Switch PoE cho camera ngoài trời nên là loại công nghiệp gắn DIN-rail, dải nhiệt rộng, có chống sét cổng và nguồn DC dự phòng, đặt trong tủ kín gần cụm camera; ngân sách PoE phải tính theo mức tiêu thụ tối đa của camera, không theo mức điển hình. Điều kiện hay bị bỏ qua là chuẩn PoE: camera PTZ có sưởi và hồng ngoại có thể cần 802.3bt, trong khi nhiều switch công nghiệp chỉ hỗ trợ 802.3af và 802.3at. Bài viết dành cho nhà thầu camera và chủ đầu tư nhà xưởng, bãi xe, khuôn viên đang chốt thiết bị cho tủ ngoài trời. Phần dưới đi từ chuẩn PoE, ngân sách, nhiệt độ, chống sét đến bảng chọn theo số camera và các trường hợp không nên mua.

Chọn switch PoE cho camera ngoài trời cần đáp ứng những điều kiện gì?

Switch PoE cho camera ngoài trời phải đáp ứng năm điều kiện: chuẩn PoE đủ công suất cho từng camera, tổng ngân sách PoE tính theo mức tối đa, dải nhiệt rộng, chống sét lan truyền kèm nối đất, và nguồn DC có dự phòng. Switch công nghiệp thường nằm trong tủ kín, không treo trần ngoài trời.

Năm điều kiện này loại trừ phần lớn lựa chọn sai. Switch công nghiệp đủ nhiệt độ nhưng chỉ có chuẩn af hoặc at thì không nuôi nổi camera PTZ lớn. Switch đủ chuẩn nhưng ngân sách PoE thấp hơn tổng nhu cầu có thể ngắt cổng khi tải đạt đỉnh, ví dụ lúc hồng ngoại và sưởi cùng bật. Bài này chỉ áp vào camera ngoài trời, không giải thích lại khái niệm power budget.

Camera ngoài trời cần chuẩn PoE nào: 802.3af, 802.3at hay 802.3bt?

Camera cố định thông thường chạy được với 802.3af (tối đa 15,4 W tại switch) hoặc 802.3at (30 W). Camera PTZ ngoài trời có sưởi và hồng ngoại có thể cần 802.3bt Type 3 (60 W) hoặc Type 4 (90 W). Chuẩn PoE của switch phải bằng hoặc cao hơn chuẩn của camera.

Chuẩn	Type	Công suất tại switch (PSE)	Công suất tại camera (PD)	Cáp, khoảng cách (theo white paper)
802.3af	1	15,4 W	12,95 W	Cat5e, 100 m
802.3at	2	30 W	25,5 W	Cat5e, 100 m
802.3bt	3	60 W	51 W	Cat5e, 100 m, dùng 4 cặp
802.3bt	4	90 W	71,3 W	Cat5e, 100 m, dùng 4 cặp

Số liệu theo bản white paper của IEEE 802 về PoE thế hệ mới. Chênh lệch giữa hai cột là hao tổn trên 100 m cáp, nên camera chỉ nhận được phần PD. Ví dụ tiêu biểu cho nhóm cần bt là camera Axis Q6315-LE: datasheet ghi IEEE 802.3bt Type 3 Class 6, chế độ đủ công suất ghi mức tiêu thụ điển hình 15 W (không hồng ngoại) và tối đa 51 W. Chế độ công suất thấp giảm mức tối đa xuống 30 W, nhưng khi đó dải nhiệt hẹp lại còn -5 đến 50 °C, thay vì -50 đến 50 °C ở chế độ đủ công suất.

Điểm đáng nhớ: hạ chế độ công suất của camera có thể làm mất khả năng chạy ở vùng lạnh, nên chọn nguồn theo chế độ đủ công suất. Các dòng switch Wintop trong bài chỉ ghi hỗ trợ 802.3af và 802.3at, nên camera cần 60 W hoặc 90 W phải cấp nguồn qua midspan hoặc injector bt, xem nhóm thiết bị cấp nguồn poe và xác nhận chuẩn với TCNET trước khi đặt hàng.

Tính ngân sách PoE và số cổng cho dàn camera như thế nào?

Ngân sách PoE của switch phải lớn hơn hoặc bằng tổng công suất tối đa của mọi camera, tính theo công suất tại switch: 15,4 W cho mỗi camera af và 30 W cho mỗi camera at. Axis khuyên tính theo mức tối đa vì giá trị này đã gồm sưởi, hồng ngoại và động cơ.

Theo tài liệu của Axis về công suất, mức điển hình là mức dùng bình thường với sưởi và hồng ngoại tắt; mức tối đa là trường hợp xấu nhất với sưởi chạy hết công suất, hồng ngoại 100% và mọi động cơ chạy. Chọn switch theo mức điển hình vì thế là sai hướng.

Lập danh sách camera và chuẩn PoE của từng chiếc.
Nhân số camera với công suất tại switch của chuẩn tương ứng (hoặc dùng mức tối đa ghi trên datasheet camera).
Cộng tất cả, rồi so với ngân sách PoE ghi trên spec sheet của switch.
Chừa cổng dự phòng cho camera bổ sung, và cộng cả công suất của các camera dự kiến thêm vào ngân sách.

Ví dụ (giả định)	Cách tính	Tổng tại switch
4 camera 802.3at	4 × 30 W	120 W
8 camera 802.3af	8 × 15,4 W	123,2 W
4 camera at + 2 PTZ Type 3	4 × 30 W + 2 × 60 W	240 W

Các trang sản phẩm Wintop trong bài không công bố công suất PoE từng cổng hay ngân sách PoE riêng. Trang của RS2310-1GF9GT-8POE chỉ ghi công suất tiêu thụ toàn tải của thiết bị: 7 W khi không tính PoE và 120 W khi tính cả PoE; trang của RS236-2GF4GT-4POE chỉ ghi 5,5 W không tính PoE. Vì vậy, trước khi chốt số camera cho một switch, TCNET đối chiếu spec sheet của hãng cho đúng model, thay vì suy ngân sách PoE từ con số công suất toàn tải.

Dải nhiệt độ và cấp bảo vệ nào là đủ cho tủ ngoài trời?

Dòng RS của Wintop ghi dải làm việc từ -40 đến 85 °C, vỏ nhôm, cấp bảo vệ IP40. IP40 chặn vật rắn từ 1 mm trở lên nhưng không có khả năng chống nước, nên switch phải nằm trong tủ kín, không gắn trực tiếp ngoài trời.

Chữ số đầu của IP40 là 4, tức vật rắn từ 1 mm, và chữ số thứ hai là 0, tức không có bảo vệ chống nước theo IEC 60529. Vì vậy mọi switch trong bài cần tủ ngoài trời đạt cấp kín nước thích hợp. Trang hãng của switch PoE Wintop RS236-2GF4GT-4POE còn ghi độ ẩm tương đối 5 đến 95% không ngưng tụ, nên tủ ngoài trời phải có cách giảm ngưng tụ hơi nước, thay vì chỉ trông chờ vào dải nhiệt rộng.

Nhiệt độ cần so sánh là nhiệt độ bên trong tủ, không phải nhiệt độ ngoài trời. Tủ đặt dưới nắng nóng hơn không khí xung quanh, nên kỹ thuật viên cần ước lượng nhiệt trong tủ theo vị trí thật. Dải nhiệt của camera và switch không trùng nhau: Axis Q6315-LE chạy từ -50 đến 50 °C ở chế độ đủ công suất, còn dòng RS chạy từ -40 đến 85 °C. Với khí hậu Việt Nam, đầu cần canh là nhiệt độ nóng trong tủ kín dưới nắng, nơi switch có dư địa tới 85 °C nhưng camera chỉ tới 50 °C.

Chống sét cho switch PoE và camera ngoài trời gồm những lớp nào?

Dòng RS của Wintop ghi chống sét IEC 61000-4-5 mức 4, gồm 4 kV cho cổng và 4 kV cho nguồn. Đó chỉ là một lớp. Axis khuyến nghị thêm bộ chống sét gần camera, cáp STP có lớp bọc nối liên tục tới đất và nối đất cho switch.

Tài liệu Axis về xung điện giải thích rằng cáp mạng nối camera với switch có thể thu điện từ trường mạnh, từ sét lẫn từ thiết bị công suất lớn như thang máy hay điều hòa, rồi đưa xung điện áp tới camera. Từ đó có bốn lớp bảo vệ cần có trong một hệ thống camera ngoài trời.

Lớp	Việc cần làm	Nguồn
Cổng và nguồn của switch	Chọn model có chống sét cổng và nguồn, ví dụ mức 4 kV theo trang hãng Wintop	Trang sản phẩm Wintop
Cáp	Dùng cáp STP; mọi patch panel và đầu nối trên đường đi cũng phải có lớp bọc nối tiếp	Axis, Power surges
Bộ chống sét PoE	Đặt cạnh camera ở xa, và một bộ nữa tại điểm cáp vào tòa nhà cho thiết bị bên trong	Axis, Power surges
Nối đất	Switch (PSE) phải được nối đất đúng; lớp bọc chỉ có tác dụng khi đường về đất liên tục	Axis, Power surges

Cáp bọc giáp có đặc thù lắp đặt riêng, xem bài cáp mạng chống nhiễu SFTP. Điểm cần nói thẳng: con số 4 kV là dữ liệu từ phòng thí nghiệm nội bộ của hãng, ghi chú ngay trên trang sản phẩm. Nó cho biết ngưỡng chịu xung của cổng switch, không bảo đảm hệ thống an toàn khi sét đánh gần.

Nguồn DC dự phòng, lắp DIN-rail và uplink quang nên chọn thế nào?

Dòng RS nhận nguồn DC 48 đến 57 V với hai đầu vào dự phòng và gắn DIN-rail bằng chân đỡ chống rung. Uplink quang gigabit cho phép kéo từ tủ camera về phòng điều khiển xa hơn 100 m, còn mỗi camera vẫn phải nằm trong 100 m tính từ cổng PoE.

Nguồn công nghiệp cấp cho switch phải đủ tổng của hai khoản: công suất tự thân của switch (trang hãng ghi 5,5 W cho RS236-2GF4GT-4POE và 7 W cho các model 8 cổng, chưa gồm PoE) và tổng PoE cấp ra cho camera. Hai đầu vào nguồn giúp tủ camera chạy tiếp khi một bộ nguồn hỏng, đáng giá với tủ ít người lui tới.

Với tuyến dài, uplink quang tránh được giới hạn 100 m của cáp đồng. Nếu chưa chắc nên dùng converter hay switch có cổng quang, xem bài media converter hay switch quang. Các model có cổng quang và PoE cho tủ camera đều lắp được trên DIN-rail.

Smart dial, managed hay switch PoE thường: nên chọn loại nào?

Nhóm smart dial poe switch là switch không có giao diện quản lý, chỉ có công tắc DIP hai nấc để cách ly VLAN giữa các cổng và ép tốc độ 10 Mbps. Switch managed thêm VLAN 802.1Q, ERPS, STP và RSTP, LLDP, SNMP. Tủ camera đơn giản dùng smart dial; cần dựng vòng ring hoặc giám sát từ xa thì chọn managed.

Theo trang hãng, dòng smart dial chỉ liệt kê công tắc DIP chứ không liệt kê giao diện web hay SNMP. Công tắc ép 10 Mbps không đi kèm số liệu khoảng cách trên trang hãng, nên không nên coi đó là cách kéo vượt 100 m. Loại này hợp với tủ vài camera, cấu hình chỉ gồm hai công tắc.

Model managed như switch PoE công nghiệp Wintop RS6310-2GF8GT-8POE có ERPS, STP/RSTP và WT-Ring cho mạng vòng quang, nên một đứt cáp quang không làm mất cả tuyến camera. Đổi lại cần kỹ thuật viên cấu hình và theo dõi; nếu đội vận hành không có người làm việc này thì tính năng ring sẽ nằm không.

Chọn switch PoE công nghiệp theo số camera và quy mô ra sao?

Từ 1 đến 4 camera dùng model 4 cổng PoE kèm 2 cổng quang; từ 5 đến 8 camera dùng model 8 cổng; cần ring hoặc giám sát từ xa thì chọn managed. Camera 60 đến 90 W cần nguồn bt riêng, nằm ngoài các model af/at này. Với tủ rất nhỏ, nhóm switch ethernet din-rail poe wintop của TCNET có các switch quang PoE gọn, cổng quang tích hợp sẵn, đáng xem trước khi chọn model lớn hơn.

Quy mô	Cấu hình gợi ý	Lý do	Điểm cần kiểm tra
1 đến 4 camera, một tủ nhỏ, uplink quang	Smart dial 4 cổng PoE, 2 cổng quang (RS236-2GF4GT-4POE)	Đủ cổng, nguồn dự phòng, cấu hình đơn giản	Ngân sách PoE (trang hãng không công bố)
5 đến 8 camera, bãi xe hoặc nhà xưởng vừa	Smart dial 8 cổng PoE (RS2310-1GF9GT-8POE)	Một cổng quang và một cổng đồng gigabit để uplink	Ngân sách PoE (trang hãng không công bố riêng)
Đến 8 camera, cần ring hoặc giám sát từ xa	Managed 8 cổng PoE, 2 cổng quang (RS6310-2GF8GT-8POE)	ERPS, STP/RSTP, WT-Ring, SNMP	Có người cấu hình và theo dõi
Camera PTZ 60 đến 90 W	Midspan hoặc injector 802.3bt	Các model af/at không cấp đủ công suất	Chuẩn Type 3 hoặc Type 4 của camera
Camera trong nhà, tủ rack có điều hòa	Switch PoE thương mại	Không cần dải nhiệt và chống sét công nghiệp	Vị trí đặt, chống sét cho cáp vào tòa nhà

Với tủ đủ 8 camera chuẩn af, nhu cầu khi mọi cổng chạy tối đa cùng lúc là 8 × 15,4 = 123,2 W tính tại switch. Trước khi dồn cả 8 camera vào switch PoE Wintop RS2310-1GF9GT-8POE, hãy xác nhận ngân sách PoE trên spec sheet của hãng hoặc với TCNET; nếu ngân sách không đủ, chia thành hai tủ nhỏ hoặc chọn model có ngân sách ghi rõ.

Khi nào không nên mua switch PoE công nghiệp, và điểm yếu của dòng này là gì?

Không nên mua khi camera đặt trong nhà ở tủ có điều hòa, khi camera cần 802.3bt, hoặc khi khoảng cách từ switch tới camera vượt 100 m. Điểm yếu của dòng RS trong bài là chỉ hỗ trợ af/at, cấp IP40 và trang hãng chưa công bố ngân sách PoE riêng.

Camera trong nhà, tủ rack có điều hòa: switch PoE thương mại đủ dùng và gọn hơn. Ví dụ switch poe un-managed aptek cho tủ nhỏ văn phòng.
Camera cần 802.3bt: dòng RS không cấp đủ công suất cho PTZ 60 đến 90 W, cần midspan hoặc switch bt khác.
Khoảng cách trên 100 m: cáp đồng PoE giới hạn 100 m. Cần kéo xa hơn thì dùng cáp quang tới tủ gần camera rồi cấp PoE tại đó, xem bài cáp quang cho hệ thống camera.
Điểm yếu cần biết: IP40 buộc phải mua thêm tủ kín nước; ngân sách PoE phải xác nhận qua spec sheet; mức chống sét 4 kV là một lớp, không thay nối đất và bộ chống sét riêng.

Câu hỏi thường gặp

Switch PoE công nghiệp có gắn ngoài trời trực tiếp được không?

Không với các model IP40 trong bài, vì IP40 không bảo vệ chống nước. Cần đặt trong tủ ngoài trời kín nước, và tủ phải giảm được ngưng tụ hơi nước vì trang hãng ghi độ ẩm không ngưng tụ.

Một switch 8 cổng PoE nuôi được bao nhiêu camera?

Phụ thuộc ngân sách PoE và công suất tối đa của từng camera, không phụ thuộc số cổng. Cộng công suất tối đa tại switch của mọi camera, rồi so với ngân sách trên spec sheet; số camera tối đa có thể nhỏ hơn số cổng, nhất là khi dùng camera at.

Chống sét 4 kV trên switch có đủ cho camera ngoài trời không?

Không nên coi là đủ. Axis khuyến nghị cáp STP, nối đất cho switch và bộ chống sét gần camera. Mức 4 kV bảo vệ cổng switch, không bảo vệ toàn tuyến cáp.

Cáp từ switch đến camera dài tối đa bao nhiêu?

Tối đa 100 m theo chuẩn PoE. Đi xa hơn cần kéo cáp quang tới tủ gần camera, cấp PoE tại đó. Loại cáp đồng nên chọn xem bài so sánh Cat5e, Cat6 và Cat6A.

Đang tải đánh giá...