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最优化的以太网络解决方案

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益网科技(EtherWAN)股份有限公司高级工程师苏雅玲。
益网科技(EtherWAN)股份有限公司高级工程师苏雅玲。

由于监控系统所需要耗费的网络带宽非常庞大,因此在网络设备的建构上,必须针对不同的环境与架构,来选择适合的网络配备与解决方案,以确保录影不中断。益网科技提供各式工业级的网络设备,可解决网络摄影系统上所发生的种种问题,不仅适用于监控系统,也适用于其他智能监控的应用领域,协助客户建构最完善的视讯监控网络…

视讯监控应用繁多  网络建构眉角也多

益网科技(EtherWAN)股份有限公司高级工程师苏雅玲小姐,以「最优化的以太网络解决方案 vs 无所不在的智能监控」为主题,说明当今网络监控的架构、应用领域与架设网络监控摄影机时所需注意的网络传输问题。

当今网络监控架构的应用领域广泛,如交通类(如铁路、捷运、高速公速、隧道、停车场)、都会区大楼类(如学校、银行、医院等)、广场类(渡假村?游乐园?城乡与警政机关)、机要用地(如发电厂、建筑工地)、厂房类(工厂、仓库、化工厂、炼油厂)等。

由于网络监控的基本架构,包括一对多(例如小孩照护、老人照护)、多对一(例如大楼管理、便利商店)、多对多(例如机场、行控中心),因此安装监控设备时,必须根据各场所的环境,来安装适合的硬件规格产品,并建置对的网络连线设备。

至于如何挑选合适的网络传输设备,则必须考虑环境、带宽需求、安装等项目。其中摄影机数量,便决定了网络拓朴的大小,再来就是考虑网络设备是否需要具备PoE(以太网络供电)功能、网管功能或简易型网管功能。

视讯监控难免故障  针对重点对症下药

苏雅玲表示,科技进步使得影像监控系统,从以前类比封闭架构转换到今日的数码开放架构,在传输媒介方面从以前的同轴电缆转变到今日的Cat.5、Cat.6的网络线以及光纤电缆,承载设备也从以前的DVR转成现在的NVR。由于产品不断推陈出新,常使得客户在更换或升级影像监控设备时,常发生一些录影效能与画质上问题。

这些网络监控系统经常出现的问题,像是影像Lag(延迟),有可能是NVR效能不佳,这时可透过调降每秒显示帧数(因为以PC搭配软件为主的NVR,有可能是显示卡效能不佳)、调整较低分辨率(硬件为主的NVR可能负荷过大)、Codec影像压缩比(调整影像压缩的方式与比例)、CPU使用率(若负载太高就要找出是哪个环节所造成的)等方式,来减少Lag情况。

此外也有可能是带宽的不足所造成的,像是串接点发生壅塞(bottleneck)情形,此时可以选择支持Gigabit Uplink的网络交换机,来改善这种现象。

另外监控系统常常发生的影像破图原因,可能是Packet Loss (掉封包)。造成此现象的原因有:网络壅塞(网络带宽满载)、Codec压缩问题(Codec软件没处理好,或没发挥到CPU/GPU的加速指令)、监视器显示卡效能不足(可采用独显搭配更高视讯存储器来改善)、网络线材品质不佳、网络线接触不良(可能氧化或被老鼠咬断,可透过ping的指令来测试连线稳定度,若不稳则要考虑更换网络线)。

再来就是画面定格与消失的问题,发生这种情况,有可能是网络断线(人为因素或环境因素,如列车的振动环境)、摄影机硬件故障?当机、网络交换机当机(热当)、PoE未供电或不足瓦(例如新摄影机需要更大电力,使PoE功能失效)。

网络壅塞原因,可能是数据流量(Multicast)和影像流量(Broadcast)相互影响到(例如监控系统的网段与办公人员上网的网段相同,造成相互影响而导致录影不顺,这种情况可以透过像是VLAN的方式来分流),或Looping(人为错误、软件不支持),或是带宽不够(可透过QoS、VLAN、IGMP等方式来降低网络负载)。

至于其他环境因素,还有静电与突波之防范。根据统计,25%的设备损坏是因为芯片遭静电入侵破坏的,因此必须选择高ESD、支持高电磁电击防护的设备,来减低外界环境对系统设备的影响,并且电源线一定要接地才行。此外,还可加设突波保护设备(Surge Protection Device;SPD),来防止设备遭受雷击等突发电流的毁损。

工业级网通设备  提供专业级网络监控需求

益网科技致力于工业级以太网络交换器的研发、生产、制造,提供多种网管型、非网管型、Gigabit、PoE等规格的产品,协助客户布建最佳化的监控系统之网络架构。苏工程师以实际案例分享,来介绍该公司的产品应用在各种环境下的网络布建架构。

以国道监控或是高科技厂房的监控为例,其安装环境温差高,及配电不易,因此益网提供了EX78000系列工业等级的以太网络供电交换器来因应严苛的作业环境,更可透过PoE供电功能, 来启动环境内的PoE 网络摄影机。

另外,在国道上或是大型厂房通常距离较长,经常使用光纤布线,益网也支持具有光纤上传埠的工规网络交换器,透过光纤以连接各点,并将在各点的以太网络交换器台串接成Alpha(α)-Ring,形成自癒网络机制,并将其各点的数据,透过高速以太网络传输或是SDH(Synchronous Digital Hierarchy;同步数码阶层)与控制中心相互通讯。

在控制中心的部份,益网更提供EX29000系列工业级网管型交换器,其支持模块化的以太网络界面,除了帮客户考量了未来的扩充性外,更间接的协助客户节约成本。很清楚地Alpha-Ring技术皆被应用在以上案例。

Alpha-Ring是益网独家研发的快速备援系统,提供断线时的数据紧急备援方案,能做到在小于15毫秒的时间内做紧急备援。因为交通号志的管控是不容允许丝毫断线的,透过此环状备援系统,可确保设备故障时不会造成服务中断。由于网络备援对于大型或公共环境是非常重要的,透过益网的Alpha-Ring架构,就可避免网络连线不中断,确保网络监控系统能100%运作。

中小企业的网络架构  也有各式解决方案

除了超大型网络架构,益网也提供中大型或中小企业所需要的网络解决方案。例如零售市场或是医学中心院区。益网科技的商规17000系列PoE网络供电交换器,便经常被架设在此类的安控环境,用来连接PoE网络摄影机或是NVR以及档案服务器等等。

对于高达数百台网络摄影机的大型企业安全监控,控制中心端可能会面临较大的带宽需求,此时可选用具有10 Gbit/s带宽连接埠的以太网络交换器,以接收庞大的影像数据。例如,益网科技的EX25611属于企业管理级的交换机,具备24埠10/100/1000Mbps网络埠(其中4埠支持SFP Combo)与4埠1G/10G SFP+(Enhanced Small Form-factor Pluggable小封装可插拔)的光学收发专用埠。

整体而言,益网科技的优势包括专业(拥有软硬件与机构设计团队、Linux核心来源程序码)、弹性(产品组成多样化,可依客户需求来选择适用产品)、价值(高可靠度与复合性产品验证,提供最有效益的产品)、技术(独家Alpha-Chain & Alpha-Ring技术)、支持(拥有多年业界实战经验的专业技术支持团队),提供客户绝佳的网络解决方案。