Säkerhetsindustrin har definitivt inte gått miste om den snabba utvecklingen inom modern IP-teknologi. IP-övervakningssystem blir allt mer populära och 2014 kommer bli ett historiskt år eftersom marknaden för säkerhetskameror och video i år kommer till en vändpunkt, där intäkterna för IP-baserad teknik för första gången överstiger intäkterna för analog teknik. Detta enligt den nya rapporten "The World Market for CCTV and Video Surveillance Equipment" från IMS Research. 

Med andra ord är ett ökande antal säkerhetsobjekt nu totalt IP-baserade, och dessa behöver också kvalitativa nätverksprodukter för att fungera som de ska. Det finns en mängd olika nätverksprodukter på marknaden, men huvudfrågan är: hur väljer man och använder dem korrekt för att säkerställa att systemet når sin maxpotential i alla typer av miljöer?

Alla tillgängliga bild- och dataprocesser en enhet har ska naturligtvis alltid testas i jakten på optimal prestanda. Men dessa utvärderingar måste göras noggrant och korrekt för att output-datan ska vara relevant och jämförbar. Här undersöker vi de två begreppen "backbone full wired speed" och "PoE-kapacitet" för att se hur dessa funktioner bör definieras och testas. 

Nyckelprodukt – switchen*
En stor produktgrupp som är väldigt viktig att känna till när man installerar ett IP-kamerasystem är switchar. En switch, eller växel, är en nätverkskomponent som styr datatrafik mellan olika noder i ett nätverk. Ordet switch är engelska och betyder omkopplare eller strömbrytare. En switch kan ses som ett nav i ett nätverk (ett nätverk kan dock ha flera switchar) som håller reda på vilka datorer som sitter på vilket uttag. Switchen skickar bara informationen till den dator som den är avsedd för. Det gör att nätet inte fylls med trafik så fort någon av datorerna skickar data. Säkerheten ökas också eftersom det blir svårare att komma åt information som inte är avsedd för den aktuella datorn.

Switch-prestanda
 Orden "non-blocking" och "wired speed" refererar båda till prestandan på en switch. Med en 24-ports 10/100/1000-switch, om varje port är 2G i fullt duplex-läge, betyder 24 portar att switchen är en 48G-switch. När dessa volymer av data passerar switchen kan prestandan kategoriseras som antingen non-blocking eller wired speed. Om en switch är kopplad till en annan switch, eller till en server som använder nätverkslagring eller överföring, så är non-blocking viktigt. Men hur man uppnår detta är upp till tillverkarens switchdesign. Användaren kan bara lita på testdatan som tillverkaren erbjuder. Annars måste användaren testa switchens kapacitet med verktyg som exempelvis Spirent Testcenter Smartbits. Det går inte att slå fast en switch kapacitet enbart genom portkonfigurationen. Vi ska nu använda Spirent Testcenter och testa en switch och se hur rapporten visar att det är full wired speed.

Figur 1. Alla kablar är kopplade och dataöverföringar sker genom RJ45-portpar.

Testa en switch
Som visas i figur 1 är alla kablar kopplade och dataöverföringar sker genom RJ45-portpar (klicka i valet för "Bidirectional"). Full duplex-överföringar av olika paket genomfördes också samtidigt. Om testet visar att enheten stödjer full wired speed så ska siffrorna för "Aggregated Throughput" och "Aggregated Theoretical Max" i de följande tabellerna matcha varandra. Eftersom portarna var parade för testet så bör reell throuhgput vara 3 000 Mbps x 2 = 6 000 Mbps (6 Gbps).

Specifikationerna för switchen i testet var 10 portar, 10/100 BASE (8 x PoE) med en tvåports-Gigabit-Ethernet-switch (10 x 100 Mbps + 2 x 1 000 Mbps) = 3 000 Mbps. Under full duplex-läget borde bandbredden ligga på 3 000 Mbps x 2 = 6 000 Mbps. Våra uträkningar stämde överens med testresultaten, vilket innebär att denna switch stödjer full wired speed. Även om det inte är särskilt enkelt att få tag på nödvändig testutrustning för att genomföra ett sådant här experiment på plats på ett objekt så kan man alltid fråga tillverkaren om testrapporter som visas i figur 2 för att backa upp angivna siffror.

Figur 2. Exempel på en testrapport.

Behöver justeringar
Man kan inte förvänta sig att kunna använda nätverksutrustning vid full kapacitet längre tidsperioder. Detta är inte bara dålig infrastruktur-planering, det sliter också på utrustningen och påverkar nätverksstabiliteten. På riktigta objekt, alltså inte i kontrollerade testmiljöer, måste man ständigt göra prestandajusteringar för att uppnå ett så bra flöde som möjligt. Dessa justeringar bör inkludera så kallad network device management och datatrafik-planering. Utrustningen måste också ha extra kapacitetsutrymme för att undvika funktionsfel vid plötsliga förändringar i nätverksmiljön.

PoE-kapacitet**
Med Power over Ethernet-teknologi kan elektrisk kraft tillsammans med datakommunikation skickas samtidigt över en och samma nätverkskabel. Det betyder att en nätverksenhet kan strömförsörjas och manövrereas med en enda kabel, vilket eliminerar behovet av ett externt eluttag nära exempelvis en IP-kamera.

Två typer
De flesta PoE-switchar har en av två vanliga funktionstekniker: "guarantee per port" eller "total power budget" – båda bra på sina sätt.

Guarantee per port – denna typ av PoE-switchar ger användaren betydligt mer flexibilitet när man planerar och expanderar sitt IP-övervakningssystem. PoE-switchar som agerar som power source-utrustning (PSE) ska lyckas med konststycket att mata tillräckligt med ström till inkopplade så kallade powered devices (PD) efter att ha fått information om strömförsörjningsbehoven från varje IP-kamera och sedan jämfört datan med antalet inkopplade kameror. När varje port garanterar full power-design i enlighet med antingen IEEE802.3af eller IEEE802.3at är switchen mer eller mindre plug-and-play. Ingen komplicerad ingenjörskunskap behövs, även om dessa switchar ofta kan vara större till storleken, dyrare och i större behov av ett kontrollerat klimat.

Total power budget – med dessa ofta billigare switchar måste användaren tänka på en rad faktorer. Exempelvis så kan funktioner som PTZ, kylfläktar, värmare eller infrarött ljus kräva extra ström. Om den totala strömkonsumtionen överstiger PoE-switchens budget så kan det få hela systemet att gå ur funktion. Användaren måsta noggrant beräkna den totala strömåtgången för att undvika problem.

PoE-test
När man planerar för ett IP-övervakningssystem kan man göra ett enkelt test i rumstemperatur genom att koppla IP-kamerorna till alla portar på switchen. Sedan låter man systemet arbeta under några dagar för att se till så att det löper stabilt. Om det fungerar som det ska bör man göra samma test igen med högre belastning och vid olika temperaturer. Ibland uppstår instabilitet under långa perioder med hög belastning eller temperaturförändringar. En bra PoE-switch ska klara av alla tänkbara funktionella och miljömässiga utmaningar.

PSE Conformance-test kan utföras i kvalitetssäkrade laboratorium. En test-svit kan analysera hundratals testparametrar beroende på kapaciteten i PSE:n. Dessa parametrar mäts i flera tester som täcker det mesta av PSE PICS i IEEE802.3at/af-specifikationerna.

Figur 3. Klimatmässig teststandard för en switch med PoE/PD som simulerar full kapacitet.

Temperatur 
Figur 3 visar en klimatmässig teststandard för en switch med PoE/PD som simulerar full kapacitet. Switchen måste kunna klara av både låga och höga temperaturer under långa tidsperioder, utan dataöverföringsfel.

Att titta på produktspecifikationer är bara det första steget när man väljer en PoE-swtich. Att göra rätt val kräver en djupgående testrapport som säkerställer att nätverksprodukten är tillverkad med hög kvalitet. Bara då kan man lita på dem och på så sätt få ett helt fungerande system.

Efter PoE kommer PoL
Generellt sett är PoE-teknologi ett användbart verktyg för att lösa strömförsörjningsproblem, men tekniken har också sina begränsningar, bland annat när det kommer till avståndsproblematiken.
Ett alternativ kan vara PoL (Power over Link). PoL stödjer ström över kopparpar och koaxialkabel, och avståndet kan vara över 1 kilometer. Denna nya teknologi gör installationer mer flexibla och effektiva. Den är också enkel att använda, och denna teknik bör också ingå när man utvärderar TCO-fördelar (Total Cost of Ownership).

* Du kan läsa fler generella råd när det gäller att välja rätt switch i Detektor Security Academy-artikeln  "Infrastructure for efficient IP surveillance".

** Du kan läsa mer om PoE i Detektor Security Academy-artikeln  "Effective IP surveillance with Power over Ethernet".

Om sponsorn
EtherWAN Systems, grundat 1996 med huvudkontor i Kalifornien i USA samt Taiwan, har blivit ledande inom Ethernet-infrastruktur för anläggningar på olika marknader, bland annat inom IP-övervakning, intelligenta transportsystem (ITS), elektronik, olje- och gruvindustrin samt fabriksautomation. EtherWAN är specialister på att utveckla och tillverka fiberoptiska Ethernet-produkter och Ethernet-utrustning speciellt anpassad för hårda och krävande miljöer. EtherWAN erbjuder också konsulttjänster inom nätverkstopologi.

För mer information om EtherWAN:s lösningar, besök: www.etherwan.com

Kontaktinformation: info@etherwan.com.tw