Lựa chọn switch cho hệ thống giám sát an ninh

Luôn có nhiều thiết bị khác nhau hoạt động trong cơ sở hạ tầng CNTT của các tổ chức hoặc doanh nghiệp. Làm thế nào để sử dụng các thiết bị này một cách hiệu quả với hiệu suất tối đa trong mọi môi trường hoạt động, đặc biệt là thiết bị switch dành cho hệ thống camera giám sát an ninh?

Hiện nay, có thể nhận thấy mức độ phổ biến của hệ thống giám sát hình ảnh IP thông qua số lượng ngày càng tăng của các dự án mới. Các công nghệ mới nhất đang được ứng dụng trong camera IP như độ phân giải hình ảnh cao, xử lý nhiễu, cân bằng ánh sáng… buộc cả hệ thống xử lý phải hoạt động với hiệu suất cao nhất. Trong một hệ thống giám sát hình ảnh IP, bên cạnh các camera IP thì thiết bị/hệ thống switch cũng được xem là một trong những thành phần quan trọng không thể thiếu. Chúng ta sẽ tìm hiểu hai yếu tố có ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thống giám sát hình ảnh IP là “Transmission Capability” (Năng lực truyền dữ liệu) và “PoE Capability” (Khả năng PoE).

Năng lực truyền dữ liệu

Khi xem xét đến năng lực truyền dữ liệu trong switch, người dùng thường quan tâm đến các thông số về tốc độ (10/100/1000), băng thông, throughput, non-blocking hay blocking... Với hệ thống giám sát IP, các thông số trên sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến việc truyền hình ảnh của camera, do các camera IP độ phân giải cao hiện nay chiếm khá nhiều băng thông khi truyền, do đó cần switch có hiệu suất cao để xử lý. Một switch non-blocking 24 cổng (10/100/1000), nếu mỗi cổng được quy định 2G ở chế độ full-duplex (cho phép dữ liệu truyền đồng thời trên cả hai hướng ra/vào), khả năng chuyển mạch của switch sẽ là 24x2 G = 48 G, đảm bảo năng lực cho bất kỳ hệ thống giám sát IP nào. Với switch non-blocking, tất cả các cổng có thể truyền tải dữ liệu tại tốc độ tối đa, khi đó hình ảnh ghi lại được từ camera có thể truyền tải về trung tâm quản lý và giám sát đầy đủ nhất.

Hiện nay, người dùng có thể kiểm tra năng lực thực sự của switch bằng cách sử dụng những công cụ kiểm tra đang có trên thị trường. Tuy nhiên, những thiết bị kiểm tra này cũng có những hạn chế nhất định và thực tế không quá cần thiết để người dùng phải bỏ thêm chi phí đầu tư.

Hình 1 : miêu tả việc kết nối tất cả cáp và thiết lập truyền tải dữ liệu giữa các cặp cổng RJ45 (kiểm tra tùy chọn là “Bidirectional”).

Việc truyền tải các gói khác nhau theo cơ chế full-duplex cũng được thực hiện tại cùng thời điểm. Nếu thông tin hiển thị cho biết thiết bị hỗ trợ “full wired-speed”, các số liệu “Aggregated Throughput” và “Aggregated Theoretical Max” trong biểu đồ sẽ khớp nhau. Khi các cổng được ghép cặp cho việc kiểm tra, thông số throughput thực sự sẽ là 2x3000 Mbps = 6000 Mbps (6 Gbps).

Như đã đề cập, người dùng ít khi trang bị các thiết bị kiểm tra này vì lý do chi phí. Tuy nhiên, chúng ta vẫn có thể yêu cầu nhà sản xuất switch cung cấp các dữ liệu báo cáo thử nghiệm (như trong hình 2).

Với những dữ liệu như trên, người dùng có thể yên tâm khai thác hết năng lực hoạt động của thiết bị trong một thời gian dài. Đây không phải là những bản số liệu đơn điệu, nó nhấn mạnh tầm quan trọng về năng lực của thiết bị và gián tiếp ảnh hưởng đến sự ổn định hệ thống mạng. Trong ứng dụng thực tế, phải hiểu rõ toàn bộ khả năng của thiết bị để tiến hành những tùy chỉnh hiệu suất thích hợp, bao gồm quản lý thiết bị mạng và hoạch định luồng dữ liệu. Thiết bị cũng phải có năng lực dự phòng để tránh những trục trặc không lường trước khi có thay đổi đột ngột trong môi trường mạng.

Khả năng PoE

PoE (Power over Ethernet) thực sự là giải pháp cấp nguồn thuận tiện và hiệu quả về mặt chi phí cho các hệ thống giám sát IP trong thời điểm hiện tại. Các nhà tích hợp hệ thống hoặc người dùng không cần mua thêm bộ nguồn để kết nối đến mỗi camera IP ở từng địa điểm hác nhau. Dưới đây là những dữ kiện quan trọng cần xem xét để lựa chọn switch PoE thích hợp nhằm tăng hiệu quả và hiệu suất cho hệ thống giám sát IP.

“Một thiết kế có thể xử lý tải tối đa khi có nhiều thiết bị dùng nguồn PoE kết nối vào là yếu tố quan trọng cần xem xét khi chọn lựa switch poE.” Hầu hết switch PoE trên thị trường thuộc một trong hai loại sau: “Bảo đảm nguồn trên mỗi cổng” (guarantee per port) và “Tổng số nguồn cung cấp” (total power budget).

Bảo đảm nguồn trên mỗi cổng

Điểm nhận biết loại switch PoE này là thông số cấp nguồn trên mỗi cổng được các nhà sản xuất nêu ra cụ thể, trung bình 15,4 W mỗi cổng, đáp ứng yêu cầu nguồn của hầu hết thiết bị camera IP trên thị trường hiện tại. Loại switch PoE này cũng cho phép người dùng linh hoạt hơn trong việc hoạch định và mở rộng hệ thống giám sát IP. Những switch PoE này hoạt động tương tự thiết bị cung cấp nguồn điện (PSE), sẽ cung cấp đủ nguồn cho các thiết bị tiêu thụ (PD) sau khi lấy thông tin điện năng tiêu thụ của từng IP camera và so sánh các dữ liệu liên quan với tổng số camera IP đã kết nối. Với mỗi cổng đều được thiết kế theo giao thức chuẩn IEEE802.3af hoặc IEEE802.3at, các switch PoE sẽ đảm bảo cung cấp đầy đủ nguồn điện cho các thiết bị camera, chỉ cần cắm-và-chạy một cách đơn giản, không phải cấu hình phức tạp.

Tổng số nguồn cung cấp

Switch PoE này sẽ cung cấp thông số nguồn tổng cho việc sử dụng thiết bị, ví dụ như tổng nguồn là 365 W. Tuy nhiên, người dùng cần cân nhắc một số điểm khi chọn lựa loại thiết bị này cho hệ thống giám sát hình ảnh IP. Chẳng hạn, các tính năng phụ của camera IP như pan-tilt-zoom, quạt làm mát, bộ tản nhiệt hoặc đèn hồng ngoại... khi hoạt động sẽ cần thêm nhiều nguồn điện cung cấp. Nếu tổng nguồn tiêu thụ của các thiết bị vượt quá “tổng số nguồn cung cấp” của switch PoE, toàn bộ thiết bị sử dụng nguồn qua switch PoE này có thể gặp sự cố. Người dùng nên tính toán chính xác tổng nguồn tiêu thụ thực tế của tất cả thiết bị để tránh các lỗi có thể phát sinh khi sử dụng nguồn qua switch. Ngoài vấn đề nguồn, người dùng cũng nên cân nhắc điều kiện môi trường lắp đặt trên thực tế khi chọn lựa switch PoE.

Khi lên kế hoạch cho một hệ thống giám sát IP, người dùng có thể tiến hành một bài kiểm tra đơn giản, bằng cách kết nối các camera IP đến tất cả cổng trên switch PoE dưới điều kiện nhiệt độ trong phòng. Người dùng nên để hệ thống hoạt động vài ngày nhằm kiểm tra xem liệu nó có hoạt động bình thường hay không. Người dùng cũng được khuyến nghị nên kiểm tra hệ thống thêm vài lần (nếu được) dưới điều kiện tải tối đa và hoạt động ở nhiều mức nhiệt độ khác nhau. Khi thiết bị hoạt động trong thời gian dài với mức tải cao hoặc có những thay đổi nhiệt độ nhanh chóng, có thể sẽ xuất hiện tình trạng mất ổn định. Một switch PoE tốt phải có khả năng chịu đựng được những thách thức về điều kiện môi trường và các mức độ sử dụng khác nhau.

Lời kết

Đánh giá đặc tính kỹ thuật dựa vào hai tiêu chí trên chỉ là một trong các bước đơn giản của quá trình lựa chọn thiết bị switch phù hợp, đặc biệt là switch PoE. Để có được quyết định đúng đắn, người dùng cần tiến hành kiểm tra toàn diện nhằm đảm bảo những sản phẩm mạng được thiết kế với đặc tính kỹ thuật cao. Người dùng có thể hợp tác với các nhà sản xuất nổi tiếng trong lĩnh vực switch PoE như Cisco, HP… để được đảm bảo về chất lượng sản phẩm và yên tâm về khả năng thành công của hệ thống giám sát an ninh IP.

Trần Ngọc Thanh

Theo asmag.com