Mit dem Outdoor-Glasfaserverkabelungssystem „pe-light-2“ können Überwachungskameras in Sternverkabelung wie auch in Linien- und Ringstruktur vernetzt werden.
Foto: EKS Engel

IP-Kameras

Wie IP-Kameras in Lichtmasten vernetzt werden

Ein Glasfaserverkabelungssystem von EKS Enge lässt sich Lichtmasten integrieren. IP-Kameras können so vernetzt werden. Welche Vorteile bietet diese Methode?

Mit IP-Kameras, die über Glasfaserkabel in Lichtmasten vernetzt werden, können hochauflösende Bilder via Ethernet in Echtzeit an eine Zentrale weitergeleitet und dort ausgewertet werden. Im Gegensatz zu Kupferkabeln lassen sich mit Glasfasern nicht nur mehr Daten gleichzeitig übertragen, sondern auch über größere Entfernungen, sprich Distanzen von bis zu 100 km.

Außerdem ist es nahezu unmöglich, Videobilder zu manipulieren, während sich das bei Kupferkabel vergleichsweise leicht bewerkstelligen lässt. Ferner können Glasfasern unmittelbar neben Stromleitungen verlegt werden, ohne dass die Übertragung durch elektromagnetische Störungen beeinträchtigt wird.

Effiziente Lösung für die Vernetzung von IP-Kameras

Für die Videoüberwachung müssen jedoch nicht nur Daten übertragen, sondern die Kameras auch mit Strom versorgt werden. Deshalb ermöglichen Lichtmasten, die normalerweise bereits über Leitungen an ein Stromnetz angeschlossen sind, hohe Wirtschaftlichkeit. Wenn die empfindliche Verbindungstechnik jedoch wie bisher üblich in einem Wetterschutzgehäuse oben an den Lichtmasten befestigt wird, sind sowohl die Installation als auch die Wartung sehr aufwändig, weil jedes Mal eine Hubarbeitsbühne herbeigeschafft werden muss. Außerdem ist die Technik nicht vor mutwilliger Beschädigung sicher.

Das Glasfaserverkabelungssystem „PE-Light-2“ ist dagegen rundum geschützt. Denn es lässt sich in alle Lichtmasten gemäß DIN EN 40-5 und DIN 49778 wie auch in andere Masten aus Metall integrieren, die einen Innendurchmesser von mindestens 100 mm und einen Türausschnitt von 400 mm x 85 mm haben. Zugleich ist für die Installation keine Hebevorrichtung erforderlich, und im Servicefall können elektronische Komponenten oder Kabel leicht ausgetauscht werden.

Herzstück des Systems ist ein ist ein managebarer Switch. Er hat vier elektrische Ports, die Gigabit-Ethernet (10/100/1000 BASE-T) und High-Power-PoE (IEEE 802.3bt mit Single- und Dual-Signature) unterstützen, sowie zwei optische Gigabit-Uplinks (1000 BASE-SX/LX) für Single- oder Multimode-Fasern. Zu den weiteren Komponenten, die zusammen mit dem Switch in einem kompakten IP42-Gehäuse (82 mm x 369 mm x 84 mm) untergebracht sind, gehören eine Spleißkassette, ein Netzteil, Sicherungen und Klemmen für den Anschluss der Versorgungsleitung. Um Daten und Spannung von einer Mastbox zu einer anderen weiterzuleiten, haben diese Klemmen, an die Leitungsquerschnitte von 1,5 mm² bis 16 mm² angeschlossen werden können, einen Ein- und einen Ausgang.

Einfache Installation und Inbetriebnahme über Lichtmasten

Bei der Installation werden zunächst je nach Netztopologie ein Glasfaserkabel (Sternverkabelung) oder zwei (Linien- und Ringstruktur) in das Gehäuse eingeführt und dort mit dem freien Ende der mitgelieferten Pigtails verspleißt, die sich mit vorkonfektionierten LC-Steckern an den Switch anschließen lassen. Dieser wandelt die optischen in elektrische Signale und leitet sie über die RJ45-Ports, die x-kodierte M12-Anschlüsse haben, an eine oder mehrere Kameras weiter. In einem zweiten Schritt wird das Stromkabel an die Box angeschlossen. Von dort gehen zwei separate Leitungen nach oben, die eine geschaltete Phase für die Leuchte und eine Dauerphase für die Kameras haben. Wenn diese PoE-fähig sind, können sie über das Datenkabel zugleich mit Leistung versorgt werden, wodurch nur noch eine Stromleitung erforderlich ist. Zum Schluss wird das Gehäuse mit Haken im Mast befestigt.

Da die Benutzeroberfläche des Switches Bedienkonzepten aus dem Konsumgüterbereich ähnelt, lässt er sich auch ohne spezielle IT-Kenntnisse leicht konfigurieren und überwachen. Durch eine Echtzeit-Validierung wird überprüft, ob die Eingabe von Parametern zulässig ist. Unzulässige Konfigurationen bleiben ausgegraut, lassen sich also nicht aktivieren. Änderungen, die noch nicht gespeichert wurden, sind mit einem blauen Balken markiert. Dadurch behält der Anwender insbesondere in komplexen Menüs leichter den Überblick. Ferner werden Port-Bezeichnungen, die in den Basiseinstellungen hinterlegt wurden, automatisch in allen Menüs übernommen, was die Konfiguration erleichtert und Zeit bei der Fehlersuche spart.

Switch lässt sich auch mobil managen

Auf den Switch kann sowohl über Webinterface als auch via SNMP (Simple Network Management Protocol) zugegriffen werden – SNMP eignet sich insbesondere für große Netzwerke, bei denen es zu zeitaufwändig wäre, jeden Switch einzeln zu adressieren. Da die Software alle Browser und Betriebssysteme wie Linux, Windows, Apple oder Android unterstützt, lässt sich der Switch nicht nur über einen PC managen, sondern auch mobil via Smartphone und Tablet. Um die Datensicherheit zu gewährleisten, sollte jedoch ein Zugang via VPN (Virtual Private Network) und Firewall verwendet werden.

Die Funktionen des Switches reichen von Quality of Service (QoS) über zuverlässige Ringredundanzmechanismen wie MRP (Media Redundancy Protocol) nach IEC 62439 und – für komplexere Netzwerktopologien – RSTP (Rapid Spanning Tree) bis hin zu umfangreichen Diagnosemöglichkeiten, die über frei definierbare Eskalationsstufen exakt auf die jeweiligen Anforderungen abgestimmt werden können. Außerdem lassen sie sich mit Alarmen koppeln, die via SNMP, E-Mail oder Relais angezeigt werden. Ferner sind SNMP-Traps möglich, mit denen im Fehlerfall ein zuvor bestimmter Empfänger alarmiert wird.

Smart-City-Anwendungen als mögliche Einsatzszenarien

Mit dem Outdoor-Glasfaserverkabelungssystem lassen sich bis zu vier IP-Kameras vernetzen. Wenn eine Anbindung über Glasfasern nicht möglich ist, sind auch Versionen für IP-over-Coax oder VDSL2 erhältlich. Damit auch energieintensive Geräte wie etwa Schwenk-Neige-Zoom-Kameras mit ausreichend Spannung versorgt werden können, stellen die elektrischen Ports des Switches jeweils eine Ausgangsleistung von bis zu 60 W bereit, wobei die PoE-Gesamtleistung auf 120 W begrenzt ist. Die Videoüberwachung lässt sich aber auch mit Access Points kombinieren, um etwa WLAN-Hotspots anzuschließen. Zu weiteren Anwendungen gehören beispielsweise die Vernetzung von Verkehrsleitsystemen oder der Sensorik für Umweltmessungen. Dadurch kann das Glasfaserverkabelungssystem zu einem wichtigen Baustein für die Netzwerkinfrastruktur der Smart City werden.

Autor: Dipl. Ing. (FH) Andreas Gramer, Strategic Sales Manager EKS Engel FOS GmbH & Co. KG

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