Guide de sélection des commutateurs Gigabit/Hundred Gigabit/Core/PoE/Fiber

Le commutateur est l'équipement de base pour la surveillance de la transmission du réseau. De nombreux paramètres techniques critiques doivent être pris en compte lors de la sélection des commutateurs. Le matériel comprend des ports de 100 mégabits/gigabits/10 gigabits, un port électrique/optique/PoE, un numéro de port, une profondeur de table d'adresses MAC, un délai de transfert, une taille de cache, un VLAN, une isolation, etc. sélection, ce qui affecte sérieusement la livraison et l'expérience des projets.

Les aspects suivants doivent être pris en compte lors de la sélection d'un interrupteur :

Choisissez Gigabit ou 100M ?

Dans le réseau du système de vidéosurveillance, une grande quantité de données vidéo continues doit être transmise, ce qui nécessite que le commutateur ait la capacité de transmettre les données de manière stable. Plus il y a de caméras connectées à un commutateur, plus la quantité de données transitant par le commutateur est importante. Nous pouvons considérer le flux de code comme le débit d'eau, et les commutateurs sont les jonctions de conservation de l'eau une par une. Une fois que le débit d'eau courante dépasse la charge, le barrage éclatera. De même, supposons que la quantité de données transférées par la caméra sous le commutateur dépasse la capacité de transfert d'un port spécifique. Dans ce cas, le port rejettera également une grande quantité de données et causera des problèmes.

Par exemple, un volume de données de transfert de commutateur 100M supérieur à 100M entraînera une perte de paquets importante, entraînant un écran flou et un blocage.

La surcharge du volume de données transféré entraîne une perte de paquets

Alors, de combien de caméras avez-vous besoin pour choisir des commutateurs gigabit ?

Nous pouvons choisir en fonction de la taille du volume de données de transfert du port de liaison montante de la caméra : si le volume de données de transfert du port de liaison montante est supérieur à 70 M, sélectionnez le port gigabit, c'est-à-dire sélectionnez le commutateur gigabit ou le commutateur de liaison montante gigabit.

Une norme pour le choix des commutateurs gigabit

Voici une méthode rapide de calcul et de sélection :

Valeur de la bande passante = (sous-flux + flux principal) * nombre de canaux * 1.2

① Valeur de bande passante＞ 70M, utilisez un commutateur gigabit

② Valeur de bande passante ＜ 70M, utilisez un commutateur de 100 mégaoctets

Par exemple, s'il y a un commutateur avec 20 caméras H.264 200W (4 + 1M) connectées, le taux de transfert du port de liaison montante est (4 + 1) * 20 * 1.2 = 120M > 70M, ce qui nécessite un commutateur gigabit . Dans certains scénarios, si la structure du système ne peut pas être optimisée et que le flux ne peut pas être équilibré, il doit être équipé d'un commutateur gigabit ou d'un commutateur de liaison montante gigabit.

Question 1 : pourquoi le multiplier par 1.2 ?

Selon le principe de la communication réseau, l'encapsulation des paquets de données suit également le protocole TCP/IP. La partie données doit être marquée avec le champ d'en-tête de chaque couche de protocole pour une transmission fluide, de sorte que l'en-tête occupera également une partie de la surcharge.

Le débit binaire de la caméra 4M ou le débit binaire 2M que nous mentionnons beaucoup fait référence à la taille de la partie données. Selon le taux de communication de données, la surcharge d'en-tête représente environ 20 %, la formule doit donc être multipliée par 1.2.

L'en-tête de données représente environ 20 % de la surcharge

 

Question 2 : Pourquoi it 70M pas 100M ?

Le flux de données vidéo est composé de nombreuses images, un flux de données apparemment doux, et en fait, beaucoup de données en rafale instantanées se produiront. Cette situation nécessite que le tampon bascule et rectifie la fluctuation des données.

Le commutateur effectue le stockage en aval sur ces données, il est donc recommandé d'avoir une certaine réservation. Lors de la conception d'un réseau de commutation, 30% à 40% de la réservation peuvent être réservés. Pour un port de 100M, il est recommandé que le trafic de transfert ne dépasse pas 70M.

Les caméras couramment utilisées en ingénierie incluent principalement deux débits binaires : H.264 et H.265.

Nombre d'IPC	taux de code	Bande passante totale	Interrupteur
4	H.264	24M	100M
	H.265	12M	100M
8	H.264	48M	100M
	H.265	24M	100M
12	H.264	72M	Commutateur de liaison montante Gigabit
	H.265	36M	100M
16	H.264	96M	Liaison montante Gigabit ou commutateur Gigabit complet
	H.265	48M	100M
25	H.264	150M	Liaison montante Gigabit ou commutateur Gigabit complet
	H.265	75M	Commutateur de liaison montante Gigabit
32	H.264	192M	Liaison montante Gigabit ou commutateur Gigabit complet
	H.265	96M	Liaison montante Gigabit ou commutateur Gigabit complet

Nous utilisons des caméras H.264 200W (les flux principaux et secondaires sont calculés comme 4+1M) par exemple pour illustrer le calcul de la bande passante et la sélection des commutateurs dans les réseaux série courants :

Calcul de la bande passante et sélection des commutateurs dans les réseaux série communs

La structure du réseau en forme d'étoile est la suivante :

La structure du réseau en forme d'étoile

Comment choisir un commutateur principal ?

Les réseaux de surveillance de grande et moyenne taille sont généralement conçus selon la structure accès-agrégation-cœur. Le commutateur principal est le centre de transfert de données de l'ensemble du réseau et transporte une grande quantité de flux de données. Par conséquent, il est nécessaire de s'assurer qu'il n'y a pas de goulot d'étranglement dans le transfert de chaque port du commutateur central.

Conception structurelle du réseau de surveillance

Certaines personnes ont des malentendus sur le choix des commutateurs principaux. Par exemple, disons qu'il y a 200 et 500 caméras, si calculé comme 500*5M=2500M, le résultat est bien supérieur au taux de transfert des ports gigabit. Ce type de projet doit-il utiliser des commutateurs 10G ?

Pas nécessairement. En fait, dans un réseau de surveillance à grande échelle typique, le trafic ne sera pas concentré sur un seul port, mais sera distribué sur plusieurs ports et transmis par plusieurs ports gigabit.

Le trafic est transmis par plusieurs ports gigabit

On peut voir que chaque port de la figure ne dépasse pas 1000M, et Transmission bidirectionnelle 1000M peut être réalisé entre deux ports gigabit d'un commutateur gigabit complet. Le débit total (pleine charge) est généralement inférieur ou égal à la bande passante du fond de panier du commutateur.

Par conséquent, il est recommandé de sélectionner un commutateur principal en fonction du nombre d'IPC :

①100 ~ 200 unités d'IPC, les commutateurs gérés Gigabit sont recommandés ;

②200 à 500 unités d'IPC, les commutateurs gérés de couche 3 sont recommandés.

À l'heure actuelle, les commutateurs Full Gigabit gérés de couche 2/3 conviennent au commutateur principal du réseau de surveillance, entreprennent un échange de données à grande capacité et construisent divers réseaux.

③ Pour les grands ou très grands réseaux de surveillance (300 ~ 1000), il est nécessaire d'utiliser un commutateur de couche 3 pour diviser le segment de réseau.

Voici une liste de solutions de mise en réseau pour 100, 300 et 500 points.

• Schéma de mise en réseau de 100 IPC

Il y a environ 100 points et la conception se concentre sur le noyau de transfert non bloquant.

Schéma de mise en réseau de 100 IPC

• Schéma de mise en réseau de 300 IPC

Avec environ 300 points, la conception se concentre sur plusieurs segments de réseau et une transmission fluide.

Schéma de mise en réseau de 300 IPC

• Solutions de mise en réseau de 500 IPC

Une conception redondante est nécessaire, ce qui est très approprié pour les parcs à grande échelle tels que le gouvernement et les entreprises.

Schéma de mise en réseau de 500 IPC

Comment choisir un switch PoE ?

PoE est une technologie d'alimentation électrique et de transmission de données via un câble réseau. Un câble réseau peut être connecté à un point de caméra PoE sans câblage d'alimentation supplémentaire.

Alimentation électrique traditionnelle vs alimentation PoE

Que faut-il prendre en compte lors du choix d'un switch PoE ?

• SIngle-puissance du port

Il est nécessaire de déterminer si la puissance d'un seul port peut atteindre la puissance maximale de n'importe quel IPC connecté au commutateur, c'est-à-dire de sélectionner les spécifications du commutateur en fonction de la puissance maximale de l'IPC.

La puissance IPC PoE ordinaire ne dépassera pas 10 W, de sorte que le commutateur n'a besoin que de prendre en charge 802.3af. Cependant, la puissance requise de certains dômes à grande vitesse est d'environ 20 W, ou la puissance de certains points d'accès sans fil sera plus élevée, alors le commutateur doit prendre en charge 802.3at.

Voici la puissance de sortie des deux technologies :

Type	IEEE 802.3af	IEEE 802.3at
courant maximum	350mA	600mA
Tension de sortie PSE	44 ~ 57 V CC	50 ~ 57V DC
Puissance de sortie PSE	<= 15.4 W	<= 30 W
Tension d'entrée DP	36 ~ 57 V CC	42.5 ~ 57V DC
Puissance maximale PD	12.95W	25.5W

• L'alimentation électrique maximale de toute la machine

Confirmez que la puissance d'alimentation maximale de l'ensemble de la machine répond aux exigences et que la puissance de tous les IPC doit être prise en compte lors de la conception. La puissance de sortie maximale du commutateur doit être supérieure à la somme de la puissance de tous les IPC.

• Type de palimentation électrique

Il n'est pas nécessaire de tenir compte de ce facteur lors de l'utilisation d'un câble réseau à huit conducteurs pour la transmission. S'il s'agit d'un câble réseau à quatre cœurs, nous devons confirmer si le commutateur prend en charge une alimentation de classe A.

Nous pouvons choisir en fonction des avantages et des coûts des différents PoE :

Standard	Norme PoE Classe A	Norme PoE Classe B	PoE non standard
Exigences en matière de câble réseau	Quatre noyaux	Huit cœurs	Huit cœurs
de stabilité	stable	stable	instable
Équipement motorisé	Équipement PoE, équipement non PoE plus répartiteur	Équipement PoE, équipement non PoE plus répartiteur	Les appareils PoE et les appareils non PoE doivent ajouter un séparateur
interférence électromagnétique	faible	faible	fort de loin
problèmes communs	aucune	1. Le câble réseau à quatre conducteurs ne peut pas fournir d'alimentation et le projet doit être recâblé. 2. Le noyau 4578 du câble réseau à huit noyaux est de mauvaise qualité et l'impédance est trop grande pour fournir de l'énergie sur une longue distance.	1. Il doit être associé à un séparateur, un à un, et la construction est compliquée 2. L'installation d'ingénierie dépasse facilement la large plage de tension IPC et il est facile de brûler la caméra. 3. Le noyau 4578 du câble réseau à huit noyaux est de mauvaise qualité et l'impédance est trop grande pour fournir de l'énergie sur une longue distance.
Coût de l'équipement	modérée	modérée	relativement faible

Comment choisir un switch fibre ?

Dans la surveillance des points longue distance, des émetteurs-récepteurs à fibre optique et des commutateurs à fibre optique sont souvent utilisés. L'exemple suivant comprend un équipement de réseau de commutation à fibre optique plus complet, tel que d'émetteurs-récepteurs, commutateurs, modules, etc.

Equipement du réseau de commutation fibre optique

Les commutateurs optiques, les émetteurs-récepteurs optiques et les modules optiques peuvent être utilisés ensemble. Il est nécessaire d'utiliser par paires et de s'assurer que les extrémités AB correspondent les unes aux autres.

L'extrémité A/B correspond aux deux extrémités de la transmission par fibre optique. Quelles que soient les deux extrémités, elles doivent être A et B pour être appariées (le modèle du produit est marqué comme l'extrémité A ou l'extrémité B).

Les extrémités A / B doivent être appariées pour la transmission par fibre

Les longueurs d'onde de travail de l'équipement d'extrémité A sont de 1310 nm (RX) et 1550 nm (TX), qui doivent être utilisées avec les émetteurs-récepteurs optiques d'extrémité B (RX1550nm, TX1310nm). Enfin, des facteurs tels que la vitesse du port, le type de fibre, la fibre double ou la fibre unique doivent également être pris en compte.