Kabelgebundenes IoT

von Gary Audin

Etwa 50 % der Geräte im Internet der Dinge (IoT) werden über drahtlose Technologie verbunden. Damit verbleiben 50 % der Verbindungen per Draht/Kabel, „IoT-Verbindungsoptionen“.

Bei der Betrachtung des kabelbasierten IoT ergeben sich zwei Herausforderungen. Erstens ist es wahrscheinlich, dass eine große Anzahl von IoT-Geräten an LAN-Switches angeschlossen werden muss, sodass viele LAN-Switch-Ports erforderlich sind. Zweitens sind die Geräte wahrscheinlich weiter von den Netzwerkschränken (Standort des LAN-Switches) entfernt als üblicherweise angeschlossen. Wenn Sie ein Standard-Ethernet-Kabel (Kategorie 5 oder höher) verwenden, ist die Kabellänge auf etwa 100 Meter (330 Fuß) begrenzt. Für die Entfernungsherausforderung über 300 Fuß stehen fünf mögliche Lösungen zur Verfügung.

Die IoT-Geräteeigenschaften

Die meisten IoT-Geräte sind kostengünstig (Sie werden viele davon einsetzen), benötigen wenig Strom und können mit Batterien betrieben werden, verfügen über nur minimale Software und sind nicht sehr intelligent. Sie kommunizieren typischerweise über Ethernet und IP. Sie können kabelgebunden oder drahtlos direkt mit der Cloud oder dem Rechenzentrum verbunden werden. Andere verbinden sich mit einem Edge-Prozessor und dann mit der Cloud oder dem Rechenzentrum. Siehe „IoT Edge Processing“.

Neuer Schrank

Das Problem lässt sich lösen, indem weitere Netzwerkschränke näher an den IoT-Geräten angebracht werden. Dies erfordert mehr LAN-Switches und Kabel. Es sollte keine Bandbreiten- oder Entfernungsprobleme geben. Weitere Schränke können problematisch sein, wenn kein Platz für die Schränke vorhanden ist. Haben Sie Platz für neue Schränke? Dies ist eine teure und nicht attraktive Lösung.

Zwischen-LAN-Switch

Sie benötigen keinen Netzwerkschrank, um einen LAN-Switch unterzubringen. Der LAN-Switch kann auf einem Regal oder in einem vorhandenen Raum in der Nähe der IoT-Geräte platziert werden. Sie benötigen mehr LAN-Switches und Kabel. Dies ist kostengünstiger als der Bau neuer Netzwerkschränke. Möglicherweise müssen Sie alle mehr als 90 Meter einen LAN-Switch installieren.

Kabelverlängerung

Sie können einen Kabelverlängerer oder einen Mini-LAN-Switch in die Kupferdrahtkabelstrecke einbauen, um die Entfernung zu vergrößern. Dadurch können Sie das vorhandene Kabel nutzen. Der Extender benötigt eine eigene Stromversorgung, was zusätzliche Kosten verursacht. Dies fügt einen weiteren Fehlerpunkt hinzu. Der Mini-LAN-Switch oder -Extender ist möglicherweise nicht aus der Ferne verwaltbar und kann schwieriger zu beheben sein.

Glasfaserkabel

Glasfaserkabel können die Entfernung kilometerweit verlängern. Es stellt dem IoT-Gerät jedoch kein Power over Ethernet (PoE) zur Verfügung. Um PoE bereitzustellen, muss im Glasfaserkabel Kupferdraht verlegt werden. Der LAN-Switch muss Glasfaserkabel unterstützen oder mit Adaptern ausgestattet sein. Dies löst das Entfernungsproblem, erfordert jedoch die Installation neuer Kabel, wodurch die Kosten steigen.

PoE mit großer Reichweite (LRPoE)

LRPoE ermöglicht die Nutzung bestehender UTP-Telefonkabel für Netzwerkgeräte, die mit Standard-Ethernet arbeiten. Diese Lösung vermeidet die hohen Kosten für den Einsatz von Kabeln oder Glasfaserkabeln der Kategorie 5 oder höher. Sie können auch die vorhandenen alten Telefonkabelwege nutzen. Dadurch wird die Installation von Kabelkanälen für die neuen Kabel vermieden. LRPoE ermöglicht Ethernet-Verbindungen zur Vergrößerung von Entfernungen in Gebäuden unter Verwendung der vorhandenen herkömmlichen CAT 1-, 2- oder 3-UTP-Kabel.

Viele Büros, Produktionsstätten und Lagerbereiche in Gebäuden und ihre Stellfläche außerhalb des Gebäudes können 30 Meter vom Netzwerkschrank entfernt sein. Es ist sehr wahrscheinlich, dass diese Bereiche mit einem UTP-Netzwerkschrank verbunden sind, der mit einem Twisted-Pair-Kabel in Telefonqualität verkabelt wurde. Durch die Verwendung der vorhandenen Telefonkabel zur Verbindung mit den PoE-basierten IoT-Geräten werden große Einsparungen erzielt, da keine neue Verkabelung erforderlich ist. Ein zweiter Vorteil besteht darin, dass der Implementierungszeitplan für die Anbindung der IoT-Geräte erheblich verkürzt und möglicherweise über das Wochenende abgeschlossen werden kann.

Was zu vergleichen ist

Wenn Sie eine Lösung auswählen, müssen Sie mehrere Faktoren vergleichen. Der größte Faktor ist, wie viel Störung durch die Lösungsimplementierung verursacht wird. Die LRPoE-Lösung ist die kostengünstigste Lösung mit den geringsten Installationsproblemen. LRPoE ist die schnellste Lösung. Es kann an einem Wochenende absolviert werden. Alle Lösungen unterstützen PoE. Die meisten IoT-Geräte verbrauchen nicht viel Bandbreite. Alle Lösungen unterstützen 10 Mbit/s.