飛暢科技-千兆/百兆/核心/PoE/光纖交換機選型指南
瀏覽次數：發(fā)布時(shí)間：2020-04-23
交換機是監控網(wǎng)絡(luò )傳輸的核心設備。交換機的選型，有很多的重要技術(shù)參數需要考慮，硬件上包括百兆/千兆/萬(wàn)兆速率的端口、電口/光口/PoE口、端口數量、MAC地址表深度、轉發(fā)延遲、緩存大小、VLAN、隔離等等。很多項目就是因為交換機選擇當，出現各種各樣的問(wèn)題，嚴重影響項目的交付與體驗。那么，千兆/百兆/核心/PoE/
光纖交換機該如何選擇呢？接下來(lái)我們就跟隨
飛暢科技的小編一起來(lái)詳細了解下吧！
今天就分享一下交換機選型的時(shí)候，需要重點(diǎn)考慮的幾個(gè)點(diǎn)。下面我們就交換機選型時(shí)的四個(gè)主要方面講一下。
一、選擇千兆還是百兆？
視頻監控系統的網(wǎng)絡(luò )中，需要傳輸大量、持續的視頻數據，這就要求交換機具有穩定轉發(fā)數據的能力。交換機接入的攝像頭數量越多，流經(jīng)該交換機的數據量就會(huì )越大。我們可以碼流想象成水流，交換機就是一個(gè)個(gè)的水利樞紐，一旦流轉的水流超出負荷，大壩就會(huì )潰堤。同理，如果交換機下的攝像頭轉發(fā)的數據量超出某個(gè)端口的轉發(fā)能力，也同樣會(huì )造成這個(gè)端口丟棄大量的數據，出現問(wèn)題。
比如百兆的交換機轉發(fā)超出100M的數據量，就會(huì )造成大量丟包，導致花屏卡頓現象。
那么，到底接入多少個(gè)攝像頭就需要選擇千兆交換機呢？
有一個(gè)標準，看攝像頭上聯(lián)端口轉發(fā)數據量的大?。喝绻下?lián)端口轉發(fā)數據量大于70M，就選擇千兆端口，即選擇千兆交換機或千兆上聯(lián)交換機。
這里有一個(gè)快速計算和選擇的方法：
帶寬值=（子碼流+主碼流）*通道數*1.2
①帶寬值＞70M，用千兆
②帶寬值＜70M，用百兆
舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)明：有臺交換機，接入了20臺H.264 200W的攝像機（4+1M），那么按此計算，上聯(lián)端口的轉發(fā)速率就是（4+1）*20*1.2=120M>70M，這種情況就要用千兆交換機。某些場(chǎng)景里，交換機只有一個(gè)端口需要是千兆，但如果不能優(yōu)化系統結構，平衡流量，那么就需要配千兆交換機或者千兆上聯(lián)交換機。
問(wèn)題來(lái)了1：碼流計算過(guò)程是很清楚，但是為什么要乘以1.2呢？
因為根據網(wǎng)絡(luò )通訊原理，數據包的封裝也是遵循TCP/IP協(xié)議的，數據部分需要打上各個(gè)協(xié)議層的頭部字段才能順利傳輸，所以頭部也會(huì )占用一定比例的開(kāi)銷(xiāo)。
我們經(jīng)常說(shuō)的攝像機4M碼率、2M碼率等，指的其實(shí)都是數據部分的大小。根據數據通信比例，頭部開(kāi)銷(xiāo)約占20%，所以公式里要乘以1.2。
▲數據頭部約占20%的開(kāi)銷(xiāo)
問(wèn)題來(lái)了2：為什么是70M不是100M呢？
主要是為了考慮突發(fā)流量。視頻數據流是由很多的幀組成的，看似平緩的數據流，實(shí)際會(huì )發(fā)生很多瞬間突發(fā)數據，這種情況就需要交換機對數據的波動(dòng)能夠進(jìn)行緩沖和整流處理。
交換機對這些數據進(jìn)行存儲-轉發(fā)-存儲-轉發(fā)，所以建議有一定的預留，設計交換網(wǎng)絡(luò )時(shí)能有30%~40%的預留，一個(gè)100M的端口，建議轉發(fā)流量不超出70M。
工程上常用的攝像機主要有H.264和H.265兩種碼率，根據這個(gè)碼率大小計算：
我們以H.264 200W攝像機（主子碼流按4+1M計算），常見(jiàn)的串聯(lián)型網(wǎng)絡(luò )中的帶寬計算和交換機選型：
星型的網(wǎng)絡(luò )結構如下：
二、怎么選擇核心交換機？
大中型的監控網(wǎng)絡(luò )，通常會(huì )按照接入-匯聚-核心三層結構設計。
核心交換機是整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的數據轉發(fā)中心，承載著(zhù)大量的數據流，所以必須保證核心交換機的各個(gè)端口轉發(fā)沒(méi)有瓶頸。
有些人對于核心交換機的選擇有一些誤區，比如有 200、500 個(gè)攝像頭，如果按照 500*5M=2500M 的方式計算，結果遠遠大于千兆端口的轉發(fā)速率，這種項目一定要用萬(wàn)兆交換機嗎？
也不一定，實(shí)際上，典型的大型監控網(wǎng)絡(luò )，流量不會(huì )集中于一個(gè)端口，一定會(huì )分布在多個(gè)端口，由多個(gè)千兆端口進(jìn)行轉發(fā)。
如下圖：
可以看出圖中每個(gè)端口均沒(méi)有超出 1000M，而全千兆交換機的任何兩個(gè)千兆端口之間就可以實(shí)現 1000M 的雙向傳輸，總的吞吐量（滿(mǎn)載）一般小于或等于交換機的背板帶寬。
所以在選擇核心交換機的時(shí)候，根據IPC數量，建議如下：
①100~200臺，推薦千兆管理型交換機
②200~500臺，推薦三層管理型交換機
目前二/三層管理型全千兆交換機，均適合作為監控網(wǎng)絡(luò )的核心交換，承擔大容量數據交換。組建各樣的網(wǎng)絡(luò )。
對于大型或超大型（300~1000）的監控網(wǎng)絡(luò )，需要使用三層交換機劃分網(wǎng)段，建議使用三層交換機。下面給大家100、300、500個(gè)點(diǎn)位的組網(wǎng)方案。
100臺IPC的組網(wǎng)方案
100個(gè)左右點(diǎn)位，設計重點(diǎn)在無(wú)阻塞轉發(fā)核心。
300臺IPC的組網(wǎng)方案
300個(gè)左右點(diǎn)位，設計重點(diǎn)多網(wǎng)段、流暢轉發(fā)。
500臺IPC的組網(wǎng)方案
500個(gè)點(diǎn)位的規模，需要進(jìn)行冗余設計，非常適合在政企等大型園區。
PoE是通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)進(jìn)行供電和數據傳輸的一種技術(shù)，只需要一條網(wǎng)線(xiàn)就可以接入一個(gè)PoE攝像機點(diǎn)位，不需要額外的電源布線(xiàn)。
01單端口功率
單端口功率是否可以滿(mǎn)足交換機下掛接的任意一款I(lǐng)PC的最高功率，也就是根據IPC的最大功率選擇交換機的規格。
普通PoE IPC功率不會(huì )超過(guò)10W，所以交換機只需要支持802.3af即可。但部分高速球機的功率需求約20W，或者部分無(wú)線(xiàn)接入AP的功率會(huì )更高，那么則需要交換機支持802.3at。
下面是兩種技術(shù)對應的輸出功率：
02整機最大供電功率
確認整機最大供電功率滿(mǎn)足要求，設計時(shí)需要將所有IPC的功率都考慮在內。交換機的最大輸出供電功率需要大于所有IPC的功率之和。
三、供電類(lèi)型
使用八芯網(wǎng)線(xiàn)進(jìn)行傳輸，不需要考慮。
如果是四芯網(wǎng)線(xiàn)，則需要確認交換機是否支持A類(lèi)供電。
選擇的時(shí)候，可以結合各類(lèi)PoE的優(yōu)勢和成本考慮進(jìn)行選擇：
四、怎么選光纖交換機？
在遠距離點(diǎn)位的監控中，經(jīng)常會(huì )用到
光纖收發(fā)器、光纖交換機。下面的例子里，就包含了比較全面的光纖交換網(wǎng)絡(luò )設備，如收發(fā)器、交換機、模塊等。
光纖交換機、光纖收發(fā)器、
光模塊是可以相互搭配著(zhù)使用的。在選擇的時(shí)候，要注意成對使用，務(wù)必保證 A-B 端匹配。
A/B 端就是光纖傳輸的兩端，無(wú)論兩端選擇的是交換機、光模塊還是光纖收發(fā)器，兩端必須分別是 A、B 才能配對使用（在產(chǎn)品型號上有標明是A端或B端）。
A 端設備的工作波長(cháng)是 1310nm（RX）、1550nm（TX），必須要搭配B 端光纖收發(fā)器（RX1550nm、TX1310nm）使用。
最后，也同樣需要考慮端口速率、光纖類(lèi)型、雙纖or單纖這些事項。
好了，以上內容就是飛暢科技關(guān)于千兆/百兆/核心/PoE/光纖交換機選型的相關(guān)詳細介紹，希望能對大家有所幫助！杭州飛暢，20年專(zhuān)注光纖通信研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售，主營(yíng)
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