سوئیچ های CCTV دوربین‌های IP (IPC) و دستگاه‌های ضبط تحت شبکه (NVR) را به هم وصل می‌کنند. این سوئیچ‌ها بر جریان جمع‌آوری و انتقال داده‌ها به NVR نظارت می‌کنند و یکی از اجزای مهم شبکه‌ی CCTV هستند.

 

دوربین‌ IP در شبکه‌‌های نظارت تصویر مقدار زیادی پهنای باند را اشغال می‌کنند، مسیرهای دسترسی بیشتر و نیاز بیشتری به عملکرد بلادرنگ و پایداری دارند. هنگام انتخاب سوئیچ‌های CCTV به عوامل زیر باید توجه شود:

 

  • تعداد پورت‎‌ها و سرعت آن‌ها

تعداد رابط‌ها و سرعت سوئیچ مهم‌ترین شاخص‌ها در انتخاب سوئیچ‌های CCTV هستند. تعداد رابط‌ها از طریق تعداد دستگاه‌های دسترسی مشخص می‌شود و برخی از رابط‌ها را می‌توان به نحو مناسب برای کاربردهای بعدی در شبکه رزرو باقی گذاشت. برای تضمین جریان بلاوقفه‌ی ویدئو و انتقال بلادرنگ، انتخاب سوئیچ با سرعت پورت مناسب ضروری است. در این راستا به عوامل زیر باید توجه شود:

  • پهنای باند سوئیچ CCTV ارتباط نزدیکی با استریم کد دوربین IP دارد.
  • حداکثر پهنای باند مورد نیاز دوربین IP = استریم کد × %120. این پهنای باند بیشینه می‌تواند پایداری عملکرد دوربین IP را تضمین کند.
  • هنگامی که NVR به دوربین IP وصل می‌شود، استریم کد اصلی و استریم کد فرعی دوربین IP را دریافت خواهد کرد.
  • توصیه می‌شود پهنای باند واقعی سوئیچ کمتر از 70 درصد ظرفیت پورت باشد. مثلاً رابط 100 مگابایتی نباید پهنای باند بیشتر از 70 مگابایت داشته باشد و رابط گیگابایتی نباید پهنای باند بیش از 700 مگابایت داشته باشد.

مقدار پهنای باند = (استریم کد اصلی + استریم کد فرعی) × تعداد استریم‌ها × 2/1

استریم کد دوربین IP با روش کدگذاری (H.264 یا H.265) ارتباط دارد. به طور پیش‌فرض، استریم کد دوربین IP به صورت زیر است:

 

 

 

روش رمزگذاری

نوع استریم کد

720p/960p

1080p

3MP

4MP

5MP

H.264

کد اصلی

Mb/s 2

Mb/s 4

Mb/s 4

Mb/s 4

Mb/s 6

کد فرعی

Mb/s 5/0

Mb/s 5/0

Mb/s 5/0

Mb/s 5/0

Mb/s 5/0

H.265

کد اصلی

/

Mb/s 2

Mb/s 2

Mb/s 2

Mb/s 2

کد فرعی

/

Mb/s 5/0

Mb/s 5/0

Mb/s 5/0

Mb/s 5/0

 

پس در کاربردهای واقعی چه زمانی سوئیچ 100 مگابیتی و چه زمانی سوئیچ گیگابیتی انتخاب کنیم؟ در اینجا دو توپولوژی متداول نشان داده شده است.

 

سوئیچ‌های متعدد به صورت سری

در تصویر زیر، سه سوئیچ A، B و C توسط کابل شبکه به هم وصل شده‌اند. به هر سوئیچ 8 دوربین IP وصل شده است و NVR از طریق سوئیچ A با تمامی دوربین‌ها ارتباط پیدا کرده است.

 

 

 

با فرض اینکه تمامی دوربین‌های IP دارای استریم کد اصلی M4 و استریم کد فرعی M5/0 باشند:

آپ‌لینک 3 باید جوابگوی پهنای باند ایجاد شده توسط تمامی دوربین‌های IP متصل به سوئیچ C باشد. این پهنای باند برابر است با: M2/43 = 8 × %120 × (5/0 + 4). بنابراین سوئیچ C را می‌توان یک سوئیچ صد مگابیتی انتخاب کرد؛

آپ‌لینک 2 باید جوابگوی پهنای باند ایجاد شده توسط تمامی دوربین‌های IP متصل به سوئیچ B و C باشد. این پهنای باند برابر است با: M70 > M4/86 = (8 + 8) × %120 × (5/0 + 4). بنابراین آپ‌لینک 2 باید از سوئیچ گیگابیتی استفاده کند.

آپ‌لینک 1 باید جوابگوی پهنای باند ایجاد شده توسط تمامی دوربین‌های IP متصل به سوئیچ‌های A، B و C باشد. این پهنای باند برابر است با: M70 < M6/129 = (8+8+8) × %120 × (5/0 + 4). بنابراین آپ‌لینک 1 باید از سوئیچ گیگابیتی استفاده کند.

بنابراین، انتخاب سوئیچ در توپولوژی فوق به این صورت است: سوئیچ C می‌تواند از نوع سوئیچ 100 مگابیتی باشد و توصیه می‌شود سوئیچ‌های A و B از نوع سوئیچ‌های گیگابیتی (کمبوی هزار مگابیتی) باشند.

 

 

  • چندین NVR به طور همزمان همه‌ی دوربین‌های IP را کنترل می‌کنند.

در تصویر زیر، از دو NVR برای نظارت بر شبکه‌ی LAN استفاده شده است (مثلاً در اتاق کنترل و فرانت‌دسک). هر سوئیچ به 8 دوربین IP دسترسی دارد و دو NVR به طور همزمان از طریق سوئیچ A تمامی دوربین‌های IP را تحت کنترل دارند. استریم کد هر دوربین IP به صورت دوبرابری توسط NVRها دریافت خواهد شد.

 

 

 

بر اساس محاسبات فوق، پهنای باند آپ‌لینک 4 و 5 برابر است با 4/86. آپ‌لینک 3 پهنای باند M8/172 را مصرف می‌کند (با دو برابر شدن استریم پهنای باند نیز دو برابر شده است). همه‌ی این مقادیر بالاتر از M70 هستند. بنابراین، در این بخش از شبکه توصیه می‌شود سوئیچ‌های B، C و D از نوع سوئیچ‌های گیگابیتی باشند. پهنای باند آپ‌لینک 1 و آپ‌لینک 2 برابر با M 8/172 است و سوئیچ A دارای 4 پورت است که از پهنای باند گیگابیتی استفاده می‌کنند. بنابراین، توصیه می‌شود سوئیچ A نیز از نوع گیگابیتی باشد.

 

 

 

جدول زیر بر مبنای تعداد دوربین‌ مداربسته IP و نرخ جریان کد اصلی، بر اساس فرمول محاسبه‌ی پهنای باند اشاره شده، تنظیم شده است. توصیه‌های مربوط به انتخاب سوئیچ به صورت زیر است:

 

تعداد دوربین IP

استریم کد M2

استریم کد M4

1 تا 11

سوئیچ مگابیتی

سوئیچ مگابیتی

11 تا 23

سوئیچ مگابیتی

سوئیچ آپ‌لینک گیگابیتی

24 تا 32

سوئیچ آپ‌لینک گیگابیتی

سوئیچ آپ‌لینک گیگابیتی

بیش از 32

سوئیچ آپ‌لینک گیگابیتی/سوئیچ گیگابیتی

سوئیچ گیگابیتی

 

توجه: اگر سوئیچ اترنت گیگابیتی انتخاب کنید، پورت گیگابیت سوئیچ به رابط گیگابیتی شبکه‌ی گیگابیتی یا NVR وصل می‌شود.

به عنوان مثال، فرض کنید 20 دوربین IP داریم. استریم اصلی M4 و استریم فرعی M1 است. لذا، پهنای باند کلی برابر است با M 120 = 2/1 × 20 × (1+4) که بیشتر از M70 است. در این بخش شبکه باید سوئیچ گیگابیتی استفاده شود و پورت گیگابیت سوئیچ باید به NVR متصل شود.

 

تغذیه‌ی POE

در مهندسی سنتی CCTV، از منابع تغذیه‌ی متمرکز برای دوربین‌ها استفاده می‌شود، که علاوه بر هزینه‌ی بالا، ساختار شبکه‌ی تغذیه نیز پیچیده خواهد بود و نیز محدودیت‌هایی در زمینه‌ی سیم‌کشی و مسافت وجود خواهد داشت. تغذیه‌ی POE روندی اجتناب‌ناپذیر در منابع تغذیه است. در این معماری تنها به یک کابل شبکه‌ی معمولی بین سوئیچ POE و دوربین نیاز خواهیم داشت، که این کابل می‌تواند داده‌ و برق را همزمان انتقال دهد.

مزایای تغذیه‌ی POE:

  • جلوگیری از تحمیل هزینه‌های سیم‌کشی، مرتب کردن و نگهداری سیم‌کشی
  • ولتاژ بالا، فاصله‌ی انتقال بیشتر و پایداری بالاتر

توجه: در این نوع تغذیه دوربین‌ مداربسته نیز باید POE ساپورت باشد.