Test niesponsorowany, bezpłatny - zawarte stwierdzenia są tylko subiektywnymi odczuciami redaktora

Artykuł jest pierwszym z serii poświęconej budowie domowej infrastruktury sieciowej i systemu monitoringu. Kolejne obejmą ciągnięcie kabli, instalację routera w szafie, konfigurację kamer Ajax Systems, test UPS-a w warunkach domowych oraz – być może – serwer do domowej rozrywki.

Wstęp: Dom, który nie był gotowy na sieć

Są domy, które projektowano z myślą o nowoczesnej infrastrukturze sieciowej. Mają kable w ścianach, centralny punkt dystrybucji, zadbane trasy kablowe. Ten dom do nich nie należy.

Router stoi na piętrze, bo tam akurat wchodzi łącze od dostawcy. Garaż jest odcięty od reszty sieci. Kamery monitoringu, o ile w ogóle istnieją, to jakieś bezprzewodowe urządzenia powieszone byle gdzie i działające byle jak. Brzmi znajomo? Dla większości właścicieli domów jednorodzinnych to chleb powszedni.

Taki stan rzeczy da się zaakceptować – przez jakiś czas. Ale w momencie, gdy w domu pojawia się potrzeba niezawodnego Wi-Fi w każdym kącie, kilkanaście urządzeń IoT podpiętych do sieci, kamery wymagające stabilnego zasilania i zapisu, plus regularnie zdarzające się przerwy w dostawie prądu – prowizorka przestaje wystarczać. Wtedy pojawia się myśl o sensownym ułożeniu tego wszystkiego od nowa.

Ten artykuł opisuje dokładnie ten moment. Punkt wyjścia, decyzje, sprzęt i plan działania.

Dlaczego w ogóle szafa RACK w domu?

Zanim ktoś zapyta – nie, to nie jest fanaberia. Szafa RACK to konkretne rozwiązanie konkretnego problemu.

Problem polega na tym, że nowoczesna infrastruktura domowa składa się z coraz większej liczby urządzeń: router, switch, patch panel, UPS, rejestrator kamer, ewentualnie serwer NAS czy miniPC do obsługi automatyki domowej. Każde z tych urządzeń ma swój zasilacz, swoje kable, swoje wymagania cieplne i serwisowe. Jeśli poustawia się je na półce w szafie ubraniowej, przykryje kablami i zapomni o wentylacji, to w najlepszym razie za rok zacznie się borykać z losowymi awariami, a w najgorszym – z przepalonym sprzętem.

Szafa RACK rozwiązuje to systemowo. Daje jedno, zorganizowane miejsce dla całej elektroniki. Urządzenia montuje się w znormalizowanym formacie 19″, co oznacza, że pasuje do siebie sprzęt od dziesiątek producentów. Okablowanie można ułożyć schludnie, z zapasem na przyszłość. Do każdego urządzenia ma się łatwy dostęp. Całość wygląda jak centrum zarządzania siecią – bo nim jest.

W instalacjach profesjonalnych nikt nie pyta, czy szafa RACK ma sens. W domu jednorodzinnym wciąż bywa traktowana jako przesada. Tymczasem różnica między chaosem kabli na półce a dobrze zorganizowaną szafą to nie tylko estetyka – to przede wszystkim niezawodność i możliwość sprawnego rozwiązywania problemów.

Gdzie to wszystko postawić – wybór lokalizacji

W przypadku tego projektu odpowiedź na pytanie o lokalizację była stosunkowo prosta: garaż. Powodów jest kilka.

Po pierwsze, garaż to jedyne miejsce w budynku, gdzie można postawić regał warsztatowy z wystarczającą nośnością pod sprzęt, bez wchodzenia z siekierą w ściany pomieszczeń mieszkalnych. Po drugie, jest dostatecznie blisko wejścia do domu i zewnętrznych ścian budynku, żeby bez heroicznych zabiegów przeprowadzić tam okablowanie. Po trzecie, nie jest to pomieszczenie, z którego ktokolwiek korzysta codziennie – a szafa sieciowa lubi spokój.

Pojawił się jednak jeden poważny problem, który na wstępie eliminował rozwiązanie z montażem szafy bezpośrednio na ścianie. Garaż ma ściany z Porotherm – popularny materiał budowlany, ale absolutnie nieprzyjaźnie nastawiony do wszelkich mocowań. Pustak Porotherm jest kruchy w sposób zupełnie nieproporcjonalny do swojego wyglądu. Próba zawieszenia ciężkiej szafy na takiej ścianie to proszenie się o kłopoty – kołki wyrywają się razem z materiałem, a obciążona szafa nie wybacza błędów.

Rozwiązanie okazało się proste: zamiast mocować szafę do ściany, stawia się ją na regale warsztatowym o udźwigu 500 kg. Żadne ryzyko, pełna stabilność, a dodatkowo dostęp do szafy z trzech stron – co przy okablowaniu jest nieocenione.

Krok pierwszy: przeniesienie routera

Żeby centrum sieci miało sens w garażu, trzeba tam najpierw doprowadzić sygnał od dostawcy internetu. W tym przypadku router stoi na piętrze i stamtąd odbiera łącze. Przenosiny wymagają konkretnej akcji: wywiercenia otworu w stropie i przeprowadzenia światłowodu do garażu (pomieszczenie z routerem znajdowało się dokładnie nad garażem).

Do tego zadania posłuży zewnętrzny patchcord światłowodowy o długości 30 metrów – konkretnie kabel SC/APC–SC/UPC simplex SM typu DROP. To standardowy typ kabla stosowany przez operatorów telekomunikacyjnych do doprowadzenia łącza do budynku, odporny na warunki atmosferyczne i mechaniczne uszkodzenia. Trzydzieści metrów to miara z zapasem, która uwzględnia trasę przez strop, po suficie i ścianie – bez naciągania i bez niepotrzebnych łączeń.

To jest właśnie ten etap, od którego wszystko się zaczyna i który decyduje o tym, czy reszta instalacji będzie stabilna. Szczegóły tej operacji, wraz z dokumentacją wiercenia i prowadzenia kabla, znajdą się w kolejnej części serii.

Sprzęt sieciowy: co trafia do szafy i dlaczego akurat to

Dobór sprzętu w tego typu projekcie to balans między funkcjonalnością, jakością wykonania a rozsądnym budżetem. Nie ma sensu instalować sprzętu klasy enterprise w garażu domowego budynku, ale nie ma też sensu kupować najtańszych zamienników, które zepsują się po roku.

W tym projekcie fundament sprzętowy zapewnił Lanberg, a zasilanie awaryjne pochodzi od Armac. Poniżej omówienie każdego z wybranych elementów – razem z uzasadnieniem wyboru.

Szafa RACK: Lanberg Flat Pack V2 9U 600×600

Wisząca szafa RACK w formacie 19″, 9U głębokości 600 mm. Format „flat pack” oznacza, że szafa dociera spakowana i składa się ją na miejscu.

9U to 9 jednostek montażowych, gdzie każda jednostka to 44,45 mm wysokości. Brzmi jak mało, ale dla domowej instalacji jest to w zupełności wystarczające: patch panel zajmuje 1U, switch 1U, UPS 2U, listwa PDU 1U – i zostaje jeszcze miejsce na rozbudowę. Nie ma sensu kupować większej szafy, której trzy czwarte będzie przez lata świecić pustkami.

Głębokość 600 mm to standard, który mieści praktycznie każdy sprzęt z rynku SOHO bez konieczności kombinowania z wysięgnikami.

Zasilanie awaryjne: Armac R 1000I PF1 On-Line

UPS jest prawdopodobnie najważniejszym urządzeniem w całej szafie. Router bez zasilania to brak internetu. Kamery bez zasilania to przerwa w zapisie. Rejestrator bez zasilania w trakcie zapisu to ryzyko uszkodzenia danych.

Wybór padł na Armac R 1000I PF1 klasy On-Line – i to nie przypadek. UPS-y On-Line (nazywane też UPS-ami podwójnej konwersji) różnią się zasadniczo od tańszych modeli Line-Interactive tym, że zasilanie urządzeń odbywa się zawsze przez inwerter, niezależnie od tego, czy jest prąd w sieci czy nie. Oznacza to zero czasu przełączenia – urządzenia nie „czują” przerwy zasilania w ogóle. To ważne szczególnie dla routera i rejestratora kamer.

Model 1000VA z 8 gniazdami IEC C13 i wyjściem Power Factor 1 to solidna specyfikacja dla zastosowań sieciowych. Obudowa metalowa, format 2U, wyświetlacz LCD pokazujący status baterii i obciążenia – całość wygląda i działa jak sprzęt profesjonalny.

Dystrybucja zasilania: listwa PDU Lanberg 1U 10A

PDU, czyli Power Distribution Unit, to w uproszczeniu listwa zasilająca w formacie rack. Zasilana bezpośrednio z UPS-a przez odpowiednią przejściówkę IEC C13/C14, dystrybuuje zasilanie do poszczególnych urządzeń w szafie. Wersja 1U z siedmioma gniazdami 230V wystarczy na wszystko, co w tej szafie wyląduje.

Warto zwrócić uwagę na połączenie PDU z UPS-em: w tym zestawie używa się kabla IEC C13–C14 (3m, w standardzie VDE), który łączy wyjście UPS-a z wejściem PDU. To właściwy sposób na zasilenie listwy z UPS-a bez konieczności stosowania prowizorycznych rozwiązań.

Okablowanie strukturalne: patch panel 24-portowy Kat. 6A

Patch panel to serce okablowania strukturalnego. Z jednej strony wchodzą do niego kable instalacyjne ciągnące się po całym budynku i garażu – każdy zakończony na konkretnym porcie. Z drugiej strony, krótkimi patchcordami łączy się te porty ze switchem. Dzięki temu zarządzanie okablowaniem jest przejrzyste: wiadomo, który port to kamera numer 2, który to komputer w gabinecie, który to punkt dostępowy Wi-Fi na poddaszu.

Wybrano wersję ekranowaną Kat. 6A, a nie popularniejsze i tańsze 6 bez ekranowania. Powód: kable zewnętrzne biegnące wzdłuż elewacji są bardziej narażone na zakłócenia elektromagnetyczne niż kable prowadzone wewnątrz ścian. Ekranowanie w Kat. 6A daje margines bezpieczeństwa. Poza tym, skoro kładziemy infrastrukturę „raz a dobrze” – warto wybrać lepszy standard, który nie ograniczy możliwości rozbudowy przez następną dekadę.

Switch: Lanberg 8x 100Mb PoE + 2x 1Gb

Switch to rozdzielnia sygnału sieciowego. Ten model ma dwie ważne cechy, które zadecydowały o wyborze.

Pierwsza: jest to switch w formacie rack 10″/19″, co oznacza, że montuje się go bezpośrednio w szafie. Żadnych urządzeń leżących luzem, żadnych kabli wiszących.

Druga i ważniejsza: switch obsługuje PoE – Power over Ethernet. Oznacza to, że może zasilać podłączone do niego urządzenia bezpośrednio przez kabel sieciowy, bez potrzeby osobnego zasilacza. W praktyce kamery IP, które pojawią się w tej instalacji, zasilane będą wyłącznie przez kabel LAN biegnący do szafy. Zero dodatkowych zasilaczy przy kamerach. Zero kabli zasilających w miejscach, gdzie prowadzono okablowanie sieciowe. Jeden kabel na kamerę – i tyle.

Moc całkowita switcha to 120W, co przy planowanej liczbie kamer jest wartością w zupełności wystarczającą.

Okablowanie: 305 metrów Kat. 6 FTP outdoor

To jest jeden z tych elementów, na którym absolutnie nie wolno oszczędzać. Kabel, który wychodzi na elewację budynku, musi być odporny na promieniowanie UV, deszcz, mróz i zmiany temperatur. Kabel „outdoor” ma odpowiednio zaprojektowaną osłonę zewnętrzną i w odróżnieniu od standardowego kabla instalacyjnego nie rozpadnie się po dwóch sezonach.

305 metrów to standardowa długość szpuli instalacyjnej i jednocześnie taka ilość, która z zapasem pokryje okablowanie całego budynku – dwa piętra, garaż, trasy zewnętrzne pod kamery – bez dokupowania dodatkowego materiału w połowie roboty. Wersja FTP (ekranowana) spójna z wybranym patch panelem.

Do połączeń wewnątrz szafy służą krótkie patchcordy Kat. 6 FTP 0,25m – komplet 10 sztuk. Krótkie kable to porządek w szafie. Długie kable to chaos.

Akcesoria montażowe: półka i szyny

Patch panel, switch i UPS montują się bezpośrednio w szynach szafy. Ale jest jeden element, który montażu w szynach nie przewiduje – router. Do niego, oraz do ewentualnych urządzeń przyszłości, trafia metalowa półka 1U o udźwigu do 25 kg, montowana na czterech punktach.

Szyny montażowe przesuwne (397–680 mm) pozwalają z kolei na montaż UPS-a i cięższych urządzeń z możliwością wysunięcia ich do serwisowania bez wyjmowania z szafy. Drobiazg, ale taki, który docenia się przy pierwszym podłączaniu kabli z tyłu.

System monitoringu: Ajax Systems

Kamery to osobny temat zasługujący na własny artykuł – i taki się pojawi. Tu zarys tego, co trafi na elewację.

Wybór padł na Ajax Systems – producenta, który wychodzi ze świata systemów alarmowych i wnosi do kamer monitoringu podejście charakterystyczne dla sprzętu security: solidne wykonanie, prosta konfiguracja, niezawodne działanie.

Do tej instalacji wybrano dwie kamery BulletCam HL o rozdzielczości 8 Mpix z obiektywem 2,8 mm. Format bullet – walcowy, z wbudowaną osłoną przed słońcem i deszczem – sprawdza się przy długich widokach wzdłuż elewacji i na podjazd. Do miejsc, gdzie potrzeba szerszego pola widzenia bez dominującego kąta, trafiają dwie kamery TurretCam HL w tym samym standardzie rozdzielczości.

Całość pracuje z rejestratorem NVR Ajax, który zbiera obraz ze wszystkich kamer, przechowuje nagrania lokalnie i integruje się z aplikacją mobilną. Kamery zasilane są, jak wspomniano, przez PoE – bezpośrednio ze switcha stojącego w szafie.

Stan projektu i co dalej

Na tym etapie szafa jest skręcona, stoi na regale w garażu, urządzenia czekają na wpięcie. To najspokojniejszy moment całego projektu.

Następny etap to praca na żywo. Wiercenie w stropie pod światłowód, prowadzenie kabla po elewacji, pierwsze otwory pod kamery w Porothermie – materiał, który z wierceniem w porowatym pustaku nie ma litości.

Następna część serii będzie dokładnie o tym: jak fizycznie przeprowadzić instalację, jakie narzędzia i mocowania są potrzebne do pracy z tym konkretnym materiałem ściennym, i jak poprowadzić kable zewnętrzne tak, żeby wyglądały schludnie i przetrwały polskie zimy.