblich verbessern. Darüber hinaus wird dringend empfohlen, sicherzustellen, dass der Anbieter, mit dem Sie zusammenarbeiten, über einen ordnungsgemäßen Schwachstellenmanagementprozess verfügt. Wenn Schwachstellen gemeldet werden, müssen entsprechende Gegenmaßnahmen und Kommunikation ergriffen werden, um sicherzustellen, dass Ihre Systeme während der gesamten Dauer ihrer Bereitstellung sicher sind.

Wie ein Innovator im Bereich IP-Überwachung sein Angebot verbessert

„Zu den häufigsten Herausforderungen, die wir von unseren Kunden hören, gehören: fehlende Ethernet-Port-Konnektivität von einem PoE++-Injektor für andere Netzwerkgeräte, keine Layer-Two-Netzwerkverwaltungsfunktionalität für die Datenverwaltung, keine Sichtbarkeit der Leistung der entfernten PoE++-Kamera und keine verfügbaren Tools das für eine erweiterte Diagnostik genutzt werden kann. Oftmals müssen unsere Kunden Techniker zur Fehlerbehebung an den entfernten Standort entsenden oder die Kamera physisch zurücksetzen.“ Sagte Lester Miyasaki, Vertriebsleiter bei Wireless Technology, Inc. (WTI), einem globalen Innovator für Videoüberwachungssysteme.

„Wir waren sehr beeindruckt von Moxas EDS-G4012-8P-4QGS-LVA-T, einem verwalteten Layer-Two-Switch mit 12 Ports und PoE++-Unterstützung. Erstens meldet die automatische Erkennungsfunktion den Typ und die Klasse unserer PoE++-Kamera an die Web-GUI des Switches, nachdem dieser mit unserer Kamera verbunden ist. Zweitens ermöglicht uns die intuitive und benutzerfreundliche Web-GUI die Verwaltung der PoE++-Einstellungen, einschließlich Strombudget und Verbrauch, und wir können die Daten bei Bedarf sogar exportieren, um weitere Analysen durchzuführen. Darüber hinaus gibt es eine sehr hilfreiche Funktion, das PoE++-Port-Power-Recycling, das unseren Kunden hilft, ihre Produktivität zu steigern, indem sie die Häufigkeit verringert, die sie benötigen, um Personal an entfernte Standorte zu entsenden.“

Abschluss

Da sich Branchen ständig verändern und Kunden immer höhere Anforderungen an ihre Netzwerke stellen, ist eine verifizierte und bewährte Lösung, die Ihnen dabei helfen kann, die Anforderungen Ihrer Kunden zu erfüllen, immer eine geeignete Option. Die Ethernet-Switches EDS-4008, EDS-4012 und EDS-G4012 von Moxa verfügen über Modelle, die über bis zu 8 IEEE 802.3bt PoE-Ports mit bis zu 90 W Ausgangsleistung pro Port verfügen. In Bezug auf die Kompatibilität haben die PoE-Switches der EDS-4000/G4000-Serie von Moxa den Sifos PoE-Test bestanden, der sicherstellt, dass jeder PSE-Port die Standards IEEE 802.3at, IEEE 802.3bt und Industriestandardanforderungen für Sicherheit und Interoperabilität erfüllt.

Unser umfassendes Produktportfolio mit einer Vielzahl von Portkombinationen, darunter Fast Ethernet, Gigabit und 2,5 GbE, hilft Ihnen bei der flexiblen Bereitstellung industrieller Netzwerke. Nicht zuletzt verfügt die EDS-4000/G4000-Serie über Funktionen zur automatischen PoE-Erkennung und Fehlerprüfung, die Ihnen bei der schnellen Einrichtung und Wartung Ihres Systems helfen. Besuchen Sie die Networking-evolved-Ethernet-Switch-Microsite, um mehr zu erfahren.

Dieser gesponserte Leitartikel wird Ihnen von Colterlec präsentiert. Weitere Informationen finden Sie unter colterlec.com.au.