Как выбрать сетевые коммутаторы для видеонаблюдения: особенности и параметры

Сетевой коммутатор – составляющая часть системы видеонаблюдения. Так называемый свитч обеспечивает трансляцию видеосигнала к центральному серверу от IP-камеры, чтобы его обработать и хранить.

Коммутаторам для систем видеонаблюдения требуется специальная адаптация для работы с данными, обуславливающая надежность и стабильность видеопотока в реальном времени. К тому же ценится пропускная способность устройства для обработки информации в большом объеме.

В статье выясним, как выбрать PoE-коммутаторы для видеонаблюдения, и рассмотрим основные показатели.

Что такое PoE-технология и какие ключевые компоненты включает видеонаблюдение

Аббревиатура PoE пришла из английского и расшифровывается как Power over Ethernet. Способ предусматривает передачу питания на устройства, а также информационный обмен по одному каналу – витой паре. По-другому ее называют LAN-кабелем либо интернет-проводом, используемым для Ethernet-сетей.

Power over Ethernet предполагает несложную установку системы видеонаблюдения, точек доступа и другого оборудования.

Дополнительные соединения исключаются: всего один кабель необходим для передачи электрической энергии и данных. 

В состав инфраструктуры видеонаблюдения входит:

1. Роутер Wi-Fi. Принимает сеть посредством WAN-портов и передает беспроводным способом либо при помощи LAN-входов. Отдельные маршрутизаторы поддерживают PoE-технологию на выходах, служат специфическим источником питания для подключенного оборудования. Однако стоит принимать в расчет передаваемое роутером напряжение и возможности конечного устройства. 

2. IP-камера. Отвечает за эффективную работу системы видеонаблюдения: записывает все происходящее в высоком разрешении и выполняет передачу на сервера. Разработаны модели, обладающие интеллектуальной системой для автоматизированной фиксации объектов и угроз. Когда выбран PoE-роутер, требуется подкрепление технологии камерой. В противном случае камера видеонаблюдения лишится питания. 

3. PoE-коммутатор. Выступает узловым элементом между камерами IP и роутером, принимающим сеть и распределяющим ее на фиксирующие устройства вместе с питанием. 

PoE-коммутаторы для систем видеонаблюдения позволяют построить сети независимо от их масштабности и сложности, гарантируя при этом эффективность.

PoE-коммутаторы TRASSIR в каталоге DSSL

Активные стандарты PoE

Сегодня в сетях – корпоративных, домашних или операторов связи – применяются стандарты IEEE 802, разработанные Институтом инженеров электротехники и электроники (IEEE) – 3af 2003 и 3at 2009. Новый вариант 3bt действует с 2018 года.

Разберемся, в чем заключается основное отличие между стандартами PoE:

• IEEE 802.3af (PoE) – передает до 15.4 Вт на порт, 3af уместен для устройств со сниженным энергопотреблением, точек Wi-Fi доступа, телефонов на базе VoIP;

• IEEE 802.3at (PoE plus или PoE+) – максимальная мощность ограничивается 25.5 Вт, 3at 2009 подходит для более продвинутых девайсов, в том числе высокодетализированных камер;

• IEEE 802.3bt (PoE++ и 4PPoE) – обеспечивает мощность до 90 Вт на порт, годится для энергоемкого оборудования.

Но не вся заявленная мощность открыта приборам-потребителям. К примеру, при использовании 3af 2003 на удалении 100 м только 12.95 Вт доступно для питаемых устройств. Причины – сопротивление кабелей и другие потери.

При выборе стандартов IEEE – 3at, 3bt или 3af – учитывают требования подключаемой техники вместе с архитектурой сети.

Обычные камеры видеонаблюдения с потребляемой мощностью от 5 до 7 ВТ работают с коммутаторами, поддерживающими стандарт 3af. Отдельные модели с улучшенными параметрами ИК-подсветки либо с динамическим объективом нуждаются в большей мощности, для них используются сетевые коммутаторы 3at либо 3bt.

На заметку. Многие модели PoE-коммутаторов выполняют одновременную поддержку нескольких стандартов, к примеру, 3af и 3at, гарантируя на разных портах различные выходные мощности.  

Правила подбора сетевого коммутатора

Важнейший этап – выбрать сетевые коммутаторы под определенные задачи клиента. Потребуется поиск оптимального решения согласно планам заказчика расширить систему в перспективе.

Разберемся с основными параметрами при выборе Ethernet-коммутаторов.

Какой коммутатор лучше: управляемый или неуправляемый для видеонаблюдения

Работа неуправляемых моделей выполняется лишь в авторежиме. Для сетевых коммутаторов не предусмотрена ручная настройка вместе с возможностью обновлять программное обеспечение.

Неуправляемый коммутатор передает самостоятельно с одного порта на другие пакеты данных – непосредственно получателю благодаря таблице MAC-адресов. Свитч помнит, где и что располагается.

Неуправляемые PoE пригодны для организации сети, объединяющей сервера, видеорегистраторы, операторские станции, видеокамеры, к тому же перед пользователями не поставлена цель регулировки скорости на портах либо приоритизация трафика.

Неуправляемые коммутаторы в каталоге DSSL

Коммутаторы управляемые – более сложные системы, они могут функционировать как неуправляемые, однако имеют дополнительные функции.

Управляемые PoE отвечают за уровень информационной безопасности, контроль трафика, регулирование Ethernet-сети. Данные коммутаторы идеально подходят для сценариев, требующих круглосуточного сетевого мониторинга либо дистанционного управления сетями.

Управляемые модели коммутаторов стоят дорого, однако вложенные инвестиции быстро покрывают расходы. Степень масштабируемости, предлагаемая PoE, позволяет модернизировать инфраструктуру сети в будущем.

Для управляемых коммутаторов характерны усовершенствованные функции.

Плюсы PoE:

• осуществляют сетевое взаимодействие;

• выделяют внутрисетевые группы;

• предлагают встроенные решения информационной защиты систем видеонаблюдения;

• диагностируют отказы оборудования и снижают осложнения;

• выявляют причины проблем со скоростью сети;

• приоритизируют трафик;

• совместимы с современными системами, интегрируются без труда в инфраструктуру сети.

Управляемые коммутаторы способствуют оптимизации сетевых ресурсов, увеличению скорости сети. Чтобы управлять при помощи такого коммутатора, потребуется квалификация администратора. Координация выполняется при вводе текстовых указаний в командной строке.

Стабильность и надежность неуправляемых и управляемых моделей обуславливает STP-протокол.

Таким образом, управляемые или неуправляемые виды коммутаторов имеют свои преимущества в конкретной ситуации. Вам решать, какой выбрать PoE-коммутатор. Но если в планах развитие сети, отличное решение – управляемые PoE.

Управляемые коммутаторы в каталоге DSSL

Уровень коммутатора

По OSI (сетевая модель), взаимодействие в локальной вычислительной сети реализуется на 7 уровнях. На физическом (первом) уровне передаваемые сведения рассматриваются как комплект, состоящий из нулей и единиц. На прикладной (седьмой) ступени речь идет о протоколах для передачи нужной информации: электронных сообщений или страниц онлайн-ресурсов.

Уровень коммутатора устанавливает, насколько глубоко техника обрабатывает передаваемые данные. Если повышается ступень, для коммутатора открывается больше возможностей, оборудование стоит дороже.

L2 отвечает канальному (второму) уровню. Цель Data Link Layer – проверка целостности полученной информации, корректировка ошибок. Выполняет кодировку в биты сигналов и дальнейшую пересылку.

Полученная информация разделяется на Ethernet-кадры (фреймы), включающие MAC-адреса получателей и отправителей вместе с данными.

Коммутаторы L2 способствуют организации виртуальных сетей и фильтрации фреймов для конкретных портов или Ethernet-адресов.

L2+ представляют собой коммутаторы PoE уровня 2 с расширенными опциями, свойственными третьей ступени. Указанные коммутаторы обладают опцией сервера DHCP, выдающего IP-адреса подключенным пользователям. Однако принятого норматива L2+ нет. Поддерживаемые протоколы и возможности – главное отличие моделей.

L3 – соответствует сетевому (третьему) уровню. Работа коммутаторов связана с информацией в форме пакетов, напоминающих фреймы из L2, но использующих IP-адреса. PoE применяют, чтобы настроить маршруты между сетями VLAN либо подсетями, организовать адаптивную фильтрацию и маршрутизацию пакетов.

L3-коммутаторы востребованы при динамической маршрутизации. PoE доступно изменение маршрута между узлами – зависит от качества сети. Ниже по рангу коммутаторы пригодны для статической маршрутизации: маршрутные узлы детально прописаны и неизменяемы.

Совет. Уровень коммутатора отражается на его стоимости. Поэтому клиенты стараются сэкономить, заменив одну модель на другую при покупке. Чтобы избежать неприятностей в будущем, помните о возможном развитии системы. Старательно перепроверьте перечень поддерживаемых опций и протоколов.

Новинки сетевого оборудования TRASSIR: промышленные коммутаторы с функциями L2

Число портов

Возможна покупка сетевого коммутатора с количеством разъемов от 4 до 54. Подбор варианта зависит от того, сколько оборудования подключено. Чем обширнее сеть, тем больше требуется портов на Ethernet-коммутаторе. Этот фактор учитывают, если планируют расширить систему в дальнейшем.

При росте вашего бизнеса желательно взять модель с заделом на перспективу. Излишние неиспользуемые разъемы не помешают. Лучше их избыток, в отличие от нехватки для актуального применения. Это касается L2 коммутаторов PoE и выше.

Для домашней системы видеонаблюдения используют обычно от 4 входов в коммутаторе. Для больших объектов, включающих 16+камер, уместны модели на 16–24 входа.

Корректный расчет числа разъемов для Ethernet-коммутатора – это основа эффективного видеоконтроля.

PoE-коммутаторы с 4 портами       PoE-коммутаторы с 8 портами

PoE-коммутаторы с 16 портами     PoE-коммутаторы с 24 портами

Скорость передачи информации и пропускная способность

Для грамотного подбора оборудования для ваших задач необходимо оценить объем трафика. Для многих моделей базовая скорость составляет 100 либо 1000 Мбит/с.

При регулярном выполнении резервного копирования предпочтительнее порты Gigabit Ethernet. При небольшом трафике хватит Fast Ethernet 100 Мбит/с.

Для потенциального будущего роста желательно запастись гигабитной или даже мультигигабитной скоростью.

Коммутационная способность PoE – максимальный трафик, проходящий через прибор. Параметр должен превышать суммарную пропускную способность всех разъемов, обеспечивая функционирование коммутатора без зависания при повышенных нагрузках.

4 порта на 100 Мбит/с на коммутаторе означают, что внутренняя пропускная способность составляет 400 Мбит/с.

Бюджет PoE

Предельное энергопотребление коммутатора – одна из важных характеристик. Когда пиковая потребляемая мощность выше лимита производительности коммутатора, поддерживающего PoE, подпитка видеокамер производится не в полном объеме.

Недостаток питания – распространенная причина утраты видео, а также неэффективной работы систем видеонаблюдения.

Важно! Планируя приобретение сетевого коммутатора, внимательно изучите его параметр. Лучше брать PoE с запасом мощности либо сократить в сети численность энергоемких камер видеонаблюдения PTZ.

Коммутационная матрица

Указанный блок определяет величину максимального потока, пропускаемого PoE за единицу времени. Модуль обуславливает мощность техники.

Расположение

Существуют разные варианты, как поместить коммутаторы.

Таблица размещения PoE:

Эксплуатационные условия

При подборе сетевого коммутатора для системы видеонаблюдения учитывают факторы, влияющие на его использование. При эксплуатации камер вне помещений целесообразны даже для термошкафов модели с расширенным диапазоном температур до -30 °С. Помимо этого, при планировании локальных вычислительных сетей принимают во внимание перенапряжения в каналах связи и питания.

Таблица критических напряжений импульсных помех на примере коммутаторов Болид:

Грозозащита Ethernet оберегает систему видеонаблюдения от воздействия электростатики, которая накапливается при грозе в проводниках и приводит к неполадкам. Защита от электрических разрядов требуется при расположении части кабелей и PoE-коммутаторов под открытым небом.

Внутренние, промышленные и уличные коммутаторы в каталоге DSSL

Полезный функционал

При покупке сетевого коммутатора для видеонаблюдения смотрят на функциональность:

• технологию VLAN – обеспечивает деление сети на независимые участки, задача – усилить безопасность, совершенствовать управляемость, улучшить результативность;

• Port Mirroring – обрабатывает информацию, передаваемую через входы, обнаруживает недостатки в работе систем видеонаблюдения;

• агрегирование каналов – объединяет в логическую магистраль несколько каналов, увеличивая при этом пропускную способность, укрепляя стабильность соединения при сбоях;

• Loopback Detection – предупреждает перебои в системе видеонаблюдения, если возникают коммутационные петли из-за случайного соединения двух разъемов коммутатора;

• энергосберегающие технологии видеонаблюдения – сокращают расход энергии до 70 % благодаря отключению неактивных входов или регулировке мощности;

• монтаж коммутатора в стойку – упорядочивает провода и экономит место;

• приоритизация трафика – предоставляет приоритеты в обслуживании, отвечает за качественную трансляцию без разрывов.

Подбор требуемого коммутатора PoE – ключевой критерий, обеспечивающий продуктивную работу систем видеонаблюдения. Эта задача представлена большим количеством переменных, но если в них разобраться, становится довольно простой и понятной.