Power Over Fiber POF övervakningskameror
Hur kopplar man övervakningskameror som befinner sig på flera mil avstånd?
Vad är Power Over Fiber (PoF) och hur fungerar det?
Power over Fiber (PoF) d v s att föra ström över fiber, är en specialiserad teknik som gör det möjligt att överföra elektrisk energi via optisk fiber med hjälp av ljus.
Istället för att skicka elektricitet i form av ström, som i vanliga kopparledningar, använder PoF laserljus för att överföra energi genom glasfiber till en mottagare som omvandlar ljuset till elektricitet via en fotovoltaisk omvandlare (likt en liten solpanel).
En fotovoltaisk omvandlare är i princip en solcell (PV-cell) som, genom den fotovoltaiska effekten, direkt omvandlar solljus till elektrisk energi.
Missa inte artikeln: Telia Webmail Sveriges sämsta e-posttjänst
Relaterade artikel: Cybersäkerhetshot från egna anställda
Tips just nu: Moderna backhaul och MLO nätverk med Datokirurgen AB.
Viktigt jut nu: Slut på Windows 10 livslängd. Agera NU!
Missa inte artikeln: Telia Trygg bland de sämsta virusprogrammen.
Aktuellt just nu: DKIM, DMARC och SPF avgörande för ditt företags anseende!
Viktigt jut nu: Hoten från främmande makter.
Missa inte artikeln: Kritisk granskning av Norton 360 Antivirus.
Du kanske frågar dig, är detta verkligen möjligt att överföra elektrisk energi via optisk fiber med hjälp av ljus? PoF används framför allt i extrema miljöer, såsom inom forsvarssektorn, militären, signalspaning, trafikövervakning på motorvägar, laserbaserade Internetkommunikation, och t ex inom skogsövervakning.
Ytterligare fall är där elektromagnetiska störningar (EMI) eller risk för blixtnedslag gör det olämpligt att dra kopparkablar.
För övrigt har tekniken flera begränsningar. Dagens kommersiella PoF-lösningar kan bara leverera mellan 1-5 watt, vilket inte är tillräckligt för att t ex driva en övervakningskamera eller annan högförbrukande utrustning.
Datorkirurgen AB optimerar fibernätverk för hastighet och tillförlitlighet.
Fiberoptik kan varken leverera elektrisitet eller transportera elektrisk ström som en kopparledning. Men fiberoptik kan transportera energi i form av ljus – och det är exakt vad PoF bygger på.
Således PoF är möjlig, men inte genom att överföra el som i en kopparkabel. Istället överför man ljusenergi, som på mottagarsidan konverteras tillbaka till elektrisk energi. Det är därför man kallar det “Power over Fiber”, trots att det inte rör sig om elektrisk ström i fibern.
Power over Fiber är en imponerande teknik, men i praktiken oanvändbar för vanliga övervakningskameror eller nätverkssystem – där PoE (Power over Ethernet) eller lokal strömförsörjning fortfarande är den enda realistiska vägen.
Jämförelse: PoF vs. PoE – vad är praktiskt?
Power over Ethernet (PoE) är den etablerade standarden för att överföra både ström och data via samma nätverkskabel (Cat5e/Cat6) över korta avstånd (upp till 100 meter).
Power over Ethernet (PoE) är kostnadseffektivt, enkelt att installera, och används i nästan alla moderna nätverkskameror, mobilmaster och accesspunkter.
Power over Fiber, däremot, kan användas där PoE är opraktiskt – till exempel i miljöer med hög EMI, inom militära ändamål, signalspaning, i rymdteknik och inom industriella sensorer. Men PoF kan inte leverera tillräcklig ström för att ersätta PoE i kommersiella installationer.
PoF används i projekt där elektrisk isolering krävs mellan utrustning
Där PoE fungerar med 15-90 watt (IEEE 802.3af/at/bt), ligger PoF fortfarande långt efter i kapacitet. I praktiska övervakningssystem för byggnader och nätverk är PoE därför den överlägsna lösningen för gemene man.
Scenario: Kameror långt bort utan ström
I allt fler moderna fastigheter kräver våra kunder övervakningslösningar där kamerorna inte alltid sitter i samma byggnad som NVR-servern (Network Video Recorder). Vi har kunder som bor på Stockholms skärgård. De bor på öar vilka har flertal hamnar och lokaler sprida på olika platser på ön.
Ett vanligt exempel är ett huvudkontor eller NVR-serverhall där video från övervakningskameror via draget nätverk sker centralt, medan själva kamerorna sitter placerade på andra avlägsna platser – exempelvis vid hamnen, lager, garage, motorväg, på fältet, eller skyddsområde – hela 20 kilometer bort.
Datorkirurgen AB ska i denna scenario anta att det inte finns ström på ovan avlägsna platser. D v s hamnar, lagerlokaler och skyddsområden saknar el.
Datorkirurgen AB – Illustration av fiber mellan övervakningskamera och PoF-switch.
Den stora utmaningen i detta scenario är att vanliga nätverkskablar (Cat5e/Cat6/Cat7) endast klarar avstånd på mellan 100 meter till 300m om nätverkskabel Cat7 används.
PoE-övervakninskameror (Power over Ethernet) är dels beroende på korta avstånd dels på ström. När ingen ström finns på plats där kamerorna sitter, måste man tänka om – både vad gäller datakommunikation och strömförsörjning.
I denna artikel ska vi förklara exakt hur man löser detta problem.
Varför räcker inte vanlig nätverkskabel?
Ethernet är ett fantastiskt kommunikationsprotokoll för lokala nätverk, men tekniskt sett begränsat till 100-300 meters avstånd per kabelsegment.
Försök att dra nätverkskabel 20 km resulterar i massiva signalförluster, fördröjning och ett nätverk som inte fungerar.
Trots att det finns så kallade Ethernet-extenders, kräver de ström längs vägen – något som saknas i detta scenario.
Därför behöver man övergå till en teknik som är konstruerad för långa distanser: fiberoptik. Fiberoptiska kablar sänder data med ljus, inte elektricitet, och klarar högupplöst 8K video kvalié på flera mil.
Men fiberoptik kan inte bära ström, vilket innebär att strömförsörjningen till kamerorna måste lösas separat. Det är här problemet blir tekniskt komplext – och det är exakt här Datorkirurgen AB kommer in i bilden med sin expertis.
Bild på PoF-lösning för övervakning i miljö med hög elektromagnetisk störning.
Utmaning: Hur leverera 300W ström över 20 km?
Låt oss anta att vi har 10st kameror som vardera drar cirka 30 watt d v s de drar totalt 300 watt. Med en vanlig 48V PoE-lösning skulle detta innebära att man behöver dra 6,25 ampere över 20 km – vilket leder till enormt spänningsfall.
Men hur ser det ut om man istället använder 220V AC för att leverera ström från NVR-systemet till de avlägsna byggnaden?
Effektformel:
P = V × I → I = 300W / 220V = 1,36A Spänningsfallsformel:
Spänningsfall = (2 × L × I × R) / 1000 Där L = 20 000 meter, I = 1,36 A, R = 0,8 Ω/km (för 4 AWG koppar):
Spänningsfall = (2 × 20000 × 1.36 × 0.8) / 1000 = 43.52V
Spänning vid kameraplats: 220V – 43.52V = 176.48V
Detta är på gränsen till vad många PoE-switchar klarar.
Lösning: Fiber för data – lokal ström för kameror
Den bästa lösningen för att koppla övervakningskameror 20 km bort är att separera data och ström. Att drar en OS2 singlemode fiberoptisk kabel (LC/UPC duplex) mellan byggnaderna. OS2 fiber klarar av högupplöst 8K video kvalié på över 200 kilometer för utomhusinstallationer.
Med förstärkning: Obegränsade avståndsmöjligheter med repeatersystem. Denna kabel klarar enkelt 20 km och används tillsammans med mediaomvandlare eller switchar med SFP-portar i båda ändar.
I nästa steg installeras 1G SFP-moduler (1310nm, 20 km) i båda ändar.
För strömförsörjning finns två alternativ:
- Dra 220V strömkabel i 4 AWG koppar och installera PoE-switch på plats.
- Installera solpaneler med batteribank och driva PoE-switch lokalt
Fiberkabeln hanterar datakommunikationen och PoE-switchen på plats levererar ström till kamerorna via korta nätverkskablar (Cat6).
Datorkirurgen AB installerar AV-signalöverföring via optisk fiber till 4K-skärm
Val av rätt fiberoptisk kabel
För detta ändamål är det bäst att använda OS2 single-mode LC/UPC duplex fiberkabel. OS2 är optimerad för långa distanser 200 km eller mer. LC/UPC innebär att kontakterna är blå (Ultra Physical Contact) – en standard inom nätverksutrustning och SFP-moduler.
“Duplex” betyder att kabeln har två fibertrådar – en för sändning och en för mottagning. Det bästa är att köpa en förterminerad fiberkabel från leverantörer som FS.com eller InfiniteCables.
Beräkningsexempel och praktiska råd från Datorkirurgen AB
Anta att du använder en 4 AWG kopparkabel för att driva en PoE-switch som kräver 300W. Vi har sett att spänningsfallet vid 220V är 43,52V. För att förbättra detta kan du enligt Datorkirurgen AB:
- Installera två parallella 4 AWG-kablar för att halvera resistansen.
- Använda lokal transformator eller UPS vid den avlägsna platsen.
- Välja solcellsdriven elskåpslösning för off-grid-ström.
Dessa lösningar ger driftsäkerhet även vid strömavbrott och säkrar tillförlitlig övervakning dygnet runt.
Slutsats: Så kopplar du kameror 20 km bort med full funktionalitet
Att koppla övervakningskameror 20 kilometer från NVR-servern är fullt möjligt med rätt teknik. Genom att använda fiber för datakommunikation och lokal strömförsörjning (220V eller solpaneler) kan du bygga ett skalbart, driftsäkert system.
Kombinera detta med rätt val av SFP+ transceiver, LC/UPC-fiber, och PoE-switchar så har du en lösning som är framtidssäker.
Kontakta Datorkirurgen AB – Sveriges mest erfarna IT-experter inom nätverk, fiber och övervakning – för projektering, inköp och installation.
Viktiga frågor som vi kan besvara:
Hur ansluta lokaler med fiber?
Hur leverera ström över fiber?
Ansluta hem och kontor via fiber.
Fiber optik nätverk istället för Internet kabel.
Ansluta sommarstugan och boden med fiber.
Hur ansluter man två byggnader med fiberoptik? Kan man koppla övervakningskameror via fiber mellan lokaler?
Hur kopplar man sommarstugan till internet med fiber?
Vad är bästa sättet att dra nätverk mellan två hus 20 km isär?
Bevaka båten, hamnen, stugan, parkeringsplatsen, kontoret via fiber.
Går det att ersätta internetkabel med fiberoptik mellan byggnader? Hur lång fiberkabel kan man använda för nätverk?
Vad kostar det att dra fiber mellan hemmet och förrådet?
Anslut datorn till bildskärm lång bort.
Anslut skrivare till nätverk via fiber.
Anslut datorn till projektor lång bort.
Hur fungerar PoE Power over Ethernet över långa avstånd? Slå på datorn på fjärr.
Stäng av datorn på fjärr.
Slå på lampor och värmen på sommarstugan hemifrån på avstånd.
Stäng av värmen på fjärr på sommarstugan.
Stäng av spisen på fjärr. Kan man köra PoE via fiber?
Hur löser man nätverk till en bod eller lada utan el?
Vad är skillnaden mellan fiber och Ethernet-kabel?
Vilken typ av fiberkabel krävs för att koppla två fastigheter?
Hur fungerar OS2 singlemode fiber i övervakningssystem? Hur mycket ström förloras vid 20 km kabeldragning?
Hur driver man IP-kameror utan ström på plats?
Vad är skillnaden mellan Power over Ethernet och Power over Fiber?
Kan man koppla två nätverk ihop med fiberoptik?
Hur kopplar man fiber mellan garage och villa? El via fiber.
Ström via fiber – Power over Fiber.
Föra el över fiber.
Föra ström över fiber.
Ström, el, fiber.
Visning av presentation från laptop till projektor 1 500 meter bort.
Vilken fiberkabel ska man använda mellan kontor och serverhall?
Hur placera datorn på ett rum men visa skärm i konferensrum eller andra lokaler? Hur kopplar man nätverk till en fjärrbyggnad utan att gräva internetkabel?
Datorkirurgen AB installerar fiberoptisk överföring till takmonterad projektor.
Fiber mellan nätverksswitch och fjärrplacerad skrivare installerad av Datorkirurgen AB