安装监控系统如何选择交换机?

作者:金华光年人生网络科技有限公司    来源:互联网    发布时间:2019-04-25 13:28    浏览量:
    交换机,是监控网络传输设备的核心角色。提起交换机选型,大家可能就想到有很多重要的参数规格需要考虑,硬件上百兆千兆万兆速率的端口、电口/光口/PoE口、端口数量、MAC地址表深度、转发延迟、缓存大小、VLAN、隔离等等。如果交换机选择不合适,会导致各种各样的故障、问题,严重影响了项目的交付和体验。

    当然,在选择交换机之前,务必要绘制出本项目的拓扑图,一来为了科学合理的规划选型,二来对整个项目了如指掌,便于后期维护。对于拓扑的绘制,不一定需要非常专业的画图技巧或者使用专业的工具,只需要画的清晰明了即可。


监控网络拓补图


    根据绘制出来的拓扑,我们可以确定各个交换机需要多少个端口、光纤口还是以太网口、PoE交换机还是普通交换机、哪个设备为核心交换机等等,因此,可以很快确定交换机数量、端口数量和交换机类型,下面就常见选型中重要考虑条件进行介绍。

监控应该使用千兆交换机还是百兆交换机?

    安防监控的交换网络中,需要传输大量、持续的视频数据,这就要求交换机具有稳定转发数据的能力。交换机下接入的摄像头数量越多,流经该交换机的数据量就会越大。如果我们把码流想象成水流,那么交换机就是一个个的水利枢纽,如果汇集的水流超出负载能力,大坝就会溃堤。同理,如果交换机下的摄像头转发的数据量超出某个端口的转发能力,亦会造成这个端口丢弃大量的数据造成问题。
例如,一台百兆的交换机转发了超出100M的数据量,造成大量丢包,出现花屏卡顿。





那么,到底多少个摄像头,选择千兆接口呢?我们选择的唯一标准是:摄像头上联端口转发数据量的大小,如果上联接口承载的数据量大于70M,则这个端口就需要是千兆端口,也就是选择千兆交换机或者千兆上联交换机。



快速计算方法:
带宽值=(子码流+主码流)*通道数*1.2
带宽值>70M,用千兆
带宽值<70M,用百兆

例如一个交换机下连接了20个H.264 200W的摄像头(4+1M),上联端口的转发速率是5*20*1.2=120M>70M,就需要使用千兆交换机。当然,如果经过你的计算,交换机有一个端口需要是千兆,那就需要配千兆交换机或者千兆上联交换机。
说明:120%和70M均是考虑实际以太网传输或协议开销参考值。
工程常用的摄像机主要有H.264 4M和H.265 2M两种码率,根据这个码率大小来计算:






我们以H.264 200W摄像机(主子码流按4+1M计算),常见的串联型网络中的带宽计算和交换机选型:




星型的网络结构如下:




    大家可能会想,智能编码的码率不是极低吗?是不是用了智能编码就可以用百兆交换机?实际上,智能编码确实数倍降低了码率,原来的百兆无法承载的固定码率,用了智能编码是可以有效的降低网络由于带宽瓶颈造成的问题,这也是我们推荐使用智能编码的原因之一。

    但是,在工程设计的时候,需要以固定码率或极端网络情况进行考虑和设计,这样才能容忍和预防极端情况的发生。所以计算用百兆交换机还是千兆交换机,还是要参考前面提供的公式,不需要考虑智能编码。
核心交换机怎么选?

    对于大中型的监控网络,会按照接入-汇聚-核心的扁平结构设计。核心交换机是整个网络的数据转发中心,承载着大量的数据量,所以务必需要保证核心交换机的各个端口转发没有瓶颈。






    有一些朋友对于核心交换机的选择有一些误区,例如有 200、500 个摄像头,如果按照 500*5M=2500M 的方式计算,结果远远大于千兆端口的转发速率,就不可以使用千兆交换机了吗?必须要万兆交换机吗?不是的,事实上典型的大型监控网络中,流量一定是分布在多个端口,由多个千兆端口进行转发。如下图:



    可以看出,每一个端口均没有超出 1000M,而 全千兆交换机的任何两个千兆端口之间就可以实现1000M 的双向传输,总的吞吐量(满载)一般小于或等于交换机的背板带宽。
所以在选择核心交换机的时候,根据监控摄像头数量,建议如下:
100~200台,推荐千兆管理型交换机
200~500台,推荐三层管理型交换机
    目前二/三层管理型全千兆交换机,均适合作为监控网络的核心交换,承担大容量数据交换。组建各样的网络。对于大型或超大型(300~1000)的监控网络,需要使用三层交换机划分网段,建议使用三层交换机。
    下面给了大家100、300、500个点位的组网方案。

100个左右点位:重点设计无阻塞转发核心,推荐使用TL-SG3428、TL-SG3226等。





300个左右点位:重点设计多网段、流畅转发,推荐选择TL-SG5428、TL-SH6428等交换机构建核心交换。




500个点位的规模:需要进行冗余设计,可以选择TL-SH8434、TL-SH7428、TL-SG6428Q等组建三层冗余核心网络,非常适合在政企等大型园区。



监控PoE交换机怎么选?

PoE就是通过网线进行供电和数据传输的一种技术,只需要一条网线就可以接入一个PoE摄像机点位,不需要额外的布线,而且相比传统的交流、12V直流集中供电都更安全可靠,基本没有传输距离限制。




    那么在选择PoE交换机的时候,需要注意哪些细节呢?
首先是单端口功率是否可以满足交换机下挂接的任意一款监控摄像头的最高功率,也就是根据监控摄像头的最大功率选择交换机的规格。普通的PoE 监控摄像头功率不超过10W,所以交换机只需要支持802.3af即可。但部分高速球机的功率需求约20W,或者部分无线接入AP的功率更高,则需要交换机支持802.3at。下面是两种技术对应的输出功率:




    其次,确认最大供电功率满足要求。需要将所有监控摄像头的功率考虑在内,交换机的最大输出供电功率需要大于所有监控摄像头的功率之和。
最后,需要考虑交换机对802.3供电类型进行了解,如果使用八芯网线进行传输,则不需要考虑。如果是四芯网线,则需要确认交换机是否支持A类供电。




选择的时候,可以结合各类PoE的优势和成本考虑,进行选择:



当然,PoE功能的考虑之外,还需要考虑千百兆端口速率、WEB管理等功能。

监控系统光纤交换机怎么选?

在远距离点位的监控中,经常会用到光纤收发器、光纤交换机。我们有完备的光纤交换网络设备,包括收发器、交换机、模块,用于组建稳定远距离的光网络。






光交换机、光纤收发器、光模块可以相互搭配使用,但是在选择的时候,需要成对使用。务必保证 AB 端匹配。A、B 端就是光纤传输的两端,无论两端选择的是交换机、光模块还是光纤收发器,两端必须分别是 A、B才能配对使用(在产品型号上有标明是A端or B端)



除此之外,也需要考虑端口速率、光纤类型、双纤或单纤这些常规注意事项。

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