ギガビット/XNUMX ギガビット/コア/PoE/ファイバー スイッチ選択ガイド

スイッチは、ネットワーク伝送を監視するためのコア機器です。 スイッチを選択する際に考慮すべき多くの重要な技術的パラメーターがあります。 ハードウェアには、100 メガビット/ギガビット/10 ギガビット レートのポート、電気/光/PoE ポート、ポート番号、MAC アドレス テーブルの深さ、転送遅延、キャッシュ サイズ、VLAN、分離などがあります。多くのプロジェクトでは、不適切なスイッチが原因でさまざまな問題が発生しています。これは、プロジェクトの提供と経験に深刻な影響を与えます。

スイッチを選択する際に考慮する必要がある側面は次のとおりです。

ギガビットまたは 100M を選択しますか?

映像監視システムのネットワークでは、連続して大量の映像データを伝送する必要があり、スイッチには安定してデータを転送できる能力が求められます。 スイッチに接続されているカメラの数が多いほど、スイッチを通過するデータ量が多くなります。 コード ストリームは水の流れと考えることができ、スイッチは XNUMX つずつの水域ジャンクションです。 流れる水量が負荷を超えると、ダムは決壊します。 同様に、スイッチの下のカメラによって転送されるデータの量が、特定のポートの転送能力を超えているとします。 その場合、ポートが大量のデータを破棄し、問題が発生する原因にもなります。

たとえば、100M を超えるデータ量を転送する 100M スイッチは、大きなパケット損失を引き起こし、画面がぼやけてブロックされます。

転送データ量の過負荷によりパケット損失が発生する

では、ギガビット スイッチを選択するには、何台のカメラが必要でしょうか?

カメラのアップリンク ポート転送データ ボリュームのサイズに応じて選択できます。アップリンク ポートの転送データ ボリュームが 70M を超える場合は、ギガビット ポートを選択します。つまり、ギガビット スイッチまたはギガビット アップリンク スイッチを選択します。

ギガビットスイッチの選択基準

簡単な計算と選択方法は次のとおりです。

帯域幅の値 = (サブストリーム + メイン ストリーム) * チャネル数 * 1.2

①帯域値＞70M、ギガビットスイッチを使用

②帯域値＜70M、100メガバイトスイッチ使用

たとえば、20 台の H.264 200W カメラ (4 + 1M) が接続されたスイッチがある場合、アップリンク ポートの転送速度は (4 + 1) * 20 * 1.2 = 120M > 70M となり、ギガビット スイッチが必要になります。 . 一部のシナリオでは、システム構造を最適化できず、フローのバランスを取ることができない場合、ギガビット スイッチまたはギガビット アップリンク スイッチを装備する必要があります。

質問 1: なぜ 1.2 を掛けるのですか?

ネットワーク通信の原則に従って、データ パケットのカプセル化も TCP / IP プロトコルに従います。 データ部分は、スムーズに送信するために各プロトコル層のヘッダー フィールドでマークする必要があるため、ヘッダーもオーバーヘッドの一部を占めます。

私たちがよく言及するカメラの4Mビットレートまたは2Mビットレートは、データ部分のサイズを指します。 データ通信比率によると、ヘッダーのオーバーヘッドは約 20% を占めるため、式を 1.2 倍する必要があります。

データヘッダーはオーバーヘッドの約 20% を占めます

 

質問 2: なぜ it 70Mじゃなくて100M？

ビデオデータの流れは多くのフレームで構成されており、一見穏やかなデータの流れですが、実際には瞬間的なバーストデータが大量に発生します。 この状況では、スイッチがバッファリングしてデータの変動を修正する必要があります。

スイッチはこれらのデータに対して storage-forward-storage-forward を実行するため、特定の予約を行うことをお勧めします。 スイッチング ネットワークを設計する場合、予約の 30% ～ 40% を予約できます。 100M のポートの場合、転送トラフィックが 70M を超えないようにすることをお勧めします。

エンジニアリングで一般的に使用されるカメラには、主に H.264 と H.265 の XNUMX つのビット レートがあります。

IPC の数	符号化率	総帯域幅	スイッチ
4	H.264	24M	100M
	H.265	12M	100M
8	H.264	48M	100M
	H.265	24M	100M
12	H.264	72M	ギガビット アップリンク スイッチ
	H.265	36M	100M
16	H.264	96M	ギガビット アップリンクまたはフル ギガビット スイッチ
	H.265	48M	100M
25	H.264	150M	ギガビット アップリンクまたはフル ギガビット スイッチ
	H.265	75M	ギガビット アップリンク スイッチ
32	H.264	192M	ギガビット アップリンクまたはフル ギガビット スイッチ
	H.265	96M	ギガビット アップリンクまたはフル ギガビット スイッチ

たとえば、一般的なシリアル ネットワークでの帯域幅の計算とスイッチの選択を説明するために、H.264 200W カメラ (メインとサブストリームは 4+1M として計算されます) を使用します。

一般的な直列ネットワークでの帯域幅の計算とスイッチの選択

星形のネットワーク構造は次のとおりです。

星形のネットワーク構造

コアスイッチの選び方

大規模および中規模の監視ネットワークは、通常、アクセス集約コア構造に従って設計されます。 コア スイッチは、ネットワーク全体のデータ転送センターであり、大量のデータ フローを伝送します。 そのため、コアスイッチの各ポートのフォワーディングにボトルネックが生じないようにする必要があります。

監視ネットワークの構造設計

コア スイッチの選択について誤解している人もいます。 たとえば、200 台と 500 台のカメラがあるとします。500*5M=2500M として計算すると、結果はギガビット ポートの転送速度よりもはるかに大きくなります。 この種のプロジェクトでは 10G スイッチを使用する必要がありますか?

必ずしも。 実際、一般的な大規模監視ネットワークでは、トラフィックは XNUMX つのポートに集中するのではなく、複数のポートに分散され、複数のギガビット ポートによって転送されます。

トラフィックは複数のギガビット ポートによって転送されます

図の各ポートが 1000M を超えていないことがわかります。 1000M双方向伝送 フル ギガビット スイッチの任意の XNUMX つのギガビット ポート間で実現できます。 総スループット (全負荷) は、通常、スイッチのバックプレーン帯域幅以下です。

したがって、IPC の数に応じてコア スイッチを選択することをお勧めします。

①100～200台のIPC、ギガビットマネージドスイッチを推奨。

②200～500台のIPC、レイヤ3マネージドスイッチを推奨。

現在、監視ネットワークのコアスイッチとしてレイヤー2/3マネージドフルギガビットスイッチが適しており、大容量のデータ交換を行い、さまざまなネットワークを構築しています。

③ 大規模または超大規模 (300 ~ 1000) 監視ネットワークの場合、レイヤー 3 スイッチを使用してネットワーク セグメントを分割する必要があります。

以下は、100、300、および 500 ポイントのネットワーク ソリューションのリストです。

• 100 IPC のネットワーキング スキーム

約 100 ポイントあり、ノンブロッキング フォワーディング コアを中心に設計されています。

100 IPC のネットワーキング スキーム

• のネットワーキングスキーム 300 IPC

約 300 ポイントの設計は、複数のネットワーク セグメントとスムーズな転送に重点を置いています。

のネットワーキングスキーム 300 IPC

• 500 IPC のネットワーク ソリューション

政府や企業などの大規模な公園に非常に適した冗長設計が必要です。

のネットワーキングスキーム 500 IPC

PoE スイッチの選び方

PoE は、ネットワーク ケーブルを介して電力供給とデータ伝送を行う技術です。 追加の電源配線なしで、XNUMX 本のネットワーク ケーブルを PoE カメラ ポイントに接続できます。

従来の電源 vs PoE 電源

PoEスイッチを選択する際に考慮すべきことは何ですか?

• S一口–ポートパワー

単一のポートの電力が、スイッチに接続されている任意の IPC の最大電力を満たすことができるかどうかを考慮する必要があります。つまり、IPC の最大電力に応じてスイッチの仕様を選択する必要があります。

通常の PoE IPC 電力は 10W を超えないため、スイッチは 802.3af のみをサポートする必要があります。 ただし、一部の高速ドームの電力要件は約 20W であり、一部のワイヤレス アクセス AP の電力はそれより高くなり、スイッチは 802.3at をサポートする必要があります。

以下は、XNUMX つの技術の出力電力です。

タイプ	IEEE 802.3af	IEEE 802.3at
最大電流	350mA	600mA
PSE出力電圧	44〜57V DC	50〜57V DC
PSE出力電力	<= 15.4W	30W以下
PD 入力電圧	36〜57V DC	42.5〜57V DC
PD最大電力	12.95W	25.5W

• マシン全体の最大電源

マシン全体の最大電源電力が要件を満たしていることを確認し、設計時にすべての IPC の電力を考慮する必要があります。 スイッチの最大出力電力は、すべての IPC の電力の合計よりも大きくする必要があります。

• TYPE pの供給

伝送に XNUMX 芯のネットワーク ケーブルを使用する場合、この要素を考慮する必要はありません。 XNUMX 芯のネットワーク ケーブルの場合、スイッチがクラス A 電源をサポートしているかどうかを確認する必要があります。

さまざまな PoE の利点とコストに基づいて選択できます。

スタンダード	標準 PoE クラス A	標準 PoE クラス B	非標準 PoE
ネットワーク ケーブルの要件	XNUMXつのコア	XNUMX コア	XNUMX コア
安定	安定した	安定した	不安定な
パワード機器	PoE 機器、非 PoE 機器およびスプリッター	PoE 機器、非 PoE 機器およびスプリッター	PoE デバイスと非 PoE デバイスの両方にスプリッタを追加する必要があります
電磁妨害	弱い	弱い	遠くから強い
一般的な問題	いいえ	1. XNUMX 芯ネットワーク ケーブルは電力を供給できず、プロジェクトを再配線する必要があります。 2. 4578 コア ネットワーク ケーブルの XNUMX コアは品質が悪く、インピーダンスが大きすぎて長距離にわたって電力を供給できません。	1.スプリッターとXNUMX対XNUMXで一致させる必要があり、構造が複雑です 2.エンジニアリングのインストールは、IPCの広い電圧範囲を超えやすく、カメラを焼き尽くしやすいです。 3. 4578芯ネットワークケーブルのXNUMX芯は品質が悪く、インピーダンスが大きすぎて長距離に電力を供給できません。
設備費	適度な	適度な	比較的低いです

ファイバースイッチの選び方

長距離ポイントの監視では、光ファイバートランシーバーと光ファイバースイッチがよく使用されます。 次の例には、次のようなより包括的な光ファイバー スイッチング ネットワーク機器が含まれています。 トランシーバ、スイッチ、モジュールなど。

光ファイバー交換網の設備

光スイッチ、光トランシーバ、光モジュールを組み合わせて使用​​できます。 ペアで使用する必要があり、AB の端が互いに一致していることを確認してください。

A/B エンドは、光ファイバー伝送の両端です。 両端が何であっても、A と B を対にして使用する必要があります (製品型式は A 端または B 端としてマークされています)。

A / B エンドは、ファイバー伝送用にペアリングする必要があります

A エンド機器の動作波長は 1310nm (RX) および 1550nm (TX) であり、B エンドの光トランシーバー (RX1550nm、TX1310nm) と共に使用する必要があります。 最後に、ポート速度、ファイバー タイプ、デュアル ファイバー、またはシングル ファイバーなどの要因も考慮する必要があります。