智慧交通项目 | 交换机选型指南
- 日期：2023-11-07
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科技赋能，美好出行。作为网络通信的重要组成部分，在实际的智慧交通项目中，交换机应该如何选型？请看下面内容↓
1.工业交换机 OR 普通交换机
以下是这两者之间的主要差异点：
总结：工业以太网交换机与普通以太网交换机在设计理念、性能和功能上都有显著的区别。工业以太网交换机针对工业环境中的特殊需求，提供了更高级别的环境适应性、网络性能和功能特性。这使得工业以太网交换机在工业环境中起到了关键的作用，保证了网络通信的稳定性和可靠性。
在实际的智慧交通项目中，首选工业以太网交换机，当然在工作环境良好的情况下，可以选择普通以太网交换机，减少费用的支出。
2.端口类型、数量和速率
接口主要有光口、电口。
电口通常是RJ-45接口，这种接口在10Base-T以太网、100Base-TX以太网、1000Base-TX以太网中都可以使用，传输介质都是双绞线，不过根据带宽的不同对介质也有不同的要求，特别是1000Base-TX千兆以太网连接时，至少要使用超五类线，要保证稳定高速的话还要使用6类线。
光口是光纤接口的简称。 光纤接口是用来连接光纤线缆的物理接口。其原理是利用了光从光密介质进入光疏介质从而发生了全反射。通常有SC、ST、FC等几种类型，应用于机房，机柜等大型设备的一个光纤带宽接口。
为了满足各种传输速率的需求，产生了不同速率的光模块：SFP光模块、SFP+光模块、SFP28光模块、QSFP+光模块、QSFP28光模块。
SFP
SFP端口（微型GBIC端口）是一种小型热插拔接口。在以太网中，SFP端口速率为1Gbit/s，在光纤通道系统中，SFP端口速率可达4Gbit/s。在带有SFP端口的千兆交换机上插入SFP光模块搭配不同的线缆（光纤跳线或铜缆）使用时，可在光纤上实现长短距离的传输和在铜缆上实现短距离的传输。如，使用SFP1G-ZXC-55光模块和LC双工光纤跳线连接时最大传输距离为160千米，使用SFP-GB-GE-T光模块（即电口模块）和五类网线连接时最大传输距离为100米。
SFP+
SFP+端口（小型可插拔接口）是SFP端口的升级版，可支持高达10Gbps的传输速率。SFP+端口具备向后兼容性，也就是说SFP+端口上可支持SFP光模块，但链路的传输速率会降低至1Gbps。需要注意的是SFP端口上不能支持SFP+光模块，因为无法将SFP+光模块的速率调至1Gbps。
SFP28
SFP28是SFP+的加强版，和SFP+具有相同的尺寸，但其能支持单通道25Gb/s的速率。SFP28为10G-25G-100G网络升级提供了一种高效的解决方案，可满足下一代数据中心网络持续增长的需求。
QSFP+
QSFP+端口是在QSFP（四通道小型可插拔接口）的基础上发展而来，其拥有4x10G通道，适用于40G以太网。也就是说QSFP+端口相当于是通过四个通道 SFP+接口实现40Gbps的传输。
QSFP28
QSFP28为满足100G应用需求而生，共有4个高速差分信号通道，每路通道传输速率从25Gbps到可能的40Gbps不等，可满足100G以太网（4×25Gbps）与EDR InfiniBand的应用需求。QSFP28产品类型众多，实现100G传输的方式各有不同，如100G直连、100G转4路25G分支链路或100G转2路50G分支链路。
结论：根据智慧交通项目不同节点的实际使用场景，传输速率的需求以及接口类型的需求，选择光口、电口的接口类型跟数量以及光模块。
3.二层还是三层交换机
二层交换机
工作在OSI参考模型的第二层数据链路层上交换机，主要功能包括物理编址、错误校验、帧序列以及流控。
三层交换机
一个具有三层交换功能的设备，即带三层路由功能的第二层交换机，但它是二者的有机结合，并不是简单地把路由器设备的硬件及软件叠加在局域网交换机上。
结论：在智慧交通项目中，根据节点类型的不同选择二层或者三层交换机。
4.是否需要POE功能？
PoE是通过网线进行供电和数据传输的一种技术，只需要一条网线就可以接入一个PoE摄像机点位，不需要额外的电源布线。
在选择PoE交换机的时候，有哪些需要考虑的地方？
单端口功率
单端口功率是否可以满足交换机下挂接的任意一款IPC的最高功率，也就是根据IPC的最大功率选择交换机的规格。
普通PoE IPC功率不会超过10W，所以交换机只需要支持802.3af即可。但部分高速球机的功率需求约20W，或者部分无线接入AP的功率会更高，那么则需要交换机支持802.3at。如果IPC功率超过30W，则交换机需要支持802.3bt。
整机最大供电功率
确认整机最大供电功率满足要求，设计时需要将所有IPC的功率都考虑在内。交换机的最大输出供电功率需要大于所有IPC的功率之和。
供电类型
使用八芯网线进行传输，不需要考虑。
如果是四芯网线，则需要确认交换机是否支持A类供电。
总结：在智慧交通项目中，终端AP、摄像头需要大量用到POE交换机作为接入型交换机，提供电力跟网络。
5.是否支持网管功能？
网管和非网管交换机最主要的区别就是管理上的差异，非网管型不需要任何设置，出厂时已配置好，即插即用，没有流程控制和路由功能，遇到危险时刻关闭端口，确保网络基本安全。
网管型可以通过串口、Web、网管软件管理，通过简单的网络配置协议实现配置，具有高级功能。
结论：在实际运用当中，在重要的控制节点，可以使用带有网管功能的交换机。
6.A-B配对
光交换机、光纤收发器、光模块是可以相互搭配着使用的。在选择的时候，要注意成对使用，务必保证 A-B 端匹配。
A/B 端就是光纤传输的两端，无论两端选择的是交换机、光模块还是光纤收发器，两端必须分别是 A、B 才能配对使用（在产品型号上有标明是A端或B端）。
A 端设备的工作波长是 1310nm（RX）、1550nm（TX），必须要搭配B 端光纤收发器（RX1550nm、TX1310nm）使用。
最后，也同样需要考虑端口速率、光纤类型、双纤or单纤这些事项。
结论：在智慧交通项目中，光纤的连接，保持A-B端匹配。
7.背板带宽和包转发率
背板带宽
也称交换容量，是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量，就像是立交桥所拥有的车道的总和。
由于所有端口间的通信都需要通过背板完成，所以背板所能提供的带宽，就成为端口间并发通信时的瓶颈。
包转发率
网络中的数据是由一个个数据包组成，对每个数据包的处理要消耗资源。
转发速率（也称吞吐量）是指在不丢包的情况下，单位时间内通过的数据包数量。
吞吐量就像是立交桥的车流量，是三层交换机最重要的一个参数，标志着交换机的具体性能。
如果吞吐量太小，就会成为网络瓶颈，给整个网络的传输效率带来负面影响。
对于一台拥有24个千兆位端口的交换机而言，其满配置吞吐量应达到24×1.488 Mpps=35.71 Mpps，才能够确保在所有端口均线速工作时，实现无阻塞的包交换。
结论： 一台做到线速无阻塞的交换机才是合格的交换机。
8.安装方式
交换机分为4种安装方式：机架式、DIN卡轨式、壁挂式以及平放桌面安装：
以下视频是SHLINK交换机的4种不同安装方式↓
结论：由于使用环境的原因，在安装工业交换机时常需要运用合适的方式进行安装。
【文章完】
SHLINK产品，包括交换机、网关、光模块、收发器、智能箱等等。
不仅仅可以应用到智慧交通项目，还有智慧城市、综合能源、工业互联网、智慧矿山、智慧工厂等领域。