Switch PoE per videosorveglianza: budget, distanze e rete separata

Nell'elenco dei materiali di un impianto di videosorveglianza lo switch PoE occupa di solito una riga, scelta per prezzo e numero di porte. Da questo componente dipende però l'alimentazione di tutte le telecamere. Se è sottodimensionato, il guasto non si vede al collaudo: arriva di notte, quando si accendono gli illuminatori a infrarossi, o nelle mattine d'inverno, quando entrano in funzione i riscaldatori delle custodie. Le telecamere si riavviano o restano spente proprio quando servono di più.

Gli standard PoE: potenza alla porta e al dispositivo

Il PoE è definito dagli standard IEEE 802.3. Il valore delle schede tecniche è quello che la porta può erogare, ma la telecamera ne riceve meno: una parte si perde in calore lungo il cavo. Gli standard indicano perciò due numeri, la potenza alla porta e quella garantita al dispositivo nel caso peggiore, con 100 metri di cavo.

Il PoE passivo, a tensione fissa e senza negoziazione, non è standard e può danneggiare un dispositivo non predisposto.

Il budget totale non è la somma delle porte

Uno switch a otto porte 802.3at può dichiarare 30 W per porta e avere un budget totale di 120 W: le porte sommate darebbero 240 W, ma l'alimentatore ne fornisce la metà. Conta il budget totale, indicato a parte nella scheda tecnica.

Un esempio: otto telecamere su uno switch da 120 W, di cui sei fisse con illuminatore IR (6 W tipici, 12 W di picco) e due PTZ da 25 W.

Nel funzionamento tipico l'impianto occupa il 72% del budget e sembra ben dimensionato. Di notte, con gli illuminatori accesi e le PTZ in movimento, la richiesta sale a 122 W, il 102% del budget. Con un margine indicativo tra il 20 e il 30% sul picco servono circa 146-159 W. Sono consumi al dispositivo: alla porta ne servono di più, per le perdite nel cavo.

Due cautele. Le PTZ da 25 W dell'esempio stanno su porte 802.3at che ne garantiscono 25,5: meno di mezzo watt di margine, che un riscaldatore può cancellare. E alcuni switch riservano la potenza secondo la classe dichiarata dalla telecamera, non secondo il consumo reale. A budget esaurito lo switch toglie corrente ad alcune porte, non necessariamente alle meno importanti.

Per ripetere il conto sul proprio impianto c'è il calcolatore di budget PoE. Chi parte dal prodotto può consultare gli switch PoE della gamma Reyee, leggendo il budget totale prima del numero di porte.

Distanze e cavi

Per una tratta Ethernet in rame il limite è di 100 metri: nel cablaggio strutturato, 90 di cavo posato più 10 di cordoni. Il PoE non lo estende, e oltre quella lunghezza non cede solo il segnale ma anche la tensione che arriva alla telecamera.

La modalità «extend»

Alcuni switch per videosorveglianza offrono una modalità «extend» che porta la tratta fino a circa 250 metri dichiarati. È una funzione proprietaria, non standard, e ha un costo: la porta scende a 10 Mbit/s e la caduta di tensione consente soltanto carichi modesti. Una telecamera con pochi megabit di flusso può starci, una ad alta risoluzione no.

Categoria del cavo: rame pieno o CCA

Per 802.3af e 802.3at basta in genere una CAT5e in rame pieno; la CAT6 scalda meno ed è la scelta prudente per 802.3bt e per i fasci di molti cavi.

Il problema è il CCA, alluminio ramato: un'anima di alluminio con un velo di rame. Alle frequenze del segnale la corrente scorre in superficie, quindi il cavo può superare una prova sui dati; in corrente continua attraversa anche l'alluminio, che ha una resistenza molto più alta. Con il PoE significa più caduta di tensione, più calore e meno potenza al dispositivo di quella calcolata. Il CCA non è conforme alle norme di cablaggio strutturato, che prevedono rame. Lo tradiscono il prezzo troppo basso, una scheda tecnica senza la dicitura «rame puro» e, tagliando un capo, l'anima argentata.

Rete separata: VLAN dedicata o switch distinto

Le telecamere hanno cicli di aggiornamento lunghi e spesso vulnerabilità note che restano aperte per anni. Sulla stessa rete di PC e server, una telecamera compromessa può raggiungere il resto, e un PC compromesso può raggiungere le registrazioni. Per questo dovrebbero stare in una VLAN dedicata o su uno switch fisicamente separato.

Delle due soluzioni, lo switch separato è la più semplice e lascia meno spazio all'errore: senza un cavo tra le reti non c'è alcun percorso. La VLAN è più flessibile, ma separa solo il traffico a livello 2: chi può parlare con chi lo decide il router o il firewall.

Switch gestito o non gestito

Lo switch non gestito si collega e funziona, costa meno, ma non offre VLAN, non mostra il consumo per porta e non conserva eventi. Quello gestito aggiunge VLAN, priorità PoE, registri, avvisi e riavvio della singola porta. Il criterio non è il prezzo: con poche telecamere su un NVR che le tiene già fuori dalla LAN il non gestito può bastare; con molte telecamere, reti condivise con uffici o condomini, o la necessità di ricostruire un evento, serve il gestito. Con le impostazioni di fabbrica, però, non separa nulla.

Continuità: lo switch come punto unico di guasto

Se lo switch si ferma, si fermano insieme tutte le telecamere. Lo stesso vale per la corrente: un'interruzione le spegne tutte nello stesso istante, insieme allo switch e di norma all'NVR.

Un UPS ha senso se protegge l'intera catena: switch, NVR e il router che porta i dati fuori sede. Collegato al solo NVR, lascia le telecamere senza alimentazione e quindi senza nulla da registrare. Il carico da considerare non è il budget PoE ma la potenza assorbita dalla rete elettrica, perdite dell'alimentatore comprese.

Più frequente, però, è il guasto parziale: una porta che perde il collegamento, una telecamera che si riavvia ogni notte, un consumo che sale con il freddo. Uno switch gestito permette di osservare stato delle porte, consumo e budget residuo, e di ricevere un avviso; senza monitoraggio il guasto si scopre quando qualcuno cerca un'immagine che non c'è.

Quattro domande prima di decidere

1. Hai considerato il consumo di picco, non solo quello tipico, con IR acceso, riscaldatori attivi e PTZ in movimento?
2. Hai considerato il budget totale dello switch, e non la somma delle porte, con un margine per le telecamere future?
3. Hai considerato che cavo è stato posato davvero, se è rame pieno e quanto è lunga ogni tratta, cordoni compresi?
4. Hai considerato chi può raggiungere le telecamere dalla rete aziendale, e che cosa succede quando mancano lo switch o la corrente?

Se una risposta è «non so», il controllo costa meno prima del guasto. Su un impianto esistente rientra nelle verifiche tecniche sugli impianti; i kit TVCC spesso integrano le porte PoE nell'NVR, e il budget dichiarato va controllato anche lì.