高清網(wǎng)絡(luò )監控應用中的交換機配置

一、 高清監控發(fā)展趨勢

視頻處理技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，使得高清監控技術(shù)應用快速發(fā)展。如今，視頻監控網(wǎng)絡(luò )化、高清化、智能化已經(jīng)不是概念，而是成為了現實(shí)。據相關(guān)媒體統計，2017年國內網(wǎng)絡(luò )攝像機應用占比已高達93%以上。720P、1080P的網(wǎng)絡(luò )攝像機應用已經(jīng)很普及。

高清監控的好處顯而易見(jiàn)，能看得更清，看得更懂。同時(shí)，視頻監控大數據也為AI深度智能的實(shí)現和應用奠定基礎。然而，高清監控是一個(gè)系統工程。視頻監控的最終效果不只是取決于攝像機，而是由攝像機、網(wǎng)絡(luò )帶寬、傳輸系統、存儲系統、顯示設備的性能共同決定。

在網(wǎng)絡(luò )高清監控應用中，交換機成為影響高清網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統質(zhì)量的關(guān)鍵因素。造成高清網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統中出現畫(huà)面延時(shí)、卡頓等現象的原因很多，但大多數情況下還是交換機的配置不夠合理，導致帶寬不足造成的。

那如何合理配置交換機？在選擇交換機的時(shí)候又要考慮哪些技術(shù)參數呢？

二、 高清網(wǎng)絡(luò )監控中的交換機選型配置

一個(gè)中大型高清網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統需采用三層網(wǎng)絡(luò )架構：接入層、匯聚層、核心層。小型網(wǎng)絡(luò )監控系統需采用二層網(wǎng)絡(luò )架構：接入層、匯聚層。

1、 接入層交換機的選擇

接入層交換機下聯(lián)網(wǎng)絡(luò )高清攝像機，上聯(lián)匯聚交換機。以720P網(wǎng)絡(luò )攝像機一般為4M碼流計算，一個(gè)百兆口接入交換機最大可以接入幾路720P網(wǎng)絡(luò )攝像機呢？

常用的交換機的實(shí)際帶寬是理論值的50%-70%，所以一個(gè)百兆口的交換機實(shí)際帶寬在50M-70M。4M*12=48M，因此，建議一臺百兆接入交換機最大接入12臺720P網(wǎng)絡(luò )攝像機。同時(shí)，考慮目前網(wǎng)絡(luò )監控采用動(dòng)態(tài)編碼方式，攝像機碼流峰值可能會(huì )超過(guò)4M帶寬，同時(shí)考慮帶寬冗余設計，因此，一臺百兆接入交換機控制在8臺以?xún)茸詈?，超過(guò)8臺建議采用千兆接入交換機，以免因帶寬不足導致時(shí)延及丟包等現象。

2、 匯聚層交換機的選擇

匯聚層交換機下聯(lián)接入層交換機，上聯(lián)監控中心核心交換機。一般情況下，匯聚交換機需選擇帶千兆上聯(lián)口的交換機。

還是以720P網(wǎng)絡(luò )攝像機4M碼流計算，前端每臺接入層交換機上有6臺720P網(wǎng)絡(luò )攝像機，該匯聚交換機下聯(lián)5臺接入層交換機。該匯聚層交換機下總帶寬為4M*6*5=120M，因此匯聚交換機與核心交換機的級聯(lián)口應選千兆口。

3、 核心層交換機的選擇

核心層交換機主要下聯(lián)匯聚層交換機，上聯(lián)監控中心視頻監控平臺，存儲服務(wù)器，數字矩陣等設備，是整個(gè)高清網(wǎng)絡(luò )監控系統的核心。

在選擇核心交換機時(shí)，必須考慮整個(gè)系統的帶寬容量，如果核心層交換機配置不當，必然導致視頻畫(huà)面無(wú)法流暢顯示。因此，監控中心需選擇全千兆口核心交換機。如點(diǎn)位較多，需劃分VLAN，還應選擇三層全千兆核心交換機。

三層網(wǎng)絡(luò )監控架構

三、 交換機選型舉例分析

如果5個(gè)IPCAM接入一個(gè)交換機,一般情況下是使用一個(gè)8口交換機,那么這個(gè)8口交換機是否滿(mǎn)足要求?至少計算這個(gè)交換機3個(gè)方面的能力。

1、 背板帶寬:端口數×端口速度×2=背板帶寬，8×100×2=1.6Gbps

2、 包交換率:端口數×端口速度÷1000×1.488Mpps；8×100÷1000×1.488=1.20Mpps，有些交換機的包交換率有時(shí)計算出不能達到此要求，那么可能是非線(xiàn)速交換機,當進(jìn)行大容量數量吞吐時(shí)，易造成延時(shí)。

3、 級聯(lián)口帶寬: IPCAM的碼流×數量=上傳口的最小帶寬,4.5×5=22.5Mbps/S，通常情況下，當IPCAM帶寬超過(guò)45Mbps時(shí)，建議使用1000M級聯(lián)口。

四、 交換機選型其他注意事項

n 為了管理方便，建議選擇WEB管理型交換機；

n 由于視頻監控數據流量較大，建議選線(xiàn)速交換機；

n 視頻數據有突發(fā)性特點(diǎn)，交換機緩存越大越好；

n 為保證視頻監控數據流暢傳輸，交換機需有流量控制功能；

n 為避免斷網(wǎng)造成數據丟失，建議選擇快速環(huán)網(wǎng)交換機；

n 為保證網(wǎng)絡(luò )監控的穩定可靠，建議選擇知名品牌交換機。

業(yè)內知名品牌的交換機產(chǎn)品一般采用較為領(lǐng)先的技術(shù)，且產(chǎn)品穩定可靠，還有些交換機產(chǎn)品是特別為安防高清監控而研發(fā)，在保障大流量數據轉發(fā)、網(wǎng)絡(luò )傳輸穩定性方面都采用了一些特別的技術(shù)。

例如，優(yōu)特普24口全千兆網(wǎng)管型PoE交換機產(chǎn)品采用博通芯片，支持國際IEEE8023.af/at供電標準，提供靈活的千兆光/電多種接入方式。產(chǎn)品具有24個(gè)下聯(lián)千兆PoE電口和4個(gè)上聯(lián)千兆光口，所有端口能達到無(wú)阻塞的線(xiàn)速轉發(fā)，支持安防監控大流量視頻數據轉發(fā)，廣泛應用于安防網(wǎng)絡(luò )視頻監控、網(wǎng)絡(luò )工程接入匯聚等場(chǎng)合。

優(yōu)勢特點(diǎn)

l 端口豐富：24個(gè)下聯(lián)千兆PoE電口 + 4個(gè)上聯(lián)千兆光口。適應千兆網(wǎng)絡(luò )帶寬下的大流量數據傳輸需求，保障高清視頻監控的流暢傳輸；

l 工業(yè)級芯片：采用Broadcom芯片，集成ARM A9處理器，40nm COMS制程工業(yè)，12Mbit 高緩存特別適合大碼流的視頻傳輸，所有端口能達到無(wú)阻塞的線(xiàn)速轉發(fā)，工作穩定可靠；

l 快速環(huán)網(wǎng)：采用快速環(huán)網(wǎng)技術(shù)，當系統主鏈路出現故障時(shí)，系統自動(dòng)選擇備份鏈路進(jìn)行傳輸，系統自愈時(shí)間最小為20ms。極大提升了網(wǎng)絡(luò )傳輸的穩定可靠性，保障數據傳輸安全；

l 智能溫控風(fēng)扇：內置溫度傳感器，可根據芯片、電源溫度來(lái)智能調整風(fēng)扇的轉速，有效降低噪音，提高風(fēng)扇壽命，確保系統高度穩定可靠；

l 超強防護性能：6KV防雷、8KV防靜電，超強防護抗干擾性能，適應各類(lèi)嚴苛環(huán)境；

l 豐富的2層網(wǎng)管和PoE管理功能：產(chǎn)品支持Web 2層管理軟件，支持Web PoE管理軟件，使得網(wǎng)絡(luò )管理和PoE應用更簡(jiǎn)單。