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交换机选型计算.docx
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交换机选型计算
弱电工程各种类型交换机选型方法
交换机是监控网络传输的核心设备。
交换机的选型,有很多的重要技术参数需要考虑,
硬件上包括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。
很多项目就是因为交换机选择当,出现各种各样的问题,严重影响项目的交付与体验。
一、千兆和百兆交换机的区别
视频监控系统的网络中,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。
交换机接入的摄像头数量越多,流经该交换机的数据量就会越大。
我们可以码流想象成水流,交换机就是一个个的水利枢纽,一旦流转的水流超出负荷,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,也同样会造成这个端
口丢弃大量的数据,出现问题。
比如百兆的交换机转发超出100M的数据量,就会造成大量
丢包,导致花屏卡顿现象。
共计30个200W的IPU…
那么,到底接入多少个摄像头就需要选择千兆交换机呢
有一个标准,看摄像头上联端口转发数据量的大小:
如果上联端口转发数据量大于70M就选择千兆端口,即选择千兆交换机或千兆上联交换机。
端口呆揑的流■大小决宦量否用千兆
用千兆
这里有一个快速计算和选择的方法:
带宽值=(子码流+主码流)*通道数*
1带宽值〉70M,用千兆
2带宽值V70M,用百兆
举个例子来说明:
有台交换机,接入了20台200W的摄像机(4+1M,那么按此计算,上联端口的转发速率就是(4+1)*20*=120M>70M,这种情况就要用千兆交换机。
某些场景里,交换机只有一个端口需要是千兆,但如果不能优化系统结构,平衡流量,那么就需要配千兆
交换机或者千兆上联交换机。
问题来了1:
码流计算过程是很清楚,但是为什么要乘以呢
因为根据网络通讯原理,数据包的封装也是遵循TCP/IP协议的,数据部分需要打上各个协
议层的头部字段才能顺利传输,所以头部也会占用一定比例的开销。
我们经常说的摄像机4M码率、2M码率等,指的其实都是数据部分的大小。
根据数据通信比例,头部开销约占20%所以公式里要乘以。
IP
TCPDATA
liJL1>
T
头部幵销魏揭字段
T
▲数据头部约占20%勺开销
问题来了2:
为什么是70M不是100M呢
主要是为了考虑突发流量。
视频数据流是由很多的帧组成的,看似平缓的数据流,实际会发
生很多瞬间突发数据,这种情况就需要交换机对数据的波动能够进行缓冲和整流处理。
交换机对这些数据进行存储-转发-存储-转发,所以建议有一定的预留,设计交换网络时能
有30%~40的预留,一个100M的端口,建议转发流量不超出70M
工程上常用的摄像机主要有和两种码率,根据这个码率大小计算:
ipc+S
交換机
4
H264
24M
百兆
H.265
12M
百北
8
H.264
48M
百兆
H.265
24M
_百兆_]
12
H.264
72M
—千克上联交换机j
H.265
36M
百兆
16
H.261
95M
千韭上联或全千北交换机
H.265
4SM
百兆
25
H.264
150M
千兆上联或全千韭交换机
H.265
75M
千北上联交换机]
32
H.264
192M
千兆上联或全于那交按机
H.265
96M
千兆上瑕或佥千兆3E换机
我们以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:
7个IPC
5个IPC
5个IPC
3个IPC
1
<-•.>162M
廿兆交甌
<…>120M
貝兆交扌硼
<>90M
千兆上联/全千兆交换机
v60M
百兆交换机
丈…・》42^^
百兆交换机
7个IPC
星型的网络结构如下:
二、怎么选择核心交换机大中型的监控网络,通常会按照接入-汇聚-核心三层结构设计。
核心交换机是整个网络的数
据转发中心,承载着大量的数据流,所以必须保证核心交换机的各个端口转发没有瓶颈。
e
■ra
*—*
500*5M=2500M的方式计算,结果远远大于千兆端口的转发速率,这种项目一定要用万兆交换机吗
也不一定,实际上,典型的大型监控网络,流量不会集中于一个端口,一定会分布在多个端
口,由多个千兆端口进行转发。
如下图:
300M2C0M125M
可以看出图中每个端口均没有超出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IPC数量,建议如下:
1100~200台,推荐千兆管理型交换机
2200~500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。
下面给大家100、300、500个点位的组网方案。
100台IPC的组网方案100个左右点位,设计重点在无阻塞转发核心。
100台炉型组网方案
・断准于我理機心交酬磁溯玲干强脱交撈饥MTTLSG331RTUSG血碣.援入53?
肌囉疏注建洞1心■卫商用王曼弓CB上局華口氏紀啊事
300台IPC的组网方案300个左右点位,设计重点多网段、流畅转发。
力0台IPC鹽型组网方案
>环Min・iSJQyvtt・aQ・EW4ttft0Mnevsga越0
*.vrisGuiei码
>・u却—wn兀盘・ju越hi.
500台IPC的组网方案500个点位的规模,需要进行冗余设计,非常适合在政企等大型园区。
500台1PC典型组网方塞一IWR分布式存诸
曲嗨屈
、如何选择PoE交换机
PoE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,不需要额外的电源布线。
传统供电WPoE供电
卩oE}
在选择PoE交换机的时候,有哪些需要考虑的地方
01单端口功率
单端口功率是否可以满足交换机下挂接的任意一款IPC的最高功率,也就是根据IPC的最大
功率选择交换机的规格。
普通PoEIPC功率不会超过10W所以交换机只需要支持即可。
但部分高速球机的功率需求
约20W或者部分无线接入AP的功率会更高,那么则需要交换机支持。
F面是两种技术对应的输出功率:
350mA
600mA
P戏输出电圧
44-57VDC
50-57VDC
PSFifi出功率
<=15.4W
<=30W
卩呀入班
如57VDC
42.5~57VDC
PD巖大功率
1Z9SW
02整机最大供电功率
确认整机最大供电功率满足要求,设计时需要将所有IPC的功率都考虑在内。
交换机的最大
输出供电功率需要大于所有IPC的功率之和。
03供电类型使用八芯网线进行传输,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:
囚芯
受电盪备
FoE^W.非ME许侖加
P曲设畚.非P咗设斎抽
"£设番及祚PoE设备均
虫越干扰
翳
远®福熹曙以
1.03芯网^无j去供电,辛舌重装的工趕需餐輪布洙
2、儿茜网^的⑸8址芯西量菽差,阻掘大无igK距宴俱电*
L’迹趣一对一,施工复杂*
2.工環安裝容易站出IPC食压范围,容易悄坏攝像
氛”芯朗蜒的骗总纟疑嚴置较密,陌抗次无法杵距离供电
设备成本
申
癌触]
标雅P稠人类
菲PoB
04怎么选光纤交换机
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。
下面的例子里,就包含了比
较全面的光纤交换网络设备,如收发器、交换机、模块等。
眈
PqE
光交换机、光纤收发器、光模块是可以相互搭配着使用的。
在选择的时候,要注意成对使用,务必保证A-B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端或B端)。
A端设备的工作波长是1310nm(RX)、1550n(TX),必须要搭配B端光纤收发器(RX1550nm
TX1310nm)使用。
最后,也同样需要考虑端口速率、光纤类型、双纤or单纤这些事项。
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