محوّلات الشبكة

احسب ثلاثة أرقام: عدد المنافذ وميزانية PoE وسرعة الوصلة الصاعدة. بالنسبة إلى المنافذ، أضف منفذًا أو منفذين لجهاز NVR وللوصلة الصاعدة إلى عدد الكاميرات، واترك نحو 20% احتياطيًا للتوسع؛ ولـ 16 كاميرا يناسبك طراز بـ 24 منفذًا. أما القدرة، فافترض أن كل كاميرا ثابتة تستهلك 12 W (وهي عادةً بين 6 و16 W): 16 × 12 = 192 W عند الكاميرات، وبقسمتها على 0.85 لحساب فقد الكابل تصبح نحو 226 W، ومع هامش 20% نحو 271 W عند المحوّل، وبذلك تحتاج إلى ميزانية PoE بحدود 300 W أو أكثر. يمكن أن تكون منافذ الكاميرات 100 Mbps للكاميرات المعتادة، لكن يجب أن تكون وصلة المحوّل إلى NVR بسرعة Gigabit، وإذا احتجت إلى VLAN أو إلى المراقبة عن بُعد فاختر طرازًا من نوع Lite-Managed أو طرازًا قابلًا للإدارة. ومن أمثلة KDT: إن لم تكن هناك خطة للتوسع فالطراز KP-1606J3SFT الذي يضم 16 منفذًا PoE بميزانية 400 W، وإلا فالطراز KP-2408H4SMU الذي يضم 24 منفذًا PoE بسرعة Gigabit وبميزانية 600 W.

المحوّل غير القابل للإدارة (Unmanaged) ليس له صفحة إعدادات ويعمل بمجرد تشغيله، وهو كافٍ للشبكة البسيطة ذات الشبكة الفرعية الواحدة، مثل KP-0804H4SF الذي تُختار ميزاته الذكية AI بمفاتيح DIP. أما المحوّل ذو الإدارة المبسّطة (Lite-Managed أو Smart) فله صفحة ويب ويوفّر الأساسيات مثل VLAN وQoS ونسخ المنافذ (Port Mirror) وتحديد سرعة المنفذ وتشغيل PoE وإيقافه؛ ومن أمثلته KP-0406H4SLMT. ويضيف المحوّل القابل للإدارة (Managed) إلى صفحة الويب منفذ الكونسول وواجهة الأوامر CLI، ويلزم للأمان وتعدد شبكات VLAN والمراقبة والشبكات الأكبر؛ فمثلًا يمكن إدارة KP-2408H4SMU (الطبقة 2) وKP-2404H5SM3U (الطبقة 3) من خلال الويب والكونسول وTelnet وSSH. والقاعدة المبسّطة: اختر المحوّل غير القابل للإدارة إذا كنت تحتاج إلى PoE والاتصال فقط، وLite-Managed إذا كان عليك فصل الشبكة ومراقبتها، والقابل للإدارة إذا كنت تحتاج إلى الأمان والتحكم الكامل.

يمرّر المحوّل من الطبقة 2 الإطارات بحسب عنوان MAC فقط داخل شبكة واحدة (VLAN)، وهذا كافٍ لربط الكاميرات وجهاز NVR وأجهزة الحاسوب في شبكة فرعية واحدة. أما المحوّل من الطبقة 3 فيقوم فضلًا عن ذلك بالتوجيه بين شبكات VLAN والشبكات الفرعية المختلفة (Inter-VLAN Routing) بسرعة العتاد، وتضيف الطرازات الأكبر التوجيه الثابت والديناميكي. وتحتاج إلى الطبقة 3 عندما توجد عدة شبكات VLAN يجب أن تتواصل فيما بينها (مثل شبكة VLAN للكاميرات وشبكة VLAN لخادم VMS)، أو عندما يزداد عدد الشبكات الفرعية، أو عندما يكون المحوّل في قلب الشبكة. وإذا كانت لديك شبكة فرعية واحدة فقط، فالطبقة 2 أرخص وأبسط ويمكن ترك التوجيه لجهاز توجيه أو جدار حماية. ومن أمثلة الطبقة 3 لدى KDT: KC-2800H5SM3 وKP-4806H5SM3 وطرازات سلسلة Carbon مثل KS-C24G-T-6YQ.

في طرازات KP يدل الرقمان الأولان على عدد منافذ PoE، ويدل الرقمان التاليان على عدد المنافذ الأخرى (الوصلات الصاعدة)؛ فمثلًا KP-0804H4SF تعني 8 منافذ PoE و4 منافذ أخرى، وKP-2404H5SM3U تعني 24 منفذًا PoE و4 منافذ صاعدة. تعني Fast Ethernet أن جميع المنافذ بسرعة 10/100 Mbps؛ وتعني Semi Gigabit أن منافذ PoE بسرعة 10/100 Mbps وأن الوصلات الصاعدة بسرعة Gigabit (وفي بعض الطرازات منفذ PoE أو منفذان بسرعة Gigabit أيضًا)؛ وتعني Full Gigabit أن جميع المنافذ بسرعة Gigabit؛ وتعني 10 Gigabit أن الطراز يضم وصلات صاعدة بسرعة 10 Gbps. أما PoE+‎ فتعني المعيار 802.3at بحد أقصى 30 W لكل منفذ، وتعني Hi-PoE طرازًا ذا منافذ تصل إلى 90 W وفق 802.3bt (وفي بعض الطرازات تكون المنافذ الأولى القليلة فقط)، وتعني AI وظائف ذكية تُضبط بمفتاح DIP مثل VLAN وExtend وWatchdog، وتعني Lite-Managed إدارة مبسّطة عبر صفحة ويب. وتدل البادئة KP على محوّلات PoE، والبادئة KC على المحوّلات المركزية التي لا تحتوي على PoE، والبادئة KS-C على سلسلة Carbon المخصصة لمراكز البيانات.

يقدّم المعيار IEEE 802.3af (المعروف أيضًا بـ PoE أو النوع 1) حتى 15.4 W عند خرج المنفذ (PSE) ولا يصل إلى الجهاز (PD) أكثر من 12.95 W؛ ويقدّم المعيار IEEE 802.3at (المعروف بـ PoE+‎ أو النوع 2) قدرة 30 W عند المنفذ و25.5 W عند الجهاز؛ ويقدّم المعيار IEEE 802.3bt، الذي يُسوَّق أيضًا باسم PoE++‎ أو Hi-PoE، قدرة 60 W عند المنفذ و51 W عند الجهاز في النوع 3، وقدرة 90 W عند المنفذ و71.3 W عند الجهاز في النوع 4. والفرق بين الرقمين هو القدرة التي تضيع في مقاومة الكابل، وتبلغ نحو 15% إلى 21% في أسوأ الحالات أي مع كابل طوله 100 متر، لذلك قارن استهلاك الكاميرا بالرقم الخاص بجانب الجهاز (PD) لا بالرقم الخاص بالمنفذ. ويستخدم المعياران af وat زوجين من الأسلاك، أما bt فيمكنه استخدام الأزواج الأربعة، وفي جميع الحالات يكتشف المحوّل الجهاز ويصنّفه أولًا ثم يزوّده بالقدرة.

ميزانية PoE هي إجمالي القدرة التي يستطيع مصدر تغذية المحوّل تقديمها لجميع المنافذ في وقت واحد، وهي عادةً أقل من مجموع حدود المنافذ؛ فمثلًا يضم KP-2408H4SMU 24 منفذًا PoE (تصل المنافذ الأربعة الأولى إلى 90 W) لكن ميزانيته الإجمالية 600 W. وللحساب اجمع الاستهلاك الفعلي لجميع الأجهزة، ثم اقسمه على 0.85 كتقدير متحفظ لفقد الكابل، وأضف هامشًا بنسبة 20% لذروات الاستهلاك. مثال: 12 كاميرا ثابتة بقدرة 10 W وكاميرتان PTZ بقدرة 25 W تعنيان 12 × 10 + 2 × 25 = 170 W عند الأجهزة؛ و170 ÷ 0.85 = 200 W، ومع هامش 20% تصبح 240 W، فتحتاج إلى محوّل بميزانية 250 W أو أكثر. وإذا كان المحوّل يحجز القدرة بحسب الفئة (Class)، فإن كل جهاز من الفئة 3 يشغل 15.4 W ولو كان يستهلك أقل، وكل جهاز من الفئة 4 يشغل 30 W (هنا 12 × 15.4 + 2 × 30 = 244.8 W)، لذلك راجع طريقة التخصيص في ورقة البيانات أيضًا.

لا؛ فقدرة المنفذ ليست سوى حد أقصى، وكل جهاز يسحب ما يحتاج إليه فقط، فكاميرا بقدرة 8 W على منفذ بقدرة 90 W تستهلك 8 W أيضًا. وبحسب مواصفات كاميرات KDT، تستهلك الكاميرات الثابتة والقبابية عادةً نحو 6 إلى 16 W وتعمل بمعيار PoE العادي أي 802.3af أو بمعيار PoE+‎ أي 802.3at، وتحتاج كاميرات PTZ في الغالب إلى 25 إلى 30 W من PoE+‎، وتحتاج بعض الكاميرات المقاومة للانفجار إلى ما يصل إلى 60 W وفق 802.3bt. وقد تحتاج أجهزة أخرى كبيرة الاستهلاك، مثل الكاميرات المزوّدة بسخّانات في المناخ البارد أو بعض نقاط الوصول، إلى أكثر من 25 W، ولهذه وحدها تحتاج إلى منفذ 802.3bt أو Hi-PoE. والأهم من قدرة كل منفذ هو الميزانية الإجمالية للمحوّل وعدد منافذ bt؛ ففي KP-2408H4SMU مثلًا تقدّم المنافذ الأربعة الأولى فقط حتى 90 W.

استهلاك الكاميرا ليس ثابتًا: ففي الليل تعمل ثنائيات LED الخاصة بـ IR، وفي البرد يعمل السخّان، وتسحب كاميرا PTZ قدرة أكبر أثناء حركتها؛ فمثلًا ثماني كاميرات تستهلك نهارًا 7 W لكل منها (56 W في المجموع) تصل ليلًا إلى 96 W بواقع 12 W لكل واحدة. وإذا تجاوز المجموع ميزانية PoE للمحوّل، أو سحبت إحدى الكاميرات أكثر من حد قدرة منفذها، فإن المحوّل يحمي نفسه بقطع الكهرباء عن منفذ أو أكثر فتعيد الكاميرا التشغيل، ولهذا يظهر العطل ليلًا فقط أو عند حركة PTZ. صمّم الحساب على أقصى استهلاك واترك 20% على الأقل من الميزانية دون استخدام، وانقل الكاميرات الكبيرة الاستهلاك إلى منافذ أقوى أو إلى محوّل آخر، وإذا كان للمحوّل صفحة ويب فافحص فيها حالة PoE للمنافذ. كما أن الكابل الطويل أو الرديء يزيد هبوط الجهد ويسبب الأعراض نفسها.

افحص ثلاثة أمور بالترتيب: أولًا أن يدعم الجهاز فعلًا معيار PoE القياسي 802.3af أو 802.3at أو 802.3bt وليس PoE السلبي بجهد 24 V أو مدخلًا بجهد 12 V فقط؛ وثانيًا ألّا تزيد القدرة التي يحتاج إليها على قدرة المنفذ (فالجهاز الذي يحتاج إلى 25 W إما لا يعمل على منفذ قدرته 15.4 W أو يعمل بميزات أقل) وألّا تكون ميزانية المحوّل الإجمالية قد نفدت؛ وثالثًا أن يكون الكابل من النحاس الصلب وأن تكون الأسلاك الثمانية كلها مثبّتة في الموصل بشكل صحيح وأن يقل طوله عن 100 متر، لأن كابل CCA أو الموصل المعيب قد يمنع وصول القدرة. وللاختبار السريع انقل الكاميرا نفسها إلى منفذ آخر بكابل قصير سليم، وجرّب جهاز PoE سليمًا على المنفذ المشتبه به؛ ويعرض جهاز اختبار PoE جهد المنفذ وفئته ويبيّن إلى أين تصل القدرة. وإذا كان المحوّل من نوع Lite-Managed أو قابلًا للإدارة فتأكد من أن PoE غير معطّل لذلك المنفذ في صفحة الويب.

لا يتضرر الجهاز غير PoE مثل الحاسوب المحمول أو NVR أو الطابعة: فمنفذ PoE القياسي يختبر الجهاز أولًا بجهد منخفض، ولا يوصل القدرة الفعلية إلا إذا رأى مقاومة التوقيع الخاصة بجهاز PoE (نحو 25 kΩ). وعلى العكس، لا يحصل جهاز PoE السلبي (مثل 24 V) على الكهرباء من منفذ قياسي ويحتاج إلى حاقن خاص به، ولا يجوز توصيل حاقن سلبي دائم التشغيل بجهاز عادي أبدًا لأنه قد يحرق منفذه. أما الكاميرا التي تحتاج إلى 12 V فقط فشغّلها بمقسّم PoE نشط (مدخله 802.3af أو 802.3at ومخرجه 12 V) أو بمحوّل طاقة منفصل، واختر قدرة المقسّم أكبر من استهلاك الكاميرا مع IR. وتعمل أجهزة PoE القياسية من أي مصنّع مع محوّل PoE قياسي لأن الاكتشاف والتصنيف متطابقان بينها، ويمكن وصل جهاز أقدم (مثل af) بمنفذ أحدث (مثل bt) فلا يأخذ إلا القدرة التي يحتاج إليها.

اشترِ لـ PoE كابلًا من النحاس الصلب من الفئة Cat5e أو أفضل؛ فيكفي Cat5e مع أجهزة 802.3af و802.3at، أما مع 802.3bt الذي يقدّم من 60 إلى 90 W أو عند مرور عدة كابلات عالية الحمل في مسار واحد فالأفضل Cat6 أو Cat6A لأن موصلاته عادةً أسمك وبالتالي تكون مقاومته وحرارته أقل. وكابل CCA (ألومنيوم مكسو بالنحاس) أرخص لكن مقاومته الكهربائية تعادل نحو 1.5 مرة مقاومة النحاس، فيزداد هبوط الجهد وتسخين PoE، كما أنه هش وغير مقبول في معيار الكابلات TIA-568؛ والنتيجة كاميرا تعيد التشغيل أو لا تتلقى الكهرباء حتى على أقل من 100 متر. وقبل إخفاء الكابل داخل الجدار أو المجرى افحصه بجهاز اختبار الكابلات للتأكد من توصيل الموصلات الثمانية كلها ومن الطول.

يزوّد حاقن PoE جهازًا واحدًا فقط بالقدرة ويوضع بين محوّل عادي والجهاز (تمر البيانات عبره وتُضاف إليها القدرة)، لذلك فهو خيار مناسب عندما لا يكون لديك سوى كاميرا أو كاميرتين متفرقتين أو عندما لا يدعم المحوّل الحالي PoE؛ ويحتاج كل حاقن إلى مأخذ كهرباء ومحوّل طاقة خاصين به. أما محوّل PoE فهو الأفضل لعدة أجهزة في مكان واحد لأنه يغذيها جميعًا من مصدر تغذية واحد وجهاز UPS واحد ونقطة مراقبة واحدة، وهو في العادة أكثر ترتيبًا وأوفر تكلفة. وفي الحالتين يجب ألا يزيد الطول الإجمالي للكابل من المحوّل إلى الجهاز، بما في ذلك الكابل بين المحوّل والحاقن، على 100 متر، وأن يكون معيار الحاقن (af أو at أو bt) مساويًا على الأقل لاحتياج الجهاز.

Watchdog وظيفة يراقب بها المحوّل الأجهزة المتصلة عبر PoE، وإذا توقف جهاز عن الاستجابة قطع الكهرباء عن منفذه ثم أعادها؛ وكأن أحدهم سحب الكابل ثم أعاده دون الذهاب إلى موقع التركيب. وفي محوّلات AI PoE+‎ من KDT مثل KP-0403H2FT وKP-0803H2FT تكون هذه الوظيفة مفعّلة افتراضيًا، وفي KP-0804H4SF تُفعَّل بمفتاح DIP رقم 3، دون حاجة إلى برمجة. ولا يصلح Watchdog إلا للأعطال التي تزول بإعادة التشغيل، مثل توقف برنامج الكاميرا أو نقطة الوصول عن العمل؛ فإذا كان الجهاز يعيد التشغيل باستمرار فابحث عن السبب الحقيقي كميزانية PoE أو الكابل أو عطل الجهاز نفسه. كما يتيح محوّل Lite-Managed مثل KP-0406H4SLMT إدارة تشغيل PoE وإيقافه من صفحة الويب، فيمكنك إعادة تشغيل الجهاز يدويًا.

تحدد معايير الكابلات النحاسية (IEEE 802.3 وTIA-568 وISO/IEC 11801) حدًا أقصى قدره 100 متر لـ 10BASE-T و100BASE-TX و1000BASE-T: 90 مترًا من الكابل الثابت مضافًا إليها 10 أمتار كحد أقصى من وصلات التوصيل (Patch Cord)؛ وما زاد على ذلك يسبب ضعف الإشارة وهبوط جهد PoE فتحدث انقطاعات وإعادات تشغيل. أمامك ثلاثة حلول عملية: ضع محوّل PoE أو مكرّر PoE في منتصف المسار ليبقى كل مقطع أقل من 100 متر؛ أو استخدم الألياف الضوئية مع محوّل وسائط (Media Converter) أو وحدة SFP وأمّن طاقة محلية أو محوّل PoE عند الطرف الآخر؛ أو استخدم وضع Extend في المحوّلات التي يتوفر فيها، مثل سلسلة AI PoE+‎ من KDT، للوصول إلى 250 مترًا بسرعة 10 Mbps. وللمسافات الطويلة جدًا أو المسارات الخارجية تبقى الألياف الضوئية أكثر الخيارات موثوقية، لأنها لا تخضع لحد 100 متر، ولأنها إذا كانت غير معدنية تقطع كذلك مسار الجهود المستحثة بالصواعق.

في محوّلات AI PoE+‎ من KDT مثل KP-0403H2FT وKP-0803H2FT وKP-0804H4SF يؤدي تشغيل مفتاح DIP المخصص (الرقم 2 في أول طرازين والرقم 1 في KP-0804H4SF) إلى زيادة طول كابل الكاميرا من 100 متر إلى 250 مترًا. وبحسب أوراق بيانات هذه الطرازات، تعمل الوصلة عند 250 مترًا بسرعة 10 Mbps أي 10BASE-T على كابل Cat5 أو أفضل، بينما تذكر أوراق البيانات لسرعتي 100 Mbps و1 Gbps نحو 100 إلى 120 مترًا فقط. وهذه المسافة تتجاوز حد المعيار IEEE 802.3 وتتوقف على جودة كابل النحاس الصلب، لذلك اختبرها دائمًا بعد التركيب بجهاز اختبار أو بصورة الكاميرا الفعلية. أما الحد الآخر فهو القدرة: فمقاومة كابل طوله 250 مترًا تبلغ 2.5 ضعف مقاومة كابل طوله 100 متر، فتفقد كاميرا بقدرة 12 W نحو 1.5 W في الكابل عند هذه المسافة وتظل تعمل، لكن جهازًا بقدرة 25 W من نوع PoE+‎ لا يحصل هناك على قدرة كافية؛ كما يجب أن يتسع تدفق فيديو الكاميرا كله ضمن 10 Mbps.

هذه المحوّلات (مثل KP-0403H2FT وKP-0803H2FT وKP-0804H4SF) غير قابلة للإدارة وجاهزة للتشغيل مباشرة (Plug & Play): ليس لها صفحة ويب ولا واجهة CLI، وتختار وظائفها الذكية الثلاث بمفتاح DIP على اللوحة الأمامية: VLAN لعزل المنافذ عن بعضها، وExtend للوصول إلى 250 مترًا، وWatchdog لإعادة تشغيل الجهاز المتوقف عن الاستجابة تلقائيًا. وتختلف أرقام المفاتيح بين الطرازات: ففي KP-0403H2FT وKP-0803H2FT يكون المفتاح 1 لـ VLAN والمفتاح 2 لـ Extend ويكون Watchdog مفعّلًا افتراضيًا، وفي KP-0804H4SF يكون المفتاح 1 لـ Extend والمفتاح 2 لـ VLAN والمفتاح 3 لـ Watchdog والمفتاح 4 لخيار 2.5G SFP. لذلك اقرأ دائمًا الملصق على اللوحة وورقة بيانات طرازك بالتحديد، وتذكّر أن كل وظيفة تسري على المنافذ المذكورة في ورقة البيانات فقط.

سعة التبديل (Switching Capacity) هي مجموع سرعات جميع المنافذ مضروبًا في 2، لأن كل منفذ يرسل ويستقبل في وقت واحد (Full Duplex). فمثلًا 24 منفذًا بسرعة 1 Gbps و4 منافذ بسرعة 10 Gbps تعطي 24 × 1 + 4 × 10 = 64 Gbps و2 × 64 = 128 Gbps، وهو الرقم المعلن لـ KP-2404H5SM3U؛ فإذا لم تكن السعة المعلنة أقل من هذا الرقم فالمحوّل من نوع Non-Blocking أي يمرّر جميع المنافذ في وقت واحد بأقصى سرعة. ويبيّن معدل التمرير (Forwarding Rate) أداء المحوّل مع الحزم الصغيرة ويُقاس بوحدة Mpps أي مليون حزمة في الثانية: كل 1 Gbps مع حزم حجمها 64 بايتًا يساوي 1.488 Mpps، فيكون لدى التوليفة نفسها من المنافذ 24 × 1.488 + 4 × 14.88 ≈ 95.2 Mpps (ويعلن KC-2800H5SM3 قيمة 95.23 Mpps بهذه التوليفة، وهذه القيمة باتجاه واحد). وتذكر بعض أوراق البيانات، مثل سلسلة Carbon، الرقمين باتجاهين (Bidirectional)، مثل 408 Gbps و607.1 Mpps، فلا تقارن إلا بين أرقام محسوبة بالطريقة نفسها؛ وفي أنظمة المراقبة يكون عنق الزجاجة عادةً في الوصلة الصاعدة أو منفذ NVR لا في سعة التبديل.

تربط الوصلة الصاعدة المحوّل بالجهاز الأعلى منه (المحوّل الرئيسي أو NVR أو الخادم أو جهاز التوجيه)، ولأن حركة جميع المنافذ تمر عبرها يجب أن تكون أسرع من منافذ الكاميرات، وتكون عادةً 1 Gbps أو 10 Gbps. وتعمل الوصلة الصاعدة من نوع RJ45 على كابل نحاسي حتى 100 متر؛ أما منفذ SFP فيستقبل وحدة قابلة للفصل ويغطي مع الوحدة المناسبة مسافات أطول، مثل 1000BASE-SX حتى 550 مترًا على ألياف متعددة الأنماط بقطر 50 ميكرون و1000BASE-LX10 حتى 10 كيلومترات على ألياف أحادية النمط. ولمنفذ SFP+‎ الحجم نفسه لكنه يعمل بسرعة 10 Gbps، أما منفذ Combo فهو منفذ فيزيائي واحد مشترك بين RJ45 وSFP ولا يكون نشطًا منهما في الوقت نفسه إلا واحد؛ فمثلًا يضم KP-2408H4SMU أربعة منافذ Combo. وإذا كانت المحوّلات في مبانٍ منفصلة أو على مسافة تزيد على 100 متر فاختر SFP مع الألياف الضوئية وانتق الوحدة والألياف وفق موضوع الألياف الضوئية؛ وإذا كانت عدة محوّلات تتصل بجهاز NVR أو خادم واحد فاستخدم 10 Gbps أو وصلتين صاعدتين مع LACP.

نعم، فبتجميع الوصلات (Link Aggregation) وفق المعيار IEEE 802.3ad الذي أصبح الآن جزءًا من IEEE 802.1AX ويسمى بروتوكوله LACP، تظهر عدة كابلات كوصلة منطقية واحدة؛ فوصلتان بسرعة 1 Gbps تعطيان نحو 2 Gbps من السعة الإجمالية، وإذا انقطعت إحداهما واصلت الأخرى العمل. ويجب أن يدعم طرفا الوصلة التجميع وأن يُضبط عليهما، لذلك لا يكون ذلك ممكنًا عادةً مع المحوّل غير القابل للإدارة. وتُوزَّع الحركة على الوصلات بحسب قيمة تجزئة للعناوين، ويمر كل تدفق، مثل كاميرا واحدة إلى NVR، عبر وصلة واحدة؛ لذلك يفيد التجميع عندما تمر حركة أجهزة كثيرة عبر الوصلة الصاعدة، أما لزيادة سرعة تدفق واحد فتحتاج إلى وصلة أسرع مثل 10 Gbps. وفي منتجات KDT تذكر أوراق بيانات KC-2800H5SM3 وKC-3800H5SM3 المعيار 802.3ad، وتدعم سلسلة Carbon حتى 64 مجموعة تجميع.

تقسّم VLAN شبكة فيزيائية واحدة إلى عدة شبكات منطقية باستخدام معيار الوسم IEEE 802.1Q؛ ومعرّف VLAN رقم بين 1 و4094، ويُضاف إلى الإطار وسم من 4 بايتات. ويعطي المنفذ من نوع Access شبكة VLAN واحدة بلا وسم للكاميرا أو الحاسوب، بينما ينقل المنفذ من نوع Trunk عدة شبكات VLAN موسومة بين المحوّلات وإلى NVR أو جهاز التوجيه. وفي أنظمة المراقبة يؤدي فصل الكاميرات (مثل VLAN 20) عن الشبكة المكتبية (VLAN 10) والهواتف (VLAN 30) إلى ألّا يصل بث الكاميرات العام (Broadcast) وبثها المتعدد (Multicast) إلى أجهزة الحاسوب، وإلى ألّا يصل مستخدمو الشبكة المكتبية إلى الكاميرات دون المرور بجهاز توجيه أو جدار حماية. وتتطلب شبكات VLAN القابلة للضبط وفق 802.1Q محوّلًا من نوع Lite-Managed أو قابلًا للإدارة (فمثلًا يدعم KP-0406H4SLMT المعيار 802.1Q وPort VLAN)، ولا يمكن تبادل الحركة بين شبكات VLAN إلا عبر جهاز من الطبقة 3 مثل جهاز توجيه أو محوّل من الطبقة 3.

تحدد QoS للمحوّل أي الحزم يرسلها أولًا أو يتخلص منها عند الضرورة حين يكون المنفذ أو الوصلة مزدحمًا؛ لذلك لا يظهر أثرها إلا وقت الازدحام ولا تغيّر شيئًا إذا لم تكن الوصلة مشغولة. ويصنّف المحوّل الحزم بحسب الأولوية 802.1p (ثلاث خانات ثنائية، بقيمة من 0 إلى 7) أو DSCP (مثل EF أي 46 للصوت) ويرسلها عبر طوابير مختلفة، كما يستطيع تحديد سرعة المنفذ (Rate Limit). ومن استخداماتها الشائعة أن تمر أصوات الهواتف IP أو الإعلانات الصوتية على الوصلة نفسها التي تمر عليها الكاميرات وبيانات المكتب دون أن تتأخر أو تنقطع، أو أن يلزم تقاسم وصلة صاعدة بين عدة خدمات. وQoS ليست بديلًا عن عرض النطاق الترددي، لذلك اختر سعة الوصلة أولًا بشكل صحيح (مثل وصلة صاعدة بسرعة Gigabit)؛ وفي منتجات KDT يدعم KP-0406H4SLMT خاصية QoS والتحكم في معدل المنفذ.

في البث المتعدد يرسل مرسل واحد التدفق إلى مجموعة من المستقبلات وعنوان الوجهة بين 224.0.0.0 و239.255.255.255، لكن المحوّل الذي لا يدعم IGMP Snooping يوصله إلى جميع منافذ شبكة VLAN كما يفعل مع البث العام (Broadcast)؛ فمثلًا 32 كاميرا ترسل بثًا متعددًا بسرعة 4 Mbps لكل منها تعني 128 Mbps على كل منفذ، وهذا يُشبع المنافذ ذات 100 Mbps ونقاط الوصول اللاسلكية. ومع IGMP Snooping يستمع المحوّل إلى رسائل الانضمام (IGMP Join) ولا يمرّر كل مجموعة إلا إلى المنافذ التي طلبتها. ويجب أن يوجد في كل شبكة VLAN مستعلم IGMP Querier، أي جهاز توجيه أو محوّل من الطبقة 3 أو المحوّل نفسه، لكي تبقى العضويات محدَّثة، ولا يتوفر ذلك عادةً في المحوّل غير القابل للإدارة. وإذا كانت الكاميرات ترسل البث الأحادي (Unicast) فقط، مثل RTSP المعتاد، فلا حاجة إلى IGMP Snooping؛ وفي منتجات KDT تتضمن سلسلة Carbon هذه الخاصية في الترخيص الأساسي.

عندما يُوصل أكثر من مسار بين نقطتين في الشبكة، مثل وصلة توصيل تربط مأخذي حائط أو منفذين في المحوّل نفسه، تدور حزم البث العام (Broadcast) إلى ما لا نهاية وتملأ الوصلات في ثوانٍ؛ وعلاماتها وميض جميع المؤشرات بسرعة وتوقف الشبكة كلها. ويُبقي STP (المعيار IEEE 802.1D) ونسخته الأسرع RSTP (المعيار 802.1w) المسارات الزائدة محجوبة ولا يفعّلها إلا عند تعطل المسار الرئيسي؛ وقد يستغرق STP في أسوأ الحالات من 30 إلى 50 ثانية للتعافي، أما RSTP فيستغرق عادةً نحو ثانية إلى بضع ثوانٍ أو أقل، لذلك فعّل RSTP. واضبط المنافذ الموصولة بالكاميرات وNVR كمنافذ حافة Edge Port أو PortFast لتعمل فور توصيلها، وفعّل BPDU Guard على هذه المنافذ ليُحجب المنفذ إذا وُصل محوّل زائد، واستخدم Storm Control وLoop Protection حيثما تتوفر. ولا يدعم المحوّل غير القابل للإدارة STP عادةً، فاحرص عند مدّ الكابلات؛ وإذا حدثت عاصفة بث فافصل الكابلات واحدًا واحدًا حتى تجد الوصلة المعيبة. وفي منتجات KDT تذكر أوراق بيانات KC-2800H5SM3 وKC-3800H5SM3 المعايير 802.1D و802.1w و802.1s، وتدعم سلسلة Carbon بروتوكولات STP وRSTP وMSTP.

استخدم عدة طبقات معًا: أولًا عطّل المنافذ غير المستخدمة وضع الكاميرات في شبكة VLAN منفصلة. ثانيًا فعّل Port Security على منافذ الكاميرات ليتعلم المحوّل عنوان MAC المسموح فقط (أو عنوانَي MAC كحد أقصى) ويحجب المنفذ عند ظهور عنوان MAC مجهول. ثالثًا إذا كانت الكاميرات تدعم 802.1X فاستخدم مصادقة 802.1X مع خادم RADIUS، وللكاميرات التي لا تدعمه استخدم MAB أي MAC Authentication Bypass، مع تذكّر أن MAB يمكن خداعه بنسخ عنوان MAC. وقيّد كذلك إدارة المحوّل نفسه باستخدام HTTPS أو SSH وقائمة عناوين IP مسموح بها إن أمكن. وفي منتجات KDT يوفّر KP-2408H4SMU وKP-0406H4SLMT ميزات مثل Port Security وAccess IP List و802.1X MAB وHTTPS.

ينسخ Port Mirroring (أو SPAN) في المحوّل الحركة الداخلة والخارجة لمنفذ أو أكثر إلى منفذ آخر؛ فتصل حاسوبًا محمولًا يعمل عليه Wireshark بالمنفذ الوجهة وترى الحزم دون فصل الكاميرا أو NVR. وفي صفحة Port Mirror تحدد المنفذ المصدر (مثل منفذ كاميرا أو منفذ NVR) والمنفذ الوجهة؛ وفي منتجات KDT يوفّر المحوّل KP-0406H4SLMT من نوع Lite-Managed خاصية Port Mirror. ويُستخدم المنفذ الوجهة أثناء التحليل للتقاط الحزم فقط ولا تمر عبره حركة عادية؛ وإذا زاد مجموع حركة المصادر على سرعة المنفذ الوجهة فُقدت بعض الحزم (مثل منفذين مزدحمين بسرعة 1 Gbps ينسخان إلى وجهة بسرعة 1 Gbps). ولا يوفّر المحوّل غير القابل للإدارة هذه الخاصية عادةً.

يُصنع المحوّل الصناعي لأماكن تكون فيها الحرارة والاهتزاز والغبار والضجيج الكهربائي أسوأ منها في غرفة الخوادم: هيكل معدني متين، وتركيب على سكة DIN، ونطاق حرارة تشغيل أوسع بكثير، ومدخلا طاقة DC مزدوجان (Redundant)، وحماية أفضل من الضجيج وزيادات الجهد. فمثلًا يمتد نطاق حرارة التشغيل لمعظم محوّلات Platinum العادية من KDT من سالب 15 إلى 50 °C، بينما صُمّم الطرازان الصناعيان KP-0402H4SMIUH وKP-0804H5SMIUH بهيكل من الألومنيوم وتركيب DIN-Rail لنطاق من سالب 40 إلى 80 °C ولمدخلي طاقة بجهد 48 إلى 54 V DC. اختر المحوّل الصناعي للوحات الكهرباء والحاويات وغرف المضخات والخزائن الخارجية غير المهوّاة؛ أما لغرفة الرفوف أو مبنى المكاتب فالمحوّل العادي كافٍ وأرخص. واختر مصدر طاقة DC بحسب ميزانية PoE مع هامش 20%، ووصّل مصدرين مستقلين بالمدخلين ليستمر المحوّل في العمل إذا تعطل أحدهما.

في طوبولوجيا الحلقة تُوصل المحوّلات على شكل دائرة، فإذا انقطع كابل وصلت الحركة إلى وجهتها من الاتجاه الآخر؛ لكن الحلقة بلا بروتوكول تسبب Loop وعاصفة بث، لذلك يجب أن يُبقي بروتوكول أحد الوصلات محجوبة ويفتحها عند حدوث عطل. وRSTP أي المعيار IEEE 802.1w متوفر في معظم المحوّلات القابلة للإدارة تقريبًا، لكن زمن التعافي فيه يتوقف على حجم الحلقة ويتراوح عادةً بين بضع مئات من الميلي ثانية وبضع ثوانٍ. أما ERPS المعرَّف في المعيار ITU-T G.8032 فمصمم خصيصًا لحلقات إيثرنت ويستهدف التعافي خلال نحو 50 ms أو أقل، وهو أمر مهم للفيديو المباشر والتحكم الصناعي دون انقطاع ملحوظ؛ ويجب أن تدعم جميع محوّلات الحلقة ERPS. وفي منتجات KDT تذكر ورقة بيانات سلسلة Carbon، مثل KS-C24G-TP-6YQ، خاصية ERPS مع تعافٍ أقل من 50 ms وخاصيتي RSTP وMSTP مع تعافٍ أقل من 1 s، ويحتاج وضع الحلقات المتعددة في ERPS إلى ترخيص اختياري.

تلحق الصاعقة الضرر بالمعدات عادةً بتحريض جهد على الكابلات الخارجية، وليس بالضربة المباشرة وحدها، ويُعد كابل الشبكة أحد مسارات دخولها. والحماية متعددة الطبقات: واقٍ من الطفرات (SPD) للإيثرنت مناسب لـ PoE عند طرفي كل كابل يخرج من المبنى، أي بجوار الكاميرا وقرب مدخل المبنى أو المحوّل؛ وسلك تأريض قصير وسميك من الواقيات إلى منظومة تأريض مشتركة واحدة كي لا ينشأ فرق جهد بين المعدات؛ وإن أمكن استخدام ألياف ضوئية غير معدنية بين المباني تغلق مسار الجهد المستحث. أما الحماية الداخلية للمحوّل نفسه، التي تذكرها بعض أوراق البيانات بمستوى اختبار الطفرات وفق IEC 61000-4-5، فليست بديلًا عن الواقي الخارجي، ويجب أن يكون الواقي متوافقًا مع نوع PoE المستخدم أي af أو at أو bt. وركّب المحوّل كذلك مع تأريض سليم وعلى تغذية كهربائية محمية من التذبذبات أو عبر جهاز UPS.

انظر أولًا إلى حالة الوصلة وحالة PoE للمنفذ: فإذا كانت الوصلة أو كهرباء المنفذ تنقطع وتعود باستمرار فالمشكلة في التغذية أو الكابل أو الموصل؛ وإذا كانت الوصلة مستقرة لكن الصورة تتقطع فابحث في الشبكة والوصلة الصاعدة والإعدادات. وإذا كان المحوّل يعرض إحصاءات المنافذ (في طرازات Lite-Managed والقابلة للإدارة) فافحص عدّاد أخطاء CRC أو FCS؛ وارتفاع الرقم يعني وجود عيب في الكابل أو الموصل أو التوصيل. وهناك ثلاثة اختبارات سريعة: انقل الكاميرا نفسها إلى منفذ آخر بكابل قصير سليم، ووصّل كاميرا سليمة بالمنفذ المشتبه به، وقارن مجموع قدرة PoE المسحوبة بميزانية المحوّل (وخاصة ليلًا عندما يعمل IR). وإذا انقطعت جميع الكاميرات في وقت واحد فاشتبه في حلقة أو في STP أو في تشبّع الوصلة الصاعدة، ويوفّر استخدام جهاز اختبار الكابلات أو جهاز اختبار PoE، الذي يعرض الطول والتوصيل والجهد، كثيرًا من الوقت.

نعم. لا يوجد حد ثابت لعدد المحوّلات التي يمكن ربطها على التوالي (فقاعدة 5-4-3 القديمة كانت تخص المكرّرات وشبكات الوسط المشترك فقط)، ويجب أن يقل طول كل كابل بين محوّلين عن 100 متر. أما الحدود الفعلية فهي عرض نطاق الوصلة الصاعدة وميزانية PoE: فكل وصلة تحمل حركة جميع الكاميرات الموجودة خلفها، فإذا كان NVR عند المحوّل الأول وكانت هناك أربعة محوّلات في سلسلة لكل منها 16 كاميرا بسرعة 4 Mbps لكل كاميرا، فإن الوصلة بين المحوّل الأول والثاني تحمل 48 كاميرا أي 48 × 4 = 192 Mbps، وهذا مريح على وصلة 1 Gbps لكنه مستحيل على وصلة 100 Mbps. ولكل محوّل ميزانية PoE ومصدر تغذية خاص به. وعمليًا أبقِ السلسلة قصيرة (ثلاثة أو أربعة محوّلات قاعدة تجريبية شائعة وليست معيارًا) أو صِل كل محوّل بمحوّل مركزي على شكل نجمة، لأن تعطل محوّل أو وصلة في المنتصف يفصل كل المحوّلات التي خلفه؛ ولمزيد من المرونة استخدم حلقة مع RSTP أو ERPS.