¿ A cuántas cámaras IP se puede conectar un conmutador Ethernet ? ¿Cuántos conmutadores Gigabit se pueden conectar a 2 millones de cámaras de red? ¿Es posible utilizar un conmutador de 100M de 24 puertos para 24 cámaras IP? ¡Hagamos un análisis sobre estos problemas!
Parte I. Elija según el flujo de bits y la cantidad de la cámara
1. Flujo de bits de la cámara
Antes de elegir un interruptor, lo primero que debe hacer es calcular cuánto ancho de banda ocupa cada imagen.
2. Número de cámaras
Luego, debe conocer la capacidad de ancho de banda del conmutador. Los conmutadores de uso común son los conmutadores de 100 M y los conmutadores Gigabit, cuyo ancho de banda real es generalmente solo del 60 al 70 % del valor teórico. Por lo tanto, el ancho de banda disponible de sus puertos es de aproximadamente 60 Mbps o 600 Mbps.
Caso:
Verifique el flujo de bits de una sola cámara según la marca de su cámara IP y luego calcule cuántas cámaras se pueden conectar a un conmutador.
● Por 1,3 millones:
El flujo de bits por cámara de 960p suele ser de 4M. Si se usa un interruptor de 100M, se pueden conectar 15 cámaras (15 × 4 = 60M);
Con un interruptor Gigabit, puede conectar 150 juegos (150 × 4 = 600 M)
● Por 2 millones:
El flujo de bits de una cámara IP de 1080P suele ser de 8M. Con un interruptor de 100 M, puede conectar 7 unidades (7 × 8 = 56 M);
Con un interruptor Gigabit, puede conectar 75 conjuntos (75 × 8 = 600 M)
Todo esto se explica tomando como ejemplo la cámara convencional H.264, y la H.265 se puede reducir a la mitad.
En términos de topología de red, una red de área local (LAN) suele ser una estructura de dos o tres capas. El extremo que se conecta a la cámara es la capa de acceso y un conmutador de 100M es suficiente a menos que conecte muchas cámaras a un conmutador.
La capa de agregación y la capa central se calculan según la cantidad de imágenes que agrega el conmutador. Calcular de la siguiente manera:
● Si conecta una cámara IP de 960P dentro de 15 enfoques de imágenes, generalmente puede usar un interruptor de 100M. Si hay más de 15 enfoques, puede usar un conmutador Gigabit.
● Si conecta una cámara IP de 1080P dentro de 8 enfoques de imágenes, use un interruptor de 100M. Si hay más de 8 enfoques, use un conmutador Gigabit.
Parte II. ¿Cuál es el requisito para elegir conmutadores Ethernet?
La red de monitoreo tiene una arquitectura de tres capas: capa central, capa de agregación y capa de acceso.
1. Conmutadores de capa de acceso
Condición 1:
flujo de bits de la cámara: 4 Mbps, luego 20 cámaras son 20*4 = 80 Mbps.
Es decir, el puerto de carga del conmutador de la capa de acceso debe cumplir con el requisito de velocidad de transmisión de 80Mbps/s. Teniendo en cuenta la velocidad de transmisión real del conmutador (generalmente el 50% del valor nominal, 100M es aproximadamente 50M), la capa de acceso debe elegir aquellos con un puerto de carga de 1000M.
Condición 2:
si elige un conmutador de 24 puertos con dos puertos de 1000 M, el total es de 26 puertos. Luego, el ancho de banda del plano posterior del conmutador en la capa de acceso es (24*100M*2+1000*2*2)/1000=8,8 Gbps.
Condición 3:
Tasa de reenvío de paquetes: La tasa de reenvío de paquetes de un puerto de 1000 M es 1,488 Mpps/s, por lo que la tasa de conmutación del conmutador en la capa de acceso debe ser (24*100 M/1000 M+2)*1,488=6,55 Mpps.
De acuerdo con las condiciones anteriores, cuando hay 20 cámaras 720P conectadas a un conmutador, el conmutador debe tener al menos un puerto de carga de 1000M y más de 20 puertos de acceso de 100M.
2. Conmutadores de capa de agregación
Si hay un total de 5 conmutadores conectados, cada conmutador tiene 20 cámaras y el flujo de bits es de 4M, entonces el tráfico de la capa de agregación es: 4Mbps*20*5=400Mbps. Por lo tanto, el puerto de carga de la capa de agregación debe ser superior a 1000M.
Si se conectan 5 IPC a un conmutador, generalmente se requiere un conmutador de 8 puertos. ¿Podría el conmutador de 8 puertos cumplir con los requisitos? ¡Compruebe los siguientes tres aspectos!
● Ancho de banda del backplane:
número de puertos*velocidad del puerto*2=ancho de banda del backplane
8*100*2=1,6 Gbps.
● Tasa de intercambio de paquetes:
número de puertos*velocidad del puerto/1000*1.488Mpps=tasa de intercambio de paquetes
8*100/1000*1.488=1.20Mpps
A veces, la tasa de intercambio de paquetes de algunos conmutadores no se puede calcular para cumplir con este requisito, entonces es un conmutador sin velocidad de cable. Es fácil causar demoras cuando se manejan cantidades de gran capacidad.
● Ancho de banda del puerto en cascada:
flujo de bits de IPC * cantidad = ancho de banda mínimo del puerto de carga
4*5=20 Mbps
Normalmente, cuando el ancho de banda de IPC supera los 45Mbps, se recomienda utilizar un puerto en cascada de 1000M.
Parte III. ¿Cómo elegir un conmutador Ethernet?
1. Caso
Hay una red de campus y más de 500 cámaras de alta definición con un flujo de bits de 3M a 4M. La estructura de la red se divide en las capas de acceso, agregación y núcleo. Se almacena en la capa de agregación y cada capa de agregación corresponde a 170 cámaras.
Problemas: ¿Cómo elegir los productos? ¿Cuál es la diferencia entre 100M y 1000M? ¿Qué factores afectarán la transmisión de imágenes en la red y qué factores están relacionados con los conmutadores?
Que 2 veces la suma de todas las capacidades de los puertos*la cantidad de puertos debe ser menor que el ancho de banda nominal del backplane puede lograr una conmutación de velocidad de cable sin bloqueo de dúplex completo y demostrar que el conmutador tiene las condiciones para maximizar el rendimiento de la conmutación de datos.
Por ejemplo, para un conmutador que puede proporcionar hasta 48 puertos Gigabit, su capacidad de configuración total debe alcanzar 48 × 1 G × 2 = 96 Gbps, lo que puede garantizar que pueda proporcionar conmutación de paquetes a velocidad de cable sin bloqueo cuando todos los puertos están llenos. dúplex.
2. Tasa de reenvío de paquetes
Tasa de reenvío de paquetes de configuración completa (Mbps) = número de puertos GE totalmente configurados* 1,488 Mpps + número de puertos 100M totalmente configurados* 0,1488 Mpps
El rendimiento teórico de un puerto Gigabit es de 1,488 Mpps cuando la longitud del paquete es de 64 bytes.
Por ejemplo: si un conmutador puede proporcionar hasta 24 puertos Gigabit y la tasa de reenvío de paquetes declarada es inferior a 35,71 Mpps (24 x 1,488 Mpps = 35,71), entonces es razonable suponer que el conmutador está diseñado con una arquitectura de bloqueo.
En general, es adecuado un conmutador con suficiente ancho de banda de backplane y tasa de reenvío de paquetes.
Los switches con backplanes relativamente grandes y un rendimiento relativamente bajo deberían tener problemas con la eficiencia del software/diseño de circuito de chip dedicado además de conservar la capacidad de actualización y expansión; Los conmutadores con backplanes relativamente pequeños y un rendimiento relativamente alto tienen un rendimiento general relativamente alto.
El flujo de bits de la cámara, generalmente la configuración del flujo de bits de la transmisión de video (incluidas las capacidades de codificación y decodificación del equipo de envío y recepción de codificación, etc.), afecta la claridad, que es el rendimiento de la cámara frontal y no tiene nada que ver. con la red Es un malentendido que los usuarios piensen que la baja claridad es causada por la red.
Según el caso anterior, podemos calcular:
Flujo de bits: 4Mbps
Acceso: 24*4=96Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps
Agregación: 170*4=680Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps
3. Conmutador de capa de acceso
El punto principal es el ancho de banda del enlace entre el acceso y la agregación, es decir, la capacidad de enlace ascendente del conmutador debe ser mayor que la cantidad de cámaras que se pueden acomodar al mismo tiempo * el flujo de bits.
Si un usuario está viendo el video en tiempo real, se debe tener en cuenta el ancho de banda. El ancho de banda que ocupa cada usuario para visualizar un vídeo es de 4M. Suponiendo que una persona está mirando, se requiere el ancho de banda de la cantidad de cámaras * bitstream* (1+N), es decir, 24*4*(1+1)=128M.
4. Cambio de capa de agregación
La capa de agregación necesita procesar el flujo de bits de 3-4 M de 170 cámaras al mismo tiempo, lo que significa que el conmutador de la capa de agregación debe admitir el reenvío simultáneo de más de 680 M de capacidad de conmutación (170*4 M = 680 M). Generalmente, el almacenamiento está conectado a la agregación, por lo que la grabación de video se reenvía a velocidad de cable.
Sin embargo, considerando el ancho de banda de visualización y monitoreo en tiempo real. Cada conexión ocupa 4M, por lo que un enlace de 1000M puede admitir 250 cámaras para depurar y llamar. Cada conmutador de acceso está conectado a 24 cámaras, 250/24, lo que significa que la red puede admitir 10 usuarios viendo cada cámara en tiempo real al mismo tiempo.
5. Interruptor de capa central
El conmutador de la capa central debe tener en cuenta la capacidad de conmutación y el ancho de banda del enlace de la agregación. Debido a que el almacenamiento se coloca en la capa de agregación, el interruptor central no tiene la presión de la grabación de video, es decir, solo necesita considerar cuántas personas miran cuántos canales de video al mismo tiempo.
Suponga que en este caso hay 10 personas viendo al mismo tiempo, cada una viendo 16 canales de video, es decir, la capacidad de intercambio debe ser mayor que 10*16*4=640M.
6. Teclas para seleccionar el interruptor
Cuando se seleccionan conmutadores para videovigilancia en una red de área local, la selección de conmutadores de capa de acceso y capa de agregación generalmente solo necesita considerar el factor de capacidad de conmutación, ya que los usuarios generalmente se conectan y obtienen el video a través de conmutadores centrales.
Además, dado que la capa de agregación no solo es responsable de monitorear el tráfico almacenado, sino también la presión de ver y monitorear llamadas en tiempo real, es muy importante seleccionar los interruptores de agregación apropiados.
