技術情報

IPカメラやワイヤレスアクセスポイントなどの受電デバイス (PD) に大容量の電力を供給しながら、産業用システムへのデバイス接続やデータ転送をする際に、課題が発生していませんか？ PoE (Power over Ethernet) は、ケーブルを利用して給電装置 (PSE) を介して電力を伝送する電力供給メカニズムです。PoEの利点には、コストと時間の節約、高い柔軟性が含まれます。 たとえば、エンドポイントごとに新しいコンセントを設置する必要がないため、電気設備にかかる時間とコストを削減できます。さらに、PSEを使用することで、固定されたコンセントに接続する必要がなくなります。 必要な場所にPDを設置し、PoEスイッチなどのPSEに簡単に接続できます。 将来的に変更や拡張が必要になった場合でも、固定のコンセントを使用するよりも、PSEの位置を変更する方がはるかに簡単です。

しかし、より高解像度のIPカメラや、より多くのデバイスに接続するワイヤレスアクセスポイントに対する市場の需要が高まるにつれ、現在主流となっている15Wや30WのPoEでは十分ではなくなってきています。さらに、PSEとPDの互換性を確保するには時間がかかる場合があり、産業エンジニアにとっては楽な作業ではありません。

この記事では、産業用システムのシステムライフサイクルに焦点を当てて、一般的に遭遇する重要な質問に対する答えを見ていきたいと思います。この記事は、PoEソリューションを利用した産業用システムの導入方法について、より理解を深めていただける内容となっています。

質問①：IPカメラなどの電力消費の多いPDをサポートできるPoE規格はどれですか？

IPカメラを購入した際に、どのPoEスイッチがそのIPカメラをサポートできるのか、判断するのが難しいという状況に遭遇したことはありませんか？将来的な問題を回避するためには、産業用システムを開発する際に、PSE (PoEスイッチなど) と PD (IPカメラなど) の互換性を適切に考慮することが重要です。

2003年にIEEE 802.3af PoE規格が導入されてすぐに、産業エンジニアはその利点を認識し、以来、現場に導入されるPoEスイッチの数は着実に増加しています。しかし、デバイスが進化を続け、物体検出や光スキャンなどの新機能を搭載して複雑化するにつれて、より多くの電力を必要とするようになりました。 各メーカーは、より高い出力をサポートするために独自のプロトコルを作成することで、この傾向に対応してきました。 しかし、これにより、PDとPSEの間で互換性の問題が発生するという予期せぬ事態を引き起こす場合があります。システム全体を計画する場合、ネットワークデバイスを選択する際には、これらの潜在的な問題を考慮することが不可欠です。相互運用性は、電圧の検出や電力容量の監視ができるさまざまなツールを介してテストできます。IEEE 802.3 at/af/bt規格に準拠したPDやPSEを選択するか、Sifosなどのツールやソフトウェアを利用してデバイスをテストし、現場にデバイスを導入する前に互換性を確認することを強くお勧めします。

質問②：十分な帯域幅があるかどうかを判断する最善の方法は何ですか？

ネットワークは稼働しているが、データパケットが遅延して、IPカメラからの映像が正しく送信されないというシナリオに遭遇したことはありませんか？多くの産業用機器の配備において、リアルタイムで高品質なスナップショットやビデオストリームをコントロールセンターに送信することが要件となっており、必要な帯域幅が急増することがよくあります。

したがって、4KやUHDカメラで撮影された高品質のビデオを、画質の劣化や映像の損失なしに確実に供給するのに十分な帯域幅がPoEスイッチにあるかどうかを確認することが重要です。フルギガビットポートPoEスイッチはこの要件を確実に満たすことができますが、非常に高価なオプションになる可能性があります。理想的なソリューションは、ギガビット、あるいは2.5GbEポートの組み合わせを持つ PoEスイッチを利用することです。これにより、最も高価なオプションを購入することなく、ネットワークの柔軟性を高めることができます。

質問③：各PDの消費電力要件がわからない場合、ネットワーク上でPoEデバイスを確実に設定するにはどうすればよいですか？

IPカメラなどの受電デバイスのPoE消費電力を確認し、その規格に合わせてPoEスイッチを設定しなければならない状況に遭遇したことがありますか？この作業は少々面倒になる可能性があるため、作業を簡素化する代替ソリューションを検討する必要があります。

よく発生するケースは、IEEE 802.3bt 90W出力までサポートするPoEスイッチを使用したいが、ワイヤレスAPやIPカメラなどの受電デバイスが15W～90Wの電力を使用する場合です。技術の進歩により、この問題を回避できるソリューションが利用できるようになりました。 その一例として、PoEスイッチが挙げられます。PoEスイッチは、受電デバイスの消費電力を自動的に検出できるため、PDのパラメータをWeb GUIに入力する必要がなくなります。消費電力を自動的に検出する機能により、設定と導入が大幅に簡素化されることが業界全体で認められています。

質問④：リモートで配置されたPDに問題があるかどうかを判断するには、どのような方法がありますか？

IPカメラの1台が正しく機能していないため、すぐに問題を解決してほしいと顧客から連絡を受けたことはありませんか？よくあるケースですが、IPカメラは数百キロ離れたところに設置されている可能性があるため、問題を解決できるという高い確証がなければ、顧客は、エンジニアを現場に派遣することに消極的になる可能性があります。 このような状況で必要となるのは、問題についての詳細情報です。

産業用アプリケーションは通常、遠隔地の過酷な環境に設置されます。理想的には、PoEスイッチがリモートで障害チェックを実行し、PDを自動的に再起動できる必要があります。これにより、所有者は現場で何が起こっているかについて、より多くの情報が得られるため、人員を派遣する必要がある場合、適切な機器を持って現場に到着し、状況を迅速に修正できるようになります。これを実現する最も効果的な方法のひとつは、PDのステータスに関する情報を提供するために、電子メール、リレー、またはトラップ通知を設定することです。さらに、管理ソフトウェアを使用すれば、リモートサイトでデバイスにどのような問題が発生しているかを簡単に判断できるので、さまざまなソフトウェア管理機能を活用して、デバイスに障害が発生した原因を把握し、現地に人員を派遣する前に、より多くの情報に基づいた意思決定を行うことをお勧めします。

質問⑤：ネットワークデバイスのセキュリティを強化するために、どのような対策をとればよいですか？

IP監視システムはクローズドループにあり、エアギャップされているため、サイバーセキュリティの脅威から保護されていると思っていませんか？残念ながら、そうではありません。実際、自社のシステムが安全だと信じていたにもかかわらず、ネットワークが侵害され、ビデオ映像が流出した企業のニュースを読んだことがあるかもしれません。

堅牢で信頼性の高いネットワークを構築するには、産業用ネットワークのセキュリティが必要です。 最新の産業環境では、これを実現するために利用できるさまざまなオプションがいくつかあります。 推奨されるアプローチは、安全なネットワークインフラストラクチャの確立に役立つセキュアバイデザインのビルディングブロックを使用することです。選択するPoEスイッチに、産業用ネットワークのセキュリティを大幅に強化するHTTPS/SSL、SSH、RADIUS、TACACS+などのセキュリティ機能が装備されていることを確認してください。さらに、提携するベンダーが適切な脆弱性管理プロセスを導入していることを確認することを強く推奨します。脆弱性が報告された場合、適切な緩和策を講じ、配備期間中のシステムの安全性を確保するためのコミュニケーションが必要です。

IP監視のイノベーターはどのようにサービスを強化しているか

「顧客からよく寄せられる課題としては、PoE++インジェクターから他のネットワーク機器へのイーサネットポート接続ができない、データ管理のためのレイヤー2ネットワーク管理機能がない、リモートサイトのPoE++カメラのパフォーマンスを可視化できない、高度な診断に使用できるツールがない、などが挙げられます。多くの場合、顧客はエンジニアを派遣して、リモートサイトでトラブルシューティングを行ったり、カメラを物理的にリセットしたりしなければなりません。」ビデオ監視システムの世界的なイノベーターであるWireless Technology社 (WTI) のセールスディレクター、Lester Miyasaki氏は次のように述べています。
「私たちは、PoE++をサポートするMoxaの12ポートのレイヤー2マネージドスイッチ、EDS-G4012-8P-4QGS-LVA-Tに非常に感銘を受けました。第一に、自動検出機能は、カメラに接続した後、スイッチのWeb GUIにPoE++カメラのタイプとクラスを報告します。次に、直感的で使いやすいWeb GUIにより、電力バジェットや消費電力などのPoE++設定を管理でき、必要に応じてデータをエクスポートしてさらなる分析を行うこともできます。さらに、PoE++ポートの電源リサイクルという非常に便利な機能もあり、リモートサイトへの人員派遣の頻度を減らすことで、お客様の生産性を向上させることができます。」

結論

産業界は常に変化しており、顧客はネットワークに対してさらに多くのことを要求しているため、顧客の要求を満たすことができる検証済みで実績のあるソリューションは、常に適切な選択肢となります。MoxaのEDS-4008、EDS-4012、EDS-G4012イーサネットスイッチには、ポートあたり最大90Wの出力で最大8つのIEEE 802.3bt PoEポートを備えたモデルがあります。互換性の面では、MoxaのEDS-4000/G4000シリーズ PoEスイッチはSifos PoEテストに合格しており、すべてのPSEポートがIEEE 802.3at、IEEE 802.3bt規格、および安全性と相互運用性に関する業界標準要件を満たしていることが保証されています。 高速イーサネット、ギガビット、2.5GbEなどのさまざまなポートの組み合わせが可能なMoxaの包括的な製品ポートフォリオは、産業用ネットワークの柔軟な導入を支援します。さらに、EDS-4000/G4000シリーズは自動PoE検出機能と障害チェック機能を備えており、システムのセットアップと保守を迅速に行うことができます。
詳しくは、下記の技術情報をご覧ください。

技術情報：進化したネットワークと強化されたレジリエンス