ปัจจุบันกล้องวงจรปิดชนิด IP Camera หรือ Internet Protocol Camera ได้ก้าวเข้ามาแทนที่กล้องวงจรปิดแบบดั้งเดิมที่เป็น Analog ด้วยฟังก์ชันการทำงานที่หลากหลาย คล้ายกับการนำเอาความสามารถบางอย่างของเครื่องคอมพิวเตอร์บรรจุลงไปในตัว เช่น สามารถรับ-ส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ได้, ผู้ใช้งานสามารถดูภาพแบบ real-time ผ่านระบบอินเตอร์เน็ตได้จากทุกที่ด้วย โปรแกรมที่ build-in มา หรือดูภาพผ่านทางเว็บบราวเซอร์ (Web Browser), สามารถรักษาความปลอดภัยในการส่งผ่านข้อมูลโดยกระบวนการเข้ารหัส (Encryption) และรับรองความถูกต้อง (Authentication) รวมทั้งสามารถนำข้อมูลภาพไปประยุกต์การใช้งานรวมกับปัญญาประดิษฐ์ (AI) ได้
กล้อง IP Camera จึงได้กลายเป็นส่วนหนึ่งที่สำคัญในระบบตรวจตราและเฝ้าระวัง (Surveillance System) ที่ใช้กันภายในบ้านเรือน, สำนักงาน, ห้างสรรพสินค้า, โรงงานอุตสาหกรรม ตลอดจนระบบขนส่งสาธารณะต่างๆ เพื่อสนับสนุนการดำเนินการในด้านต่าง ๆ ยกตัวอย่างเช่น
- ใช้สอดส่องเพื่อรักษาความปลอดภัยของบุคคลและสถานที่
- ใช้ติดตามการปฏิบัติงานของพนักงาน
- ใช้ตรวจสอบการทำงานของเครื่องจักรในโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่ทำงานด้วยระบบอัตโนมัติ (Factory Automation)
- ทำงานร่วมกับระบบจดจำใบหน้า (Face Recognition) / ระบบจดทำป้ายทะเบียนรถยนต์ (License Plate Recognition) เพื่อควบคุมการเข้า-ออกสถานที่ (Access Control) โดยเชื่อมกับระบบประตู, ไม้กั้นลานจอดรถ
- ใช้งานในระบบควบคุมอาคารอัตโนมัติ (Smart Building) เช่น การนับจำนวนคนเพื่อการเปิด-ปิดเครื่องปรับอากาศ
- ทำงานร่วมกับระบบแจ้งเตือนภัย เช่น การตรวจจับควัน, ตรวจจับใบหน้าและแจ้งเตือนเมื่อมีผู้บุกรุก, ตรวจจับบุคคลต้องสงสัย (Loitering Detection), ตรวจจับการสูญหายของวัตถุ (Missing Object Detection)
- ใช้งานในระบบควบคุมการจราจร / ระบบตรวจจับการทำผิดกฎหมายจราจร เช่น การตรวจสอบปริมาณรถยนต์, การตรวจจับรถยนต์ที่ละเมิดเส้นจราจร (Line Cross Detection) หรือการบันทึกป้ายทะเบียนรถยนต์ที่ทำผิกกฎหมาย
องค์กรที่ใช้งานกล้อง IP Camera ในด้านต่างๆ เหล่านี้ ส่วนใหญ่จะมีระบบส่วนกลางที่ใช้ประมวลผลข้อมูลภาพจากกล้องวงจรปิด ซึ่งอาจจะประกอบไปด้วยซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ต่าง ๆ มากมาย เช่น ระบบบริหารจัดการและบันทึกภาพกล้องวงจรปิด (VSM : Video Management System), เครื่องบันทึกวีดิโอวงจรปิดระบบเครือข่าย (NVR : Network Video Recorder) หรือจอแสดงภาพ (Monitor) เป็นต้น
ซึ่งอุปกรณ์หนึ่งที่มีส่วนสำคัญอย่างมากในการเชื่อมโยงเครือข่ายกล้องวงจรปิด IP Camera เข้ากับระบบส่วนกลาง นั่นก็คือตัวแปลงสัญญาณ บทความนี้จะพาท่านมาทำความรู้จักกับอุปกรณ์ชิ้นนี้ รวมทั้งวิธีการเลือกใช้งานด้วย
Media Converter คืออะไร
Media Converter ก็คืออุปกรณ์เเปลงสัญญาณไปมา ระหว่างสัญญาณชนิดหนึ่งกับสัญญาณอีกชนิดหนึ่ง ซึ่งก็มีมากมายหลายประเภทแล้วแต่รูปแบบและชนิดของสัญญาณที่ต้องการแปลง
แต่ในที่นี้เราจะพูดถึงเฉพาะ Media Converter ที่ทำหน้าที่ร่วมกับ IP Camera เพื่อแปลงสัญญาณไปมา ระหว่างสัญญาณดิจิทัล (Digital Signal) กับสัญญาณเเสง (Optical Signals)
ความสำคัญของ Media Converter ต่อเครือข่ายกล้อง IP Camera
สำหรับผู้ใช้งานระดับครัวเรือนทั่วไป การวางระบบ Network ของกล้องวงจรปิดคงไม่มีความสลับซับซ้อนมาก เพราะมีกล้องจำนวนไม่กี่ตัว และระยะการเดินสายสัญญาณของตัวกล้องก็ไม่ได้เป็นระยะทางไกลมาก หรืออาจจะเป็นแบบ Wireless เสียด้วยซ้ำ
แต่สำหรับองค์กรที่ต้องติดตั้งกล้องวงจรปิดแบบ IP Camera จำนวนมากๆ อย่างเช่นโรงงานที่มีพื้นที่กว้างๆ หรือห้างสรรพสินค้าขนาดใหญ่ที่ต้องติดตั้งกล้องไว้ทุกชั้นทุกมุมแม้แต่ในลานจอดรถ หรือระบบกล้องวงจรปิดที่ติดตั้งอยู่บนท้องถนนเพื่อควบคุมการจราจรและตรวจจับการกระทำผิด ส่วนใหญ่หน่วยงานเหล่านี้มักจะมีห้อง Control Room ที่เป็นจุดรวมของจอมอนิเตอร์รับภาพ เป็นศูนย์กลางในการสอดส่องตรวจตราแบบ real-time และเป็นศูนย์รวมของซอฟต์แวร์ประมวลผลต่าง ๆ ดังนั้นการส่งภาพจากกล้อง IP Camera ที่ติดตั้งตามจุดต่าง ๆ มายังระบบแสดงผลที่ห้อง Control Room จึง เป็นเรื่องที่มีความสำคัญอย่างมาก และจำเป็นต้องมีการออกแบบและวางแผนระบบ Network ที่ดี
แต่เดิมการเชื่อมต่อสัญญาณภาพและเสียงจากกล้อง IP Camera เข้าสู่ระบบแลน (Ethernet LAN) เราจะใช้สาย UTP (Unshielded Twisted Pair) หรือที่เราเรียกกันว่าสายแลนนั่นเอง ซึ่งเป็นที่รู้กันดีว่าสายแลนมีข้อจำกัดในด้านระยะทาง คือสามารถเดินสายไปได้ไม่เกิน 100 เมตรเท่านั้น หากไกลกว่านี้จะเริ่มเกิดการสูญเสีย (Loss) ของสัญญาณ (อันที่จริง 100 เมตรคือตัวเลขในทางทฤษฎี แต่ในทางปฏิบัติมักหลีกเลี่ยงการลากสายไม่ให้เกิน 80 เมตรด้วยซ้ำ)
ปัจจุบันจึงมีความนิยมใช้สายอีกประเภท นั่นก็คือสายเคเบิลใยแก้วนำแสง (Fiber Optic Cable) ซึ่งมีค่าการลดทอนสัญญาณที่ต่ำมาก (Low Attenuation) รวมทั้งให้ความเร็วที่สูงกว่าด้วย ทำให้สามารถเดินสายได้เป็นระยะทางไกล (หลายสิบกิโลเมตรก็ยังได้) แต่จะต้องทำการแปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปของสัญญาณแสง (Optical Signal) เสียก่อน จึงจะส่งผ่านไปในตัวกลางประเภทใยแก้วนำแสงนี้ได้
ดังนั้น ตัวแปลงสัญญาณจึงเป็นอุปกรณ์ที่มีบทบาทสำคัญ ทำให้ข้อมูลที่บันทึกโดยกล้อง IP Camera ถูกแปลงจากรูปแบบดิจิทัลไปอยู่ในรูปของสัญญาณแสง และสามารถส่งผ่านไปในตัวกลางประเภทไฟเบอร์ออปติก เพื่อไปจัดเก็บ, แสดงผล หรือประมวลผล ที่ระบบส่วนกลางได้ โดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับอุปสรรคในด้านระยะทาง เรียกว่าเป็นตัวช่วยที่ทำให้การติดตั้งกล้องวงจรปิด IP Camera ทำได้ง่ายและสะดวกขึ้น
วิธีใช้งานตัวแปลงสัญญาณร่วมกับกล้องวงจรปิด IP Camera
- บนตัวแปลงสัญญาณจะมี Interface สำหรับเชื่อมต่ออยู่ 2 ลักษณะ คือ
– Optical Port (พอร์ตไฟเบอร์) สำหรับเสียบสายไฟเบอร์ออปติก หรือเสียบตัว Transceiver Module (SFP/Mini-GBIC)
– Ethernet Port (RJ45) สำหรับเสียบสายแลน (สาย Twisted Pair)
- เวลาใช้งานเราก็นำตัวแปลงสัญญาณ 2 ตัว มาไว้ต้นทางและปลายทาง เป็นตัวส่งและตัวรับสัญญาณ โดยมีสายไฟเบอร์ออปติกเชื่อมต่อระหว่างตัวแปลงสัญญาณทั้งสองฝั่ง
- ตัวแปลงสัญญาณที่ต้นทาง ใช้สายแลนเชื่อมต่อเข้ากับกล้อง IP Camera ตัวแปลงสัญญาณที่ปลายทาง ใช้สายแลนเชื่อมต่อเข้ากับเครื่องบันทึกภาพ (NVR) หรืออุปกรณ์อื่น ๆ
Media Converter ที่ต้นทางจะทำหน้าที่แปลงสัญญาณข้อมูลจากกล้อง IP Camera จากรูปแบบสัญญาณไฟฟ้าให้เป็นสัญญาณแสง (Optical Signals) และส่งไปผ่านทางสายไฟเบอร์ออปติก เมื่อสัญญาณไปถึงตัวแปลงสัญญาณที่อยู่ปลายทาง ข้อมูลก็จะถูกแปลงกลับมาให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าอีกครั้งหนึ่ง และถูกส่งต่อไปผ่านสายแลน
ตัวแปลงสัญญาณบางรุ่นจะมี Transceiver ติดตั้ง (build-in) มาในตัว แต่ถ้าบางรุ่นไม่ได้ build-in มาด้วย ก็ต้องใช้ Transceiver Module เสียบเข้าพอร์ต SFP ก่อนเชื่อมสายไฟเบอร์ออปติก
หากมีกล้อง IP Camera จำนวนมากติดตั้งแบบ Outdoor กระจายอยู่ตามจุดต่าง ๆ นอกอาคาร และเราต้องการส่งข้อมูลภาพจากกล้องทั้งหมดไประบบส่วนกลางที่ห้อง Control Room โดยที่มี UTP Switch เป็นหน้าด่านรับสัญญาณข้อมูลทั้งหมดก่อนจะเข้า NVR หรืออุปกรณ์ประมวลผล/แสดงผลต่าง ๆ
เนื่องจากเจ้า Switch ที่ว่าเป็นแบบ UTP (คือเสียบสายไฟเบอร์ออปติกเข้าตรง ๆ ไม่ได้) แบบนี้ที่ระบบส่วนกลางเราก็อาจจะนำเอาบรรดาตัวแปลงสัญญาณที่รับสัญญาณจากกล้องแต่ละจุด มาเสียบเก็บรวมกันไว้ในกล่อง Chassis ก่อนที่จะเชื่อมต่อกับ UTP Switch ก็ได้เพื่อความเรียบร้อยสวยงามตา แล้วยิ่งถ้า Chassis ที่ใช้เป็นแบบ Rack-Mounted ด้วยแล้วล่ะก็ ยิ่งดีเข้าไปใหญ่ สามารถติดตั้งไว้ในตู้ Rack อยู่กับเจ้า UTP Switch ได้เลย สะดวกต่อการทำงานและ maintenance ไปอีก
แต่ถ้า Switch ที่ใช้เป็นแบบ Fiber Switch เราก็เอาสายไฟเบอร์ออปติกเสียบตรงเข้า Fiber Switch ได้เลย รูปแบบการเดินสายก็แล้วแต่ดีไซน์เลย ว่าจะเป็นแบบ Point-to-Point, แบบ Redundant หรือแบบ Daisy Chain
PoE Media Converter ตัวแปลงสัญญาณที่มาพร้อมฟังก์ชัน PoE
บางท่านอาจเจอ Media Convert บางรุ่นมีคำว่า PoE หรือ PoE+ หรือ PoE++ อยู่ข้างหน้าด้วย ทำให้เกิดความสงสัยว่ามันคืออะไร?
ก่อนอื่นเรามาทำความเข้าใจคำว่า PoE กันก่อน
เทคโนโลยี PoE หรือ Power over Ethernet ก็คือเทคโนโลยีส่งกระแสไฟฟ้าไปในสายแลน (สาย UTP) เพื่อจ่ายไฟไปเลี้ยงอุปกรณ์เครือข่ายที่เชื่อมต่ออยู่ พูดง่าย ๆ ก็คือ แทนที่เราจะต้องลากทั้งสายแลนแล้วก็สายไฟเสียบเข้าอุปกรณ์ ก็ใช้เพียงแค่สายแลนอย่างเดียวเท่านั้น ส่งได้ทั้งสัญญาณข้อมูลและกระแสไฟ
เพียงเท่านี้ การวางระบบก็จะสะดวกสบายขึ้นเยอะ ประหยัดเวลาและค่าใช้จ่าย ไม่ต้องเดินสายไฟ ไม่ต้องไปติดตั้งปลั๊กให้ยุ่งยาก แถมยังปลอดภัยอีกด้วย เพราะกระแสไฟที่จ่ายไปในสายแลนจะเป็นไฟแบบ DC ที่แรงดันต่ำกว่าไฟแบบปกติ (ที่เป็น AC) เหมาะมากสำหรับอุปกรณ์ที่ไม่ต้องเคลื่อนย้ายหรือต้องติดตั้งในระยะไกลๆ เช่น กล้องวงจรปิด IP camera, อุปกรณ์กระจายสัญญาณ (Wireless Access Point), เซนเซอร์ตรวจวัดต่างๆ หรืออุปกรณ์ระบบ Home Automation ในบ้าน เป็นต้น
เรียกได้ว่า เทคโนโลยี Power over Ethernet (PoE) จะเป็นรากฐานที่สำคัญสำหรับโลกยุค IoT ที่นับวันจำนวนอุปกรณ์จะมีมากมายเพิ่มขึ้นทุกที และอุปกรณ์เครือข่ายแต่ละแบรนด์ในทุกวันนี้ต่างก็มีทิศทางที่จะผลิตออกมาให้รองรับระบบ PoE มากขึ้น
ดังนั้น ถึงจุดนี้ก็คงจะพอเข้าใจแล้วว่า PoE Media Converter ก็คือตัวแปลงสัญญาณที่สามารถส่งกระแสไฟให้อุปกรณ์เชื่อมต่อ (กล้อง IP Camera) ผ่านทางสายแลนได้ นั่นเอง!!!
แล้วทีนี้ PoE, PoE+ และ PoE++ ต่างกันยังไง?
ปัจจุบัน เทคโนโลยี PoE แบ่งออกตาม IEEE Standard เป็น 3 มาตรฐานหลัก ๆ คือ
- IEEE 802.3af (ปี 2003) หรือที่เรียกกันว่า PoE
- IEEE 802.3at (ปี 2009) หรือที่เรียกกันว่า PoE+
- IEEE 802.3bt (ปี 2018) หรือที่เรียกกันว่า PoE++
โดยแต่ละมาตรฐานจะมีความแตกต่างสำคัญในเรื่องกำลังของกระแสไฟฟ้าที่ส่งไปบนสาย UTP
เพื่อที่จะทำความเข้าใจความแตกต่างของ PoE แต่ละ version (ซึ่งจะแสดงรายละเอียดในตารางด้านล่าง) ต้องทำความเข้าใจก่อนว่า ในระบบ PoE เราจะเรียกอุปกรณ์ที่จ่ายกระแสไฟไปบนสายแลนว่า PSE (Power Sourcing Equipment) และเรียกอุปกรณ์ที่รับกระแสไฟผ่านสายแลนว่า PD (Powered Device)
ซึ่งตามบริบทของบทความนี้ PSE ก็คือตัวแปลงสัญญาณ และ PD ก็คือกล้อง IP Camera นั่นเอง
รายละเอียดความแตกต่างของ PoE แต่ละ version
จะเห็นได้ว่า เทคโนโลยี PoE++ สามารถจ่ายไฟให้ทีวีหรือคอมพิวเตอร์แล็ปท็อป ได้สบายๆ เลย
บางท่านอาจมีข้อสงสัยว่า ในเมื่อกล้อง PoE IP Camera ส่วนใหญ่รองรับแรงดันไฟฟ้าที่ 12V (DC) แล้วถ้าตัวแปลงสัญญาณ PoE มีคุณสมบัติด้านการจ่ายไฟ (Power Output) ด้วยแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่านั้น (เช่น PoE Media Converter ของ Focomm มีสเปกการจ่ายไฟคือ PoE 48V DC, max 40 watts) แล้วจะสามารถใช้งานร่วมกันได้หรือไม่?
คำตอบคือ “ไม่มีปัญหาครับ” สบายใจได้
เพราะโดยปกติ ในตัวกล้อง IP Camera รุ่นที่รองรับ PoE จะมีการติดตั้งอุปกรณ์ Voltage Regurator อยู่ภายใน เพื่อทำหน้าที่ปรับแรงดันไฟฟ้าก่อนจ่ายให้กับตัวกล้อง
แม้ว่ากระแสไฟที่ PoE Media Converter จ่ายออกไปในสายแลนผ่านทางพอร์ต RJ45 จะมีแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่ 48V (DC) แต่เมื่อไปถึงตัวกล้อง แรงดันไฟฟ้าจะถูกปรับโดยตัว Voltage Regurator ให้ลดลงเหลือ 12V (DC) เท่านั้น จึงไม่ทำให้กล้องเสียหรือพังแต่อย่างใด
ซึ่งเหตุที่ PoE Media Converter จ่ายไฟ 48V (DC) ออกไป ก็เป็นการเผื่อสำหรับอุปกรณ์อื่นที่ต้องการใช้ไฟสูง แล้วอีกประการก็ด้วยเหตุที่ว่า การจ่ายกระแสไฟฟ้าผ่านตัวนำที่เป็นทองแดง (สาย UTP) โดยปกติจะเกิดการลดทอนของค่าแรงดันตามระยะทางที่เพิ่มมากขึ้น ยิ่งระยะทางไกลค่าแรงดันไฟฟ้าก็จะลดน้อยลง ดังนั้นจึงต้องจ่ายแรงดันไฟเผื่อไว้ก่อน เพื่อชดเชยการลดทอนที่จะเกิดขึ้นด้วย
ทีนี้อาจจะมีคำถามต่อว่า แล้วถ้าตัวกล้อง IP Camera ที่เรามีอยู่เดิม มันไม่รองรับ PoE (คือเป็นแบบ Non-PoE) แล้วจะใช้งานร่วมกับเจ้าตัว PoE Media Converter ได้หรือเปล่า? จะทำยังไง?
คำตอบก็คือ “ใช้งานร่วมกันได้”
เพราะเดี๋ยวนี้มีอุปกรณ์เสริม คือ PoE Splitter หรือ PoE Splitter / PoE Cable Separator สำหรับแยกกระแสไฟกับสัญญาณข้อมูล
โดยเราใช้สายแลนเชื่อมต่อระหว่าง PoE Media Converter กับ PoE Splitter
แล้วจากตัว PoE Splitter จึงแยกออกมาเป็นสายไฟกับสายแลนเพื่อเชื่อมต่อทั้งสองสายเข้ากับตัวกล้อง IP Camera (แบบ Non-PoE) อีกที สรุปว่าถึงแม้อุปกรณ์ปลายทางไม่รองรับ PoE เราก็ยังสามารถเดินสายแลนเส้นเดียวเพื่อเลี้ยงไฟไปยังกล้องได้อยู่ดี
เพราะฉะนั้นแนะนำว่า ถ้าท่านกำลังมองหา Media Converter แนะนำให้เลือกใช้รุ่นที่รองรับ PoE ครับ จะช่วยลดภาระงานในการเดินสายไฟไปได้เยอะเลย อย่างไรก็ตามเทคโนโลยี PoE Media Converter ยังมีรายละเอียดที่จำเป็นต้องรู้ในการเลือกใช้งานอีกหลายอย่าง แนะนำให้ปรึกษากับผู้เชี่ยวชาญครับ ซึ่งทางโฟคอมม์มีทีมงานผู้เชี่ยวชาญที่จะคอยให้คำปรึกษาและแนะนำการออกแบบระบบ Network สำหรับงานกล้อง IP Camera สามารถติดต่อได้ตามข้อมูลด้านล่างเลยครับ
บริษัท โฟคอมม์ (ประเทศไทย) จำกัด
โทร : 02-973-1966
Admin : 063-239-3569
E-mail : info@focomm-cabling.com