一、 高清監(jiān)控發(fā)展趨勢(shì)

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(jiān)控技術(shù)應(yīng)用快速發(fā)展。如今，視頻監(jiān)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(xiàn)實(shí)。據(jù)相關(guān)媒體統(tǒng)計(jì)，2017年國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)應(yīng)用占比已高達(dá)93%以上。720P、1080P的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)應(yīng)用已經(jīng)很普及。

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

在網(wǎng)絡(luò)高清監(jiān)控應(yīng)用中，交換機(jī)成為影響高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。造成高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中出現(xiàn)畫面延時(shí)、卡頓等現(xiàn)象的原因很多，但大多數(shù)情況下還是交換機(jī)的配置不夠合理，導(dǎo)致帶寬不足造成的。那如何合理配置交換機(jī)？在選擇交換機(jī)的時(shí)候又要考慮哪些技術(shù)參數(shù)呢？

二、高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中的交換機(jī)選型配置

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

1、 接入層交換機(jī)的選擇

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

常用的交換機(jī)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(jī)實(shí)際帶寬在50M-70M。4M*12=48M，因此，建議一臺(tái)百兆接入交換機(jī)最大接入12臺(tái)720P網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。同時(shí)，考慮目前網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控采用動(dòng)態(tài)編碼方式，攝像機(jī)碼流峰值可能會(huì)超過(guò)4M帶寬，同時(shí)考慮帶寬冗余設(shè)計(jì)，因此，一臺(tái)百兆接入交換機(jī)控制在8臺(tái)以內(nèi)最好，超過(guò)8臺(tái)建議采用千兆接入交換機(jī)，以免因帶寬不足導(dǎo)致時(shí)延及丟包等現(xiàn)象。

2、 匯聚層交換機(jī)的選擇

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

還是以720P網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)4M碼流計(jì)算，前端每臺(tái)接入層交換機(jī)上有6臺(tái)720P網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，該匯聚交換機(jī)下聯(lián)5臺(tái)接入層交換機(jī)。該匯聚層交換機(jī)下總帶寬為4M*6*5=120M，因此匯聚交換機(jī)與核心交換機(jī)的級(jí)聯(lián)口應(yīng)選千兆口。

3、 核心層交換機(jī)的選擇

核心層交換機(jī)主要下聯(lián)匯聚層交換機(jī)，上聯(lián)監(jiān)控中心視頻監(jiān)控平臺(tái)，存儲(chǔ)服務(wù)器，數(shù)字矩陣等設(shè)備，是整個(gè)高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的核心。

在選擇核心交換機(jī)時(shí)，必須考慮整個(gè)系統(tǒng)的帶寬容量，如果核心層交換機(jī)配置不當(dāng)，必然導(dǎo)致視頻畫面無(wú)法流暢顯示。因此，監(jiān)控中心需選擇全千兆口核心交換機(jī)。如點(diǎn)位較多，需劃分VLAN，還應(yīng)選擇三層全千兆核心交換機(jī)。

三層網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控架構(gòu)

三、交換機(jī)選型舉例分析

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

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

2、包交換率:端口數(shù)×端口速度÷1000×1.488Mpps；8×100÷1000×1.488=1.20Mpps，有些交換機(jī)的包交換率有時(shí)計(jì)算出不能達(dá)到此要求，那么可能是非線速交換機(jī),當(dāng)進(jìn)行大容量數(shù)量吞吐時(shí)，易造成延時(shí)。

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

四、交換機(jī)選型其他注意事項(xiàng)

為了管理方便，建議選擇WEB管理型交換機(jī)；

由于視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)流量較大，建議選線速交換機(jī)；

視頻數(shù)據(jù)有突發(fā)性特點(diǎn)，交換機(jī)緩存越大越好；

為保證視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)流暢傳輸，交換機(jī)需有流量控制功能；

為避免斷網(wǎng)造成數(shù)據(jù)丟失，建議選擇快速環(huán)網(wǎng)交換機(jī)；

為保證網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的穩(wěn)定可靠，建議選擇知名品牌交換機(jī)。

業(yè)內(nèi)知名品牌的交換機(jī)產(chǎn)品一般采用較為領(lǐng)先的技術(shù)，且產(chǎn)品穩(wěn)定可靠，還有些交換機(jī)產(chǎn)品是特別為安防高清監(jiān)控而研發(fā)，在保障大流量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)傳輸穩(wěn)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(jī)產(chǎn)品采用博通芯片，支持國(guó)際IEEE8023.af/at供電標(biāo)準(zhǔn)，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(dá)到無(wú)阻塞的線速轉(zhuǎn)發(fā)，支持安防監(jiān)控大流量視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，廣泛應(yīng)用于安防網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)工程接入?yún)R聚等場(chǎng)合。

優(yōu)勢(shì)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(yīng)千兆網(wǎng)絡(luò)帶寬下的大流量數(shù)據(jù)傳輸需求，保障高清視頻監(jiān)控的流暢傳輸；

l  工業(yè)級(jí)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(dá)到無(wú)阻塞的線速轉(zhuǎn)發(fā)，工作穩(wěn)定可靠；

l  快速環(huán)網(wǎng)：采用快速環(huán)網(wǎng)技術(shù)，當(dāng)系統(tǒng)主鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)選擇備份鏈路進(jìn)行傳輸，系統(tǒng)自愈時(shí)間最小為20ms。極大提升了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆€(wěn)定可靠性，保障數(shù)據(jù)傳輸安全；

l  智能溫控風(fēng)扇：內(nèi)置溫度傳感器，可根據(jù)芯片、電源溫度來(lái)智能調(diào)整風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，有效降低噪音，提高風(fēng)扇壽命，確保系統(tǒng)高度穩(wěn)定可靠；

l  超強(qiáng)防護(hù)性能：6KV防雷、8KV防靜電，超強(qiáng)防護(hù)抗干擾性能，適應(yīng)各類嚴(yán)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(yīng)用更簡(jiǎn)單。