Switche PoE - switch sieciowy do kamer IP 4, 8, 16 i 24 porty, także do szafy rack

W rozmowach o sieci te słowa się mieszają. Switch i przełącznik sieciowy to to samo urządzenie: rozpoznaje, do którego portu podłączone jest dane urządzenie, i wysyła mu tylko przeznaczone dla niego dane. Hub to jego dawny poprzednik, który rozsyłał wszystko do wszystkich portów; w sieciach Ethernet praktycznie go już nie spotkasz, a dziś słowo hub oznacza zwykle rozdzielacz USB. Rozdzielacz sieciowy albo rozgałęźnik to potoczna nazwa switcha.

Switch nie zastępuje routera. Router łączy sieć domową z internetem, nadaje adresy urządzeniom i zwykle ma kilka gniazd LAN. Gdy gniazd brakuje albo kamery trzeba zasilić, do jednego z portów routera podłączasz switch i zyskujesz kolejne porty. Hasła "switch HDMI" i "switch USB" dotyczą zupełnie innych urządzeń, przełączników obrazu lub portów USB.

Każde urządzenie sieciowe ma unikalny adres sprzętowy MAC. Switch zapamiętuje, pod którym portem widział dany adres, i od tej chwili przesyła ramki tylko tam, gdzie są potrzebne. Kamera na porcie 3 wysyła obraz do rejestratora na porcie uplink, a ten ruch nie obciąża portu, do którego podłączona jest kamera z drugiego końca działki. Dzięki temu wiele urządzeń może nadawać jednocześnie bez wzajemnego spowalniania.

Switch nie nadaje adresów IP i nie łączy z internetem; to zadanie routera. Kamery, rejestrator i telefon w sieci domowej dostają adresy od routera, a switch jest dla nich niewidoczny jak rozgałęziony przewód. Dlatego switch niezarządzalny nie wymaga żadnej konfiguracji: wystarczy go zasilić i połączyć z routerem lub rejestratorem.

PoE (Power over Ethernet) to zasilanie przez skrętkę komputerową. Switch PoE ma wbudowany zasilacz i na portach oznaczonych PoE podaje napięcie stałe, zwykle w okolicy 48-54 V. Port najpierw sprawdza, czy podłączone urządzenie obsługuje PoE, i dopiero wtedy włącza zasilanie, więc do takiego portu można bez obaw podłączyć laptop lub router, który zasilania nie przyjmuje.

Dla instalacji oznacza to jedno źródło zasilania w budynku zamiast zasilacza przy każdej kamerze. Do switcha można podłączyć zasilacz awaryjny i w razie zaniku prądu cały monitoring działa dalej. Kamery przewodowe zasilane w ten sposób opisuje kategoria kamery IP PoE, a samą technologię wpis switch PoE do monitoringu - jak dobrać porty i moc.

Dane z kart produktów. Każdy model ma funkcję EXTEND (zasięg PoE do 250 m) i watchdog, a w nazwie oznaczenie PoE+.

Wymiary według kart: modele 4- i 8-portowe mają 190 x 124 x 42 mm, S16P2G1S 315 x 185 x 44 mm, a oba 24-portowe 445 x 195 x 44 mm. W zestawie jest switch, kabel zasilający i instrukcja. Oznaczenie typu "8+2" w nazwie oznacza 8 portów PoE do kamer i 2 porty uplink do rejestratora, routera lub kolejnego switcha.

To jedno z najczęstszych pytań przy wyborze switcha. Różnica polega na tym, czy switch można konfigurować.

Wszystkie switche w tej kategorii są niezarządzalne, typu podłącz i używaj. Do monitoringu z jednym rejestratorem to zwykle właściwy wybór: kamery i rejestrator rozmawiają ze sobą bez dodatkowej konfiguracji, a funkcje przydatne przy kamerach, czyli EXTEND i watchdog, włącza się przełącznikiem na obudowie. Switch zarządzalny ma sens, gdy kamery mają być odcięte od reszty sieci firmowej osobnym VLAN-em albo administrator chce zdalnie restartować porty i widzieć pobór mocy każdej kamery. Szersze porównanie w artykule switch zarządzalny czy niezarządzalny do kamer IP.

Liczba portów PoE to liczba kamer, które zasilisz bezpośrednio, plus zapas. W monitoringu domowym kamery prawie zawsze dochodzą: najpierw cztery na rogach domu, potem furtka, garaż, tył działki.

Zasada praktyczna: weź switch o jeden rozmiar większy, niż wynika z dzisiejszej liczby kamer, jeśli dokładanie kolejnych jest choć trochę prawdopodobne. Wymiana switcha na większy po roku oznacza ponowne przepinanie wszystkich przewodów, a wolne porty przydadzą się też dla punktu dostępowego WiFi lub telefonu VoIP.

DVX S4P2M ma 6 portów: 4 porty PoE 10/100 Mb/s i 2 porty uplink 10/100 Mb/s, a całkowity budżet mocy to 65 W. To switch na dwie do czterech kamer na domu, w altanie, warsztacie albo budynku gospodarczym, gdy do głównego rejestratora chcesz poprowadzić jeden przewód zamiast czterech.

Uplink 100 Mb/s w zupełności wystarcza dla czterech kamer, bo każda wysyła zwykle kilka megabitów na sekundę. Małe wymiary pozwalają schować switch w szafce, skrzynce na ścianie budynku gospodarczego lub na półce obok routera. Drugi port uplink przydaje się do podłączenia komputera lub kolejnego urządzenia sieciowego.

Ośmioportowy switch PoE to najczęstszy wybór dla domu z sześcioma do ośmiu kamer oraz dla małej firmy. Wszystkie trzy wersje mają 8 portów PoE 100 Mb/s i budżet 120 W, a różnią się portami uplink. DVX S8P2M ma dwa porty uplink 100 Mb/s, DVX S8P2G dwa porty 1 Gb/s, a DVX S8P2GS dodatkowo gniazdo SFP na moduł światłowodowy.

Przy ośmiu kamerach 5 MP łączny strumień mieści się zwykle w uplinku 100 Mb/s, ale przy kamerach 8 MP 4K, podglądzie na kilku telefonach naraz i drugim strumieniu z każdej kamery zapas szybko się kończy. Wersja z uplinkiem 1 Gb/s kosztuje niewiele więcej i usuwa ten problem, dlatego przy nowej instalacji jest bezpieczniejsza. SFP ma sens, gdy switch stoi w innym budynku niż rejestrator.

DVX S16P2G1S ma 16 portów PoE 100 Mb/s, 2 porty uplink 1 Gb/s i 1 gniazdo SFP, a budżet mocy wynosi 250 W. Według karty pasuje do szafy rack i zajmuje w niej 1U, czyli jedną jednostkę wysokości, około 4,4 cm. Taki switch obsłuży monitoring dużego domu z budynkami gospodarczymi, sklepu, warsztatu albo małego magazynu.

Szesnaście kamer to już spory strumień danych, więc rejestrator podłącza się do portu 1 Gb/s, nie do zwykłego portu PoE. Przy takiej liczbie kamer warto policzyć budżet mocy z większym zapasem: 250 W wystarcza na szesnaście typowych kamer stałych, ale kilka kamer obrotowych z reflektorami potrafi zabrać jego dużą część.

Oba modele 24-portowe mają budżet 300 W, 2 porty uplink 1 Gb/s, 2 gniazda SFP i obudowę rack 1U. DVX S24P2G2S ma porty PoE 100 Mb/s, co w zupełności wystarcza dla kamer. DVX S24G2G2S ma wszystkie 24 porty PoE w standardzie 1 Gb/s, więc nadaje się także do punktów dostępowych WiFi 6, komputerów i serwerów, czyli wszędzie, gdzie przez port płynie więcej niż 100 Mb/s.

Do samego monitoringu wybór wersji gigabitowej nie poprawi obrazu, bo kamera i tak wysyła kilka megabitów na sekundę. Wersja z gigabitowymi portami ma sens, gdy jeden switch obsługuje całą sieć firmy: kamery, telefony, punkty dostępowe i stanowiska pracy.

Budżet PoE to łączna moc, jaką switch może oddać wszystkim portom naraz. Liczy się go tak: suma maksymalnych poborów urządzeń + zapas 20-30 procent. Typowa kamera stała pobiera zwykle kilka watów, w nocy z doświetleniem więcej, kamera obrotowa z reflektorem często kilkanaście. Przykłady przy ostrożnym założeniu 8 W na kamerę stałą:

Przy kamerach stałych budżety switchy DVX mają duży zapas. Problem pojawia się, gdy do tego samego switcha podłączasz kamery obrotowe, punkty dostępowe i domofony IP. Wtedy zsumuj wartości maksymalne z ich kart, a nie typowe, bo w nocy i przy starcie urządzenia pobierają najwięcej. Gdy suma przekracza budżet, switch może wyłączać porty lub restartować urządzenia.

Switche DVX mają w nazwach oznaczenie PoE+, czyli moc portu do 30 W według standardu 802.3at. Karty nie podają limitu na pojedynczy port, więc przy urządzeniach o poborze bliskim 30 W sprawdź go w instrukcji. Typowe kamery stałe mieszczą się w 802.3af, kamery obrotowe z grzałką lub mocnym reflektorem wymagają często PoE+. Pasywne PoE, stosowane przez część urządzeń radiowych, to inne rozwiązanie bez wykrywania urządzenia; nie podłączaj go do portów standardowych bez sprawdzenia.

Port Fast Ethernet 100 Mb/s wystarcza dla każdej kamery IP, bo kamera wysyła strumień znacznie mniejszy niż pojemność portu. Wąskim gardłem bywa natomiast port, przez który płynie obraz ze wszystkich kamer do rejestratora. Orientacyjne wartości przy kompresji H.265:

Do tego dochodzą strumienie pomocnicze o niższej jakości, które rejestrator pobiera do podglądu, oraz ruch z telefonów oglądających nagrania. Dlatego przy ośmiu i więcej kamerach rejestrator łączy się ze switchem przez port 1 Gb/s.

Port uplink łączy switch z resztą sieci: rejestratorem, routerem albo kolejnym switchem. W modelach S8P2G, S8P2GS, S16P2G1S i obu 24-portowych porty uplink pracują z prędkością 1 Gb/s, co eliminuje ryzyko zatkania łącza przy wielu kamerach 4K.

Gniazdo SFP przyjmuje wymienny moduł, najczęściej światłowodowy. Światłowód nie przewodzi prądu, więc nie przenosi przepięć między budynkami, i pozwala połączyć budynki oddalone o setki metrów lub kilometry. Typowy przypadek: switch z kamerami w hali lub budynku gospodarczym, rejestrator w domu lub biurze, między nimi światłowód. Moduł SFP i kabel światłowodowy kupuje się osobno i trzeba je dobrać w parze po obu stronach. Więcej we wpisie switch PoE z uplinkiem 1 Gb/s i SFP.

Standard Ethernet przewiduje do 100 m przewodu między portem a urządzeniem. Tryb EXTEND w switchach DVX według kart wydłuża zasięg PoE do 250 m. Robi to kosztem prędkości: port w tym trybie zwykle pracuje z prędkością 10 Mb/s, co dla jednej kamery zwykle wystarcza, ale nie dla punktu dostępowego WiFi czy komputera.

Rzeczywisty zasięg zależy od jakości przewodu i poboru kamery. Na skrętce z czystej miedzi i przy kamerze o umiarkowanym poborze zbliżysz się do deklarowanej wartości, na przewodzie CCA z aluminium pokrytego miedzią zasięg może być wyraźnie krótszy. Przy trasach ponad 250 m lepszy jest drugi switch w połowie drogi albo światłowód. Szczegóły w artykule funkcja EXTEND w switchu PoE.

Funkcja watchdog obserwuje urządzenia podłączone do portów PoE. Gdy kamera przestaje odpowiadać, switch wyłącza i ponownie włącza zasilanie tego portu, a kamera uruchamia się od nowa. Nie trzeba wchodzić na drabinę ani jechać na działkę, żeby "odłączyć i podłączyć" zawieszoną kamerę.

Watchdog nie naprawia przyczyny problemu. Jeśli kamera wiesza się regularnie, sprawdź przewód, złącze RJ45 przy kamerze, budżet mocy i aktualizację oprogramowania kamery. Szerzej o działaniu funkcji we wpisie switch PoE z watchdogiem.

Modele 4- i 8-portowe mają kompaktową obudowę 190 x 124 x 42 mm. Stawia się je na półce, w szafce, w skrzynce na ścianie lub przykręca do ściany w garażu czy na strychu. Modele 16- i 24-portowe mają według kart obudowę do szafy rack i zajmują 1U.

Szafa rack porządkuje większą instalację: switch, rejestrator, panel krosowy z gniazdami, listwa zasilająca i zasilacz awaryjny stoją w jednym miejscu, a przewody są opisane. W domu z kilkoma kamerami szafa nie jest potrzebna, ale przy kilkunastu przewodach znacznie ułatwia późniejszą rozbudowę i diagnostykę. Rack można też postawić na półce, jeśli zostawisz wolną przestrzeń przy otworach wentylacyjnych.

1. Ustaw switch w suchym, przewiewnym miejscu, w zasięgu gniazdka lub zasilacza awaryjnego.
2. Podłącz kamery do portów PoE. Każda kamera ma własny przewód, najlepiej skrętkę z czystej miedzi z kategorii skrętka, zakończoną wtykami z kategorii wtyki i gniazda RJ45.
3. Połącz switch z rejestratorem przez port uplink, krótkim przewodem z kategorii kabel Ethernet. Rejestrator z kolei łączy się z routerem.
4. Włącz zasilanie switcha. Diody portów pokazują, które kamery mają łącze i zasilanie.
5. Dodaj kamery w rejestratorze. Rejestrator wyszukuje kamery w sieci; inne marki dodasz przez ONVIF.
6. Włącz EXTEND tylko wtedy, gdy któraś kamera wisi dalej niż 100 m, i sprawdź, które porty obsługują ten tryb.

Kompletny opis łączenia kamer z rejestratorem i doboru dysku znajdziesz w kategorii rejestratory NVR.

Najczęstszy układ w domu to rejestrator z ośmioma portami PoE. Switch staje się potrzebny, gdy kamer jest więcej, gdy rejestrator nie ma PoE albo gdy część kamer wisi w innym budynku. Gotowe komplety kamer z rejestratorem PoE znajdziesz w kategorii zestaw kamer.

PoE nie służy wyłącznie kamerom. Z portów PoE zasila się sufitowe punkty dostępowe WiFi, telefony VoIP, domofony i wideodomofony IP, czujniki oraz małe urządzenia sieciowe. Dla takich urządzeń znaczenie ma prędkość portu: nowoczesny punkt dostępowy WiFi potrafi przesyłać więcej niż 100 Mb/s, więc wymaga portu gigabitowego, jak w DVX S24G2G2S.

Punkty dostępowe często pobierają kilkanaście watów i potrzebują PoE+, a niektóre modele korzystają z pasywnego PoE o innym napięciu. Przed podłączeniem sprawdź w karcie urządzenia, jakiego standardu wymaga.

Switch PoE grzeje się tym bardziej, im więcej mocy oddaje kamerom. Nie zamykaj go w szczelnej skrzynce bez wentylacji, nie stawiaj na grzejniku ani w nasłonecznionym miejscu na strychu. Najlepsze miejsce to sucha szafka lub szafa rack z przepływem powietrza.

Zasilacz awaryjny UPS podłączony do switcha i rejestratora podtrzymuje monitoring podczas zaniku prądu, czyli wtedy, gdy często jest najbardziej potrzebny. Moc UPS dobiera się do sumy poboru switcha z kamerami i rejestratora; urządzenia znajdziesz w kategorii zasilacze awaryjne, a obliczenia we wpisie UPS do monitoringu - ile VA i ile minut.

Przewody biegnące po elewacji i w ziemi zbierają przepięcia z wyładowań atmosferycznych. Ograniczniki przepięć LAN przy wejściu przewodów do budynku chronią porty switcha. Więcej w artykule ochrona przeciwprzepięciowa LAN i PoE.

Kilka typowych układów pokazuje, jak łączyć switch z rejestratorem i kamerami, żeby nie przepłacić i nie zabraknąć portów.

Najczęstszy błąd w domu to prowadzenie wszystkich przewodów do jednego miejsca, nawet z odległego budynku. Mały switch w garażu lub budynku gospodarczym skraca przewody do kamer, a do rejestratora biegnie wtedy jeden kabel. Kamery do takiego układu, wraz z parametrami i zapisem na kartę, opisuje kategoria kamery IP PoE.

Switche można łączyć ze sobą przez porty uplink. Taki układ nazywa się kaskadą: główny switch stoi przy rejestratorze, a do niego dochodzą przewody od mniejszych switchy w innych częściach budynku lub posesji. Każdy z nich zasila swoje kamery lokalnie, więc przewody do kamer są krótkie, a między switchami biegnie jedno łącze.

Przy kaskadzie zwróć uwagę na trzy rzeczy. Łącze między switchami przenosi obraz ze wszystkich kamer z danego miejsca, więc powinno mieć 1 Gb/s. Między dwoma switchami prowadzisz tylko jeden przewód, bo drugi utworzy pętlę i zatrzyma sieć. Odcinek między switchami podlega tej samej granicy 100 m co przewód do kamery, chyba że użyjesz światłowodu w gniazdach SFP.

Do połączeń PoE używa się skrętki kategorii 5e lub 6 z żyłami z czystej miedzi. Kategoria 5e w zupełności wystarcza dla portów 100 Mb/s i 1 Gb/s na odcinku do 100 m, kategoria 6 daje większy zapas na przyszłość. Ważniejsza od kategorii jest miedź: przewody CCA mają wyższą rezystancję, więc przy zasilaniu PoE grzeją się i tracą napięcie na długich odcinkach.

Na zewnątrz i w ziemi stosuje się skrętkę żelowaną odporną na wilgoć, w budynku zwykłą instalacyjną. Krótkie połączenia w szafie lub przy biurku wykonuje się gotowymi przewodami z wtykami po obu stronach, czyli patchcordami. Przewodów sieciowych nie układa się w jednej rurze z przewodami 230 V, bo zakłócenia i przepięcia przenoszą się wtedy łatwiej.

Switche DVX nie mają obudowy hermetycznej, więc nie montuje się ich bezpośrednio na zewnątrz. W garażu, wiacie czy budynku gospodarczym switch umieszcza się w zamykanej skrzynce elektrycznej lub teletechnicznej z otworami wentylacyjnymi, z dala od miejsc, gdzie skrapla się para i kapie woda. Zimą niska temperatura zwykle nie przeszkadza, bo pracujący switch sam się nagrzewa, groźniejsza jest wilgoć i kondensacja przy dużych wahaniach temperatury.

Na nieocieplonym strychu latem robi się bardzo gorąco, a switch oddający dużą moc kamerom dokłada własne ciepło. Lepiej postawić go piętro niżej, w szafce lub garderobie, i poprowadzić przewody przez strop. W każdym miejscu przyda się gniazdko z ochroną przepięciową i łatwy dostęp do diod portów przy diagnostyce.

Switch nie zmniejsza prędkości łącza internetowego, bo internet trafia do domu przez router, a switch jedynie rozdziela sieć lokalną. Ruch z kamer do rejestratora płynie wewnątrz switcha i nie przechodzi przez router, więc nie zajmuje łącza od operatora. Łącze z internetem obciąża dopiero podgląd kamer z telefonu poza domem i wysyłka nagrań do chmury.

Spowolnienie może się pojawić, gdy przez jeden port 100 Mb/s płynie jednocześnie obraz z wielu kamer i duże pliki z komputera. Rozwiązaniem jest podłączenie routera i rejestratora do portów 1 Gb/s albo rozdzielenie monitoringu i komputerów na osobne switche.

Switch niezarządzalny nie pokazuje statystyk, więc podstawowym narzędziem diagnostycznym są diody portów i tester przewodu. Pętla sieciowa, czyli dwa przewody spinające te same urządzenia, potrafi zatrzymać całą sieć, a w switchach niezarządzalnych nie ma mechanizmu, który by ją wyłączył.

• switch z liczbą portów równą liczbie kamer, bez zapasu na rozbudowę,
• sumowanie typowego zamiast maksymalnego poboru urządzeń,
• uplink 100 Mb/s przy kilkunastu kamerach 4K,
• switch bez PoE kupiony do kamer, bo w opisie było tylko "switch 8 portów",
• oczekiwanie pełnej prędkości portu w trybie EXTEND,
• przewód CCA na długiej trasie z PoE,
• switch zamknięty w szczelnej skrzynce bez wentylacji.

• Switch (przełącznik sieciowy) - urządzenie łączące wiele urządzeń w jedną sieć LAN.
• PoE / PoE+ - zasilanie przez skrętkę według 802.3af (do 15,4 W) i 802.3at (do 30 W na port).
• Budżet PoE - łączna moc dla wszystkich portów PoE.
• Uplink - port łączący switch z rejestratorem, routerem lub kolejnym switchem.
• Fast Ethernet (FE) - port 10/100 Mb/s.
• Gigabit Ethernet - port 10/100/1000 Mb/s.
• SFP - gniazdo na wymienny moduł, najczęściej światłowodowy.
• EXTEND - tryb wydłużający zasięg PoE do 250 m kosztem prędkości portu.
• Watchdog - automatyczny restart zasilania portu, gdy urządzenie przestaje odpowiadać.
• Rack 1U - obudowa do szafy 19 cali o wysokości jednej jednostki, około 4,4 cm.
• VLAN - wydzielona sieć logiczna w switchu zarządzalnym.

• policzyłem kamery i inne urządzenia PoE oraz dodałem zapas portów,
• zsumowałem maksymalny pobór urządzeń i mam co najmniej 20-30 procent zapasu budżetu,
• przy ośmiu i więcej kamerach wybieram uplink 1 Gb/s,
• zmierzyłem najdłuższą trasę: do 100 m standardowo, do 250 m z EXTEND, dalej switch pośredni lub światłowód,
• wiem, czy potrzebuję SFP do połączenia z innym budynkiem,
• mam miejsce z wentylacją, gniazdko i najlepiej zasilacz awaryjny,
• kupuję skrętkę z czystej miedzi i wtyki RJ45 do zaciśnięcia.