Кондратюк Дмитрий
Технический специалист
Опубликовано
24 октября 2024
Опубликовано: 24 октября 2024
В электросетях есть один недостаток: они могут быть обесточены, будь то планово или внезапно. В выборе сервера для видеонаблюдения мало смысла, если нет стабильного питания. Подключение IP-камер к видеорегистратору или другой технике ничего не даст, если не получится сохранить с них важные данные. Для этого нужно электроснабжение, которое не подведет в ответственный момент. Избежать такой проблемы можно с помощью источников бесперебойного питания (UPS - Uninterruptible Power Supply, или по-русски ИБП). Их мы и рассмотрим подробнее.
Любой объект, будь то коммерческое предприятие, жилой дом или промышленный комплекс, может столкнуться с перебоями в электроснабжении. Никто не застрахован от плановых отключений, аварий, непогоды. Для таких случаев нужен источник бесперебойного питания для видеонаблюдения, который позволит системе работать автономно.
Это особенно важно в местах с высокой посещаемостью или критически важной инфраструктурой, которые постоянно должны быть под контролем. Отключение записи даже на пару минут может привести к потери ценной информации и невозможности зафиксировать нарушение.
Резервное питание для камер видеонаблюдения - не единственная функция бесперебойников. Они также защищают технику от неполадок с напряжением. Перепады вольтажа погубить дорогостоящее оборудование: мониторы, серверы, камеры, и т.д.
Архитектура ББП для видеонаблюдения бывает трех типов:
- Резервная (Back UPS или Off-Line).
- Линейно-интерактивная (Smart UPS или Line-Interactive).
- Двойного преобразования (On-Line).
Тип UPS для камер видеонаблюдения нужно выбирать под масштаб системы и ее задачи. Объясняем подробнее.
Также известен как Back UPS (или Off-Line). Резервный ИБП - это простое и недорогое устройство, которое подойдет только для неприхотливой к питанию техники. Когда электричества нет, Off-Line UPS обеспечивает работу системы от своего аккумулятора, а когда оно появляется - переключает все обратно на сеть.
У всех резервных ББП есть три недостатка, из-за которых мы не рекомендуем выбирать их в качестве бесперебойников для видеонаблюдения:
- Малая емкость встроенных аккумуляторов (как правило). Небольшое время автономной работы снижает эффективность систем видеонаблюдения и ставит безопасность объекта под угрозу.
- Долгий переход от сети на автономный режим работы. В зависимости от модели, он длится 4-10 мс. Это может критично для чувствительной к питанию техники.
- Нет стабилизации входного напряжения.
Smart UPS и уж тем более On-Line ИБП могут обеспечить технику более качественным питанием. Для работы с системами видеонаблюдения лучше присматриваться только к ним.
Этот тип также называют Smart UPS или Line-Interactive. По сути, линейно-интерактивные ИБП - это те же Back UPS, но со встроенным AVR (автотрансформатором с переключаемыми обмотками). Smart UPS не только переводят технику на автономный режим и обратно, но и стабилизируют колебания входного напряжения.
Линейно-интерактивные ИБП можно рассматривать в качестве автономного источника питания для систем видеонаблюдения. Три аргумента «за»:
- Более быстрое переключение от сети на аккумулятор. Smart UPS делает это за 2-5 мс. Точное время задержки в питании зависит от конкретной модели.
- Защита от перепадов напряжения. Диапазон стабилизации: ± 10-15% от номинального.
- Возможность комплектации дополнительными батареями. Ими можно продлить время автономного режима работы.
Недостатки линейно-интерактивных UPS:
- Ненулевое время перехода от сети на автономный режим работы.
- Более высокая стоимость по сравнению с резервными блоками питания.
Выбор линейно-интерактивных ИБП целесообразен для небольших домашних систем наблюдения. Средние и крупные проекты лучше обеспечить более продвинутым решением.
Из всей троицы, этот тип - лучший для систем видеонаблюдения, но самый дорогой. On-Line UPS преобразует входное напряжение в постоянное, затем обратно в переменное и подает его на выход. Такая схема будет эффективна даже при перманентно нестабильной работе электросети.
Преимущества онлайн ББП для камер видеонаблюдения:
- Мгновенное переключение от сети на аккумуляторы. Это гарантирует по-настоящему бесперебойную работу чувствительного оборудования.
- Эталонное качество тока на выходе, вне зависимости от параметров входного напряжения. Ни шумов, ни отклонений по частоте. Полная безопасность для систем наблюдения.
- Можно подключить дополнительные батареи, чтобы продлить время работы оборудования.
On-Line архитектура подойдет для работы с системами видеонаблюдения любого масштаба. Такие ИБП - гарантия сохранности данных и оборудования. Это особенно важно для критически важных объектов, таких как аэропорты, банковские хранилища, больницы и т.д.
Критерии выбора ИБП:
- Номинальное и реальное потребление оборудования, из которого собрана система наблюдения. Обе цифры нужны для вычисления максимальной выходной мощности и емкости ИБП.
- Максимальная выходная мощность. Этот параметр определяет, сможет ли бесперебойник обеспечить должным питанием все подключенные к нему устройства (камеры, видеорегистраторы, коммутаторы и т.д.).
- Емкость аккумуляторов. Влияет на время автономной работы.
- Конструктивное исполнение: напольное, настенное, стоечное, универсальное.
- Защищенность корпуса. Понадобится при работе в неблагоприятных условиях: пыль, жара, холод, повышенная влажность.
- Функция корректного завершения работы оборудования.
- Функция отложенного запуска оборудования.
Есть два "внешних" параметра, которые помогут с выбором нужного вам ИБП:
- Номинальное потребление мощности оборудования (т.е. установленного в него блока питания). Обозначается в ваттах (W), всегда указано в спецификациях устройства.
- Реальное потребление. Как правило, оно ниже номинального. Хорошие производители заботятся о том, чтобы мощность установленного в их технике блока питания была с запасом. Это значит, что на практике оборудование будет «брать» 50-60% от БП или еще меньше. Все остальное - резерв мощности на случай повышенных нагрузок.
Расчет UPS для видеонаблюдения проводится так:
- Чтобы технику вообще получилось запитать, максимальная выходная мощность UPS должна равняться номинальному потреблению системы или быть выше него.
- Емкость аккумуляторов - это время автономной работы ББП. Ее разумнее вычислять по реальному потреблению устройств. Если отталкиваться от номинальной мощности оборудования (его блока питания), то вы рискуете выйти на слишком дорогие бесперебойники с неоправданно емкими аккумуляторами. Поэтому перед расчетами следует выяснить, сколько W на самом деле будет потреблять та или иная техника, в т.ч. при пиковых нагрузках. Это можно узнать у производителя, из обзоров, отзывов и т.д.
Часто люди думают, что этот параметр относится ко времени автономной работы UPS. На самом деле, значение максимальной мощности определяет только способность ИБП запитать подключенные к нему устройства. Время, в течение которого он может это делать, рассчитывается по емкости аккумуляторов, о чем мы расскажем в следующем разделе.
Вычислить значение выходной мощности, которое подойдет для вашей системы, можно по формуле:
- Если мощность ИБП указана в W: (W1 + W2 + W3 + ...) ÷ 0,8
- Если мощность UPS указана в VA: (W1÷K1 + W2÷K2 + W3÷K3) ÷ 0,8
Параметры в обеих формулах:
- Wn - номинальная мощность устройства, которое будет подключено к ИБП, будь то камера, сервер, видеорегистратор и т.д. О ней мы говорили в разделе выше.
- Kn - коэффициент коррекции мощности этого устройства. Для компьютерной техники, блоки питания которой поддерживают PFC (Power Factor Correction), он близок к единице - 0,99. Если коррекции коэффициента мощности нет, то берем типовое значение - 0,7.
- 0.8 - рекомендуемый запас мощности ИБП. Это резерв, который обеспечит стабильную работу оборудования даже при высоких нагрузках.
Например, нужен ИБП для регистратора видеонаблюдения (50 Вт), 8 камер (5 Вт каждая) и роутера (10 Вт). Вычисляем: (8×5 + 50 + 10) ÷ 0,8 = 100 ÷ 0,8 = 125 W. Для этой системы видеонаблюдения нужен UPS с выходной мощностью от 125 W.
Другой пример: есть два сервера с номинальной мощностью 500W и 600W соответственно. Их блоки питания поддерживают PFC. Вычисляем: (500÷1 + 600÷1) ÷ 0,8 = 1100 ÷ 0,8 = 1375 VA. Значит, этому оборудованию нужен источник бесперебойного электроснабжения с выходной мощностью от 1375 VA. Заметьте, что если есть PFC, то K можно принять за единицу.
Финальный пример расчета мощности ИБП. Есть две ПЭВМ, для которых нужен блок бесперебойного питания. Номинальная мощность каждой машины - 400W и 300W соответственно. Неизвестно, поддерживают ли их блоки питания PFC - это не указано в характеристиках. Вычисляем: (400÷0,7 + 300÷0,7) ÷ 0,8 = (571,4 + 482,6) ÷ 0,8 = 1054 ÷ 0,8 = 1317,5 VA. В этом сценарии понадобится блок бесперебойного питания с выходной мощностью не менее 1317,5 VA.
Время, в течение которого будет работать блок резервного питания для видеокамер, зависит именно от этого параметра, а не от максимальной выходной мощности. Емкость аккумуляторов рассчитывается так:
- Вычислите реальное потребление всего оборудования, из которого состоит ваша система наблюдения (в т.ч. в пиковых нагрузках). Сюда входят камеры, серверы (или видеорегистраторы), коммутаторы, монитор(ы) и т.д.
- Умножьте ее на желаемое время автономной работы.
- Разделите полученное значение на напряжение аккумуляторов.
Формула выглядит так: E = P×T÷U. Обозначения:
- E - емкость аккумуляторов (А/ч);
- P - суммарная мощность (реальное потребление) всего подключенного оборудования (W);
- T - желаемое время автономной работы оборудования (ч);
- U - напряжение аккумуляторов (V).
Пример: вся система потребляет до 100 Вт в пике. Видеонаблюдение должно работать в автономном режиме до 3 часов. Если использовать аккумуляторы с напряжением 12V, то их емкость должна быть: 100×3÷12 = 300÷12 = 25 А/ч.
Источники бесперебойного питания для камер видеонаблюдения выпускаются в трех вариантах:
- Напольные модели. Просты в подключении к системе и обслуживании, но отнимают часть пространства.
- Настенные модели. Компактные решения для экономии места. Выбор такого типа оборудования актуален, если система видеонаблюдения находится в маленьком помещении.
- Стоечные модели. Предназначены для монтажа в 19-дюймовые направляющие коммуникационного шкафа. Это размещение удобно тем, что все компоненты питания будут в одном месте рядом с основными элементами нагрузки. Стоечные ББП востребованы на производственных и коммерческих объектах - там, где для систем видеонаблюдения отведены специальные технические помещения.
Многие источники бесперебойного питания исполнены в универсальном варианте - их можно устанавливать как на пол, так и в стойку. Эта гибкость выбора позволяет адаптироваться к разным системам и помещениям.
Если автономный источник, которым будет запитана система видеонаблюдения, нужно установить на улице или подвергнуть жестким условиям (жаре, холоду, влажности), то выбор должен пасть на ИБП с повышенной защитой. Важные параметры:
- IP-класс этой самой защиты. Для техники, которую помещают в вышеописанные условия, он должен быть минимум IP65 - полная невосприимчивость к пыли и струям воды.
- Температурный диапазон. Нельзя, чтобы работа устройства прерывалась из-за холода или жары. По этой причине температурный диапазон ИБП, который устанавливают на улице или в неотапливаемом помещении, должен быть от -20 до +50 °C.
Резкое отключение из-за разряда ББП, работающего в автономном режиме, рискованно для всей системы видеонаблюдения. Это может привести к потери информации с камер и сбоям техники, вплоть до разрушения RAID-массивов. Чтобы избежать таких проблем, нужно сузить выбор UPS до моделей с функцией корректного завершения работы оборудования.
Как настроить ее:
- Подключите сервер или видеорегистратор к источнику автономного питания.
- Установите специальное ПО.
- Настройте выключение системы видеонаблюдения при разрядке UPS. Блок БП сможет заранее отправлять сигнал о необходимости сохранить данные и завершить работу программ.
Эта схема работает даже в том случае, если ИБП питает два и более сервера или видеорегистратора.
Если она есть в ИБП, то при восстановлении электропитания он сначала подзарядит свои аккумуляторы в течение времени, заданного пользователем, и только после этого будет готов к работе в том же автономном режиме. Такая функция позволит избежать конфузов, когда при повторном отключении света батареи окажутся «пустыми».
Есть три фактора, которые могут все испортить:
- Недостаточно мощный ИБП для оборудования видеонаблюдения.
- Недостаточно емкие аккумуляторы.
- Слабая защита корпуса и недостаточный температурный диапазон. Это касается источников бесперебойного питания, установленных в жестких условиях: жаре, холоде, влажности, пыли.
Покупка недостаточно мощного ИБП для видеонаблюдения - это самая распространенная ошибка. Она приводит к нехватке питания, из-за чего техника не запустится или не сможет работать при высоких нагрузках. Это особенно важно для крупных систем видеонаблюдения, которые требуют большое количество энергии.
Решение - пользоваться формулой, о которой мы рассказали ранее. При расчете выходной мощности ИБП опирайтесь на номинальное потребление всей системы видеонаблюдения и добавьте запас не менее 20-30%. Это поможет избежать перегрузки источника бесперебойного питания.
Вторая по распространенности ошибка при выборе ИБП - недооценка емкости аккумуляторов. Она приводит к сокращению времени автономного питания. Формулу для расчетов мы написали выше в соответствующем разделе.
При выборе ИБП убедитесь в том, что оборудование выдержит то место, в котором будет работать:
- Если источник бесперебойного питания находится в неотапливаемом помещении, то он должен обладать широким температурным диапазоном - от -20 до +50 °C.
- То же самое касается ИБП, установленных на улице или в промышленных условиях, только к ним добавляется еще одно требование - защита корпуса от пыли и влаги по стандарту IP65 и выше.
Пренебрежение этими факторами может привести к поломке оборудования.
Продолжительность автономной работы зависит от трех факторов:
- Количество и емкость аккумуляторов.
- Количество устройств, подключенных к источнику бесперебойного питания. Чем их больше, тем быстрее разряжаются батареи.
- Температурные условия. В жару и холод аккумуляторы садятся быстрее, что сокращает время автономной работы.
Опирайтесь на нашу памятку по выбору ИБП:
- Для небольших систем видеонаблюдения достаточно линейно-интерактивных моделей (Smart UPS).
- Для крупных корпоративных систем видеонаблюдения со множеством камер (и другим оборудованием) рекомендуется брать On-Line источники бесперебойного питания.
- Линейно-интерактивные ИБП дешевле, но не лишены задержки в 2-5 мс при переходе на автономный режим и обратно.
- Онлайн ИБП - лучший выбор для систем видеонаблюдения. Моментальный переход, эталонное качество питания, но более высокая стоимость.
- Резервные ИБП для камер наблюдения лучше вообще не использовать ни в каких системах. На это есть три причины, которые мы описали в разделе о Back UPS.
Две самые эффективные технологии:
- Двойное преобразование. Подключенное оборудование полностью изолировано от перепадов напряжения, какими бы частыми они ни были. Эта технология есть в онлайн ИБП.
- Автоматическая регулировка напряжения (AVR). Она есть в линейно-интерактивных источниках бесперебойного питания. Хорошая защита, но двойное преобразование лучше.
Да, как и любое другое оборудование. Мы рекомендуем эти меры:
- Почаще проверяйте напряжение и заряд аккумуляторов.
- Тестируйте время автономной работы - на сколько хватает ИБП при отсутствии электричества.
- Регулярно очищайте корпус. Пыль и грязь могут вывести блок БП из строя.
- Меняйте аккумуляторы по истечению срока их службы. Обычно он составляет 3-5 лет, в зависимости от условий эксплуатации.
Бесперебойники нужны для систем видеонаблюдения как резервное питание и защита от перепадов напряжения. Чтобы не было сбоев в работе, рекомендуется выбирать Smart UPS (линейно-интерактивные) или онлайн ИБП. Резервные (Back UPS) лучше вообще не рассматривать.
При выборе ИБП нужно учесть ряд факторов:
- Номинальное и реальное потребление оборудования, из которого собрана система наблюдения. Обе цифры нужны для вычисления выходной мощности и емкости ИБП.
- Выходная мощность. Этот параметр определяет, сможет ли бесперебойник обеспечить должным питанием все подключенные к нему устройства (камеры, видеорегистраторы, коммутаторы и т.д.). Методика расчета выходной мощности - в соответствующем разделе выше.
- Емкость аккумуляторов. Влияет на время автономной работы. Методика расчета также приведена в соответствующем разделе выше (после «максимальной выходной мощности»).
- Конструктивное исполнение: напольное, настенное, стоечное, универсальное.
- Защищенность корпуса. Понадобится при работе в неблагоприятных условиях: жаре, холоде, пыли, повышенной влажности.
- Функция корректного выключения оборудования.
- Функция отложенного запуска оборудования.
Если правильно рассчитать ИБП для видеонаблюдения, то вы получите устройство с нужной выходной мощностью и желаемой длительностью автономной работы. Не забывайте об условиях эксплуатации: выбирайте модель с подходящим температурным диапазон и адекватной защитой корпуса.