為IP監控而生！合勤PoE交換器讓IP Cam安裝管理更容易，支援250公尺長距離供電還能防雷擊
為IP監控而生！合勤PoE交換器讓IP Cam安裝管理更容易，支援250公尺長距離供電還能防雷擊
根據市場調查機構MarketsandMarkets調查報告，從2018年到2023年，全球IP Cam的市場會從368.9億美元成長到683.4億美元，這是一個還有很大成長空間的市場。因為看中這個市場的發展，合勤旗下的交換器產品線新增專門滿足IP監控需求的PoE交換器GS1300、GS1350兩個系列。
所謂的PoE（Power Over Ethernet）是指在不用更動現有乙太網路的布線架構下，可以直接使用網路線來得到電力供應，讓終端的設備不需要另外尋找電源就可以使用。像現在很普遍的IP電話、無線AP或是網路攝影機，都可以使用PoE的方式從網路線直接得到直流供電。這是十分方便的功能，讓使用者不需要為終端的設備另外尋找電源，在同一條網路線上就可以傳送資料和電力。
為什麼推出專為IP監控設計的PoE交換器？
從合勤自己的銷售數據來看，合勤交換器的使用者有大部分是拿來應用在IP監控的IP Cam布建上。這也促使合勤去思考應用在IP Cam監控領域的交換器應該要強化哪些功能，才能優化使用者的體驗。在詢問了許多經銷商的意見後，一般IP Cam的經銷商最常遇到的問題，就是IP Cam和交換器的搭配上常常會出現不相容的情形，因為許多IP Cam廠商會自己做交換器來和自己的監視器產品做搭配一起銷售。但是開發交換器並非這些IP Cam廠商的專業，因此他們做出來的交換器和標準的相容性就沒有那麼的好，也不夠穩定。和他們自己的設備搭配也許沒有問題，當用戶更換其他的設備時，常會遇到相容性的問題，使用情境比較受限。
由於這些IP Cam或是IP Cam廠商生產的交換器缺乏專業設計，不相容於一些網路的標準，合勤試著從交換器的角度去解決問題，於是誕生了GS1300和GS1350這兩組PoE系列的交換器。GS1300系列定位為簡易型的PoE交換器，GS1350系列則是管理型的PoE交換器 。
專為IP Cam所設計的PoE交換器有哪些特點？
連接埠數量迎合最常見的需求
一般常見的交換器連接埠的數量是8埠、24埠或48埠，不過IP Cam監視的組合常常是8的倍數，譬如8個頻道、16個頻道、24個頻道等等，而且一般IP監控應用只要安裝的角度能夠互相覆蓋，達到監控整個場域範圍即可，很少會在同一個區域內布設過多的監視器，整體來說，在合勤的經驗裡，8埠的交換器是最受歡迎的。
在經過研究和調查後，得出的結論是8埠、16埠和24埠的規格最符合現在市場上IP Cam的使用情境，因此在連接埠PoE的供電規劃上也以這三種組合為主。
為IP Cam提供充足的電力
舉個例子，IP Phone對電力的需求大概7、8W就夠了，從規格面來看，802.3af的規範是15.4W，扣掉網路線的電力損耗，穩定功率大約是13W；而802.3at則可以提供25.5W的電功率，但有些特殊的攝影機需要更高的瓦數，像是60W、75W和90W，要如何支援更進一步的規範呢？把主要情境跟特殊需求納入考量後，合勤決定以每個連接埠可以支援802.3at的IP Cam為規劃，去滿足最大宗的需求，當有更高的供電需求時，GS1350系列有一款型號可以支援802.3bt規範，因此可以做到單機單孔支援60W的供電，讓特殊的監視器使用。
延伸供電距離，讓偏遠的攝影機也能吃飽電
一般的乙太網路PoE供電大概可以達到100公尺的距離，這是原本乙太網路的限制；但是有些IP Cam會布建在距離較遠的地方，像是飯店或是某些戶外需要監控的地方，安裝的距離經常會超過100公尺。在這種情況下，一種解法是在IP Cam所在的位置就地取電，也可以在線路中途串接第2台或第3台交換器，或是再額外使用PoE供電模組的解決方案來提供所需的電力。這樣做設備會變多，意味著費用和管理成本都變高，管理變得更複雜。
是否有辦法利用標準的技術，去延長它的供電距離呢？合勤的做法是在符合乙太網路的規範下，把原本1Gb/sec的傳輸速率降頻到10Mb/sec；按照乙太網路的規範，在這個傳輸速率下，傳輸的距離就可以從100公尺延長到250公尺，用這樣的方法，就可以解決部分遠距離IP Cam的供電問題。
降低網路速度會影響畫質嗎？IP Cam的影像畫質在現有1080P、每秒25個影格，使用H.264的壓縮格式，只需要3.5Mb/sec的網路速度，因此即使降頻到10Mb/sec的傳輸速率，仍然可以保有良好的影像品質，但卻可以大大延長監視鏡頭安裝的距離，保有更彈性的布建空間。
以簡易型的GS1300系列交換器來說，直接在機身上提供撥片開關，先把撥片開關切換到正確位置，按下「套用」鍵即完成設定。交換器上其中2埠或4埠的傳輸速度會從1Gb/sec降速到10Mb/sec，但同時傳輸距離也會從原來的100公尺延長為250公尺。而其他的Port則維持原來的傳輸速率不變。因為大部分的設備不會故意安裝到那麼遠的地方，這是為了少數例外的情況所設計的。
那市面上其他主流的交換器怎麼做？有些是需要用戶進行特別的設定，否則預設使用最高速的1Gb/sec運作。即使比較貼心一點的，在機身設計單一的開關，但只能做到全部網路埠都跑1Gb/sec，或是都跑10Mb/sec，這樣的機器如果沒有設計專用的Uplink Port，那麼使用這種方式有可能影響上傳的速度，讓應用的彈性變低。
專用的上行鏈路埠，傳輸資料不塞車
上行鏈路埠（Uplink Port）可以讓交換器的資料和上一層的聚集交換器做整合，設計專有的Uplink Port是基於頻寬和傳輸效能的考量。因為所有Port的資料都會從Uplink Port出去，如果Uplink Port的頻寬設計不夠大，那麼資料就會塞車出不去。
有些品牌的交換器為了節省成本，並沒有專屬的Uplink Port，而是佔用一個原來的連接埠做為Uplink Port，這種做法一來佔用了一個PoE的連接埠，讓IP Cam的布建和規劃可能會受到一些影響，同時在Uplink Port的上行頻寬上也無法有很好的支援。
合勤這兩個系列的交換器都有專屬的Uplink Port，而其中可以連接光纖模組或RJ-45網路線。這可以確保合勤交換器的連接埠都可以連接IP Cam，還有專屬的上行介面連接埠可以和上一層的聚集交換器做整合。
自動救援幫管理者省下大量巡視與管理時間
當IP Cam當機時，很多時候只需要重新開機就可以解決問題，如果沒有自動重啟的功能，管理人員就必須到現場才能處理問題。先把網路線拔掉再重插看看，然後再去看看IP Cam的燈號正不正常、看看監視器有沒有畫面，來來回回跑個幾次才能把問題處理完。
這時如果有「自動救援」的功能，就可以遠端重新關開機，讓設備恢復正常運作。但想要把自動重開機做到好用，有許多細膩的工夫要做好，不是只有斷電、復電這麼簡單。因為每支IP Cam的特性都不一樣，關機後，電感電容元件需要多久的時間才能再重新復電開機；開機後，又需要多久時間再去Ping它，才能得到反應，每一支IP Cam的情況都各不相同。
舉例來說，有一支設備沒有反應，管理員在遠端斷電，相隔不到3秒馬上復電，可能IP Cam根本來不及正常開機；又或者一復電，還沒有等到IP Cam完整的開完機，就急著馬上去Ping，然後Ping不到這支機器，讓它斷電再復電，於是就無限的鬼打牆在那裡繞來繞去。想要避免這些不合理的管理做法，在設計這些功能時，需要考量：
- 要多久沒有反應才重新開機？
- 需要關機多久才能復電開機？
- 開機後多久再重新確認開機完成了沒有？
- 需要重開機幾次沒反應才放棄？
這些參數都需要把每一支終端設備測試一遍，才知道在管理網頁上要如何設定，如何和PoE交換器做搭配。不然就會遇到上述的情況，進入一個無限的迴圈，本來重開機就能解決的問題，變成永遠也開不了機，非得等到有人員到現場去處理。
雖然現在市面上有許多機種號稱具有自動救援的功能，但是如果這個部分的細節沒有多加考量，那麼事實上是無法確保可以正常開機的。如何做到準確的重開機，有獨門的技術含量在裡頭。
交換器在升級維護時，IP Cam依然有電可用
另外一個需要考量的問題，是網管型交換器本身維護的問題，管理型PoE交換器本身需要韌體更新，以往的做法就是完成韌體升級之後再重新開機。但因為它本身也為終端的設備供電，因此當PoE交換器韌體更新時，也意味著連接到這台交換器上所有的IP Cam同時失去作用。接著當交換器完成更新升級開機後，IP Cam開機也需要時間，整個服務中斷的時間就會變得很長，監視器喪失功能的時間愈長，愈容易造成安全上的漏洞。
因此合勤的做法是，在交換器韌體更新、恢復原廠設置或是套用新的設定檔時，交換器供電的功能都不會中斷。雖然在停機的時候，交換器沒有辦法把IP Cam的影像傳送到監管中心去，但是因為交換器本身不斷電，所以IP Cam本身的功能並沒有受到影響，一旦交換器本身完成更新，IP Cam馬上可以恢復作業，而不需要再等待IP Cam的開機時間。
有些IP Cam本身具有SD卡或其他的儲存裝置，那麼這樣的設計就可以保證交換器在更新的時候，不會影響到IP Cam的運作，IP Cam仍然可以持續的錄影，把影像資料保存在內建的儲存裝置中，等到連線穩定時，再把這些影像傳送到雲端。
能不能達到250公尺供電距離，跟IP Cam大有關係
合勤在測試各家IP Cam和自家交換器的相容性時，發現如果想要把安裝距離延長到250公尺的長度時，有些使用的情境是受到限制的。IP Cam的延伸距離能不能達到250公尺和IP Cam本身的設計有很大的關係。在這些測試中，發現有些品牌的IP Cam基本上都沒有什麼問題，但許多白牌的產品其電信特性比較差，就有可能沒法達到250公尺，這也是為什麼合勤找了各式各樣的IP Cam來做測試的原因，想了解哪些品牌、哪些設備沒有辦法達到250公尺的距離。
如果真有這種情況，合勤的建議是可以先更換線材，把網路傳輸線從Cat.5e的線材換成Cat 6的線材。這可能會讓某些問題獲得解決，達到250公尺的傳輸距離。但也發現有些設備的電信特性糟糕到即使更換線材也沒用，不管怎麼做都沒法達到250公尺的傳輸距離。
但在實際測試中，即使是最糟糕的IP Cam沒有辦法到達250公尺的距離，但大致上也都可以到達200公尺的傳輸距離。所以經銷商在規劃之前可以先詢問合勤的相容性測試結果，看哪些廠牌、哪些型號的IP Cam在搭配上會比較合適。
如何安全供電給IP Cam大有學問
原本PoE供電的模式是PoE交換器會自動和受電裝置互相討論所使用的供電標準和需要多少的電量，再提供所需要的電力給受電裝置。
當交換器切換到250公尺的模式時，長距離供電除了設備本身的耗電外，還有線材的耗電需要考慮，因此交換器會透過傳輸速率和供電模式上的調整，確保在符合標準下有足夠的電力供應遠端受電裝置安全地運作。有別於傳統印象需要提升電壓電流才能讓電力傳輸更遠，合勤的交換器不會給予過高的電量，造成設備故障。
所以交換器想要把終端延伸到250公尺做好，需要非常多的學問。丁弘培說：「供電的這個部分不是只有我們這麼做，但是我們做的更完整。」
雷擊和靜電保護機制，避免環境因素的破壞
IP Cam除了用於監控室內環境，也經常安裝在戶外使用。既然安裝在戶外，以台灣夏日常有午後雷陣雨來說，遇到雷擊的機會很高，如果缺乏適當的保護，一旦雷擊就可能造成IP Cam的損壞，甚至讓連接的網路埠故障。
一般平價的交換器對於防雷擊和靜電的保護沒有特别的設計。合勤在這部分則有專利的設計，可以防止雷擊突波和靜電放電，讓雷擊的保護力達到4KV，靜電的保護達到15KV，這樣的保護能力是一般市面上產品的4倍，有很高的防護能力。
未來可支援雲端平台，具備雙模管理能力
在管理型的交換器上還多了一個Restore的回復鍵設計。這個設計是為了防範有些管理者可能做了錯誤的設定，讓設備沒有辦法正常的運作，以往在這樣的情況之下，通常要管理者到現場，想辦法修改設定，讓設備重新取得連線，這樣就會變得非常麻煩，還需要花費更多的時間。
以往的做法常常只設計一個關機開機的按鍵，讓交換器可以在斷電復電之後，再套用之前的設定。但這種設計最大的問題，就是因為前一個設定錯誤才造成無法連線，若再恢復套用同樣的錯誤設計也是無濟於事。
合勤的做法就是把一個運作良好的「Golden Sample」設定備份下來，當設備出現問題時，不是套用前一個設定，而是把這個運作正常的設定版本叫出來套用。這樣的機制在設備出問題時，如果第一時間MIS或是代管人員沒有辦法到現場時，可以讓現場的人員快速處理，讓設備恢復連線，那麼MIS就可以接手從遠端處理後續的工作。
合勤的星雲(Nebula)智慧雲網路管理平台也都有類似的Rollback防呆設計，當設備沒有辦法連到雲端伺服器時，就可以回復到之前正常的設定。
目前GS1350系列交換器還沒有和星雲(Nebula)智慧雲網路完成整合，但是預計在明年會支援星雲(Nebula)，屆時GS1350系列交換器就會變成支援「雙模」的設備。如果有些監控環境是獨立的網路，不允許上雲端，那麼就可以使用單機的方式來管理，有些設備是需要透過網際網路從遠端來監看，確認攝影機的即時狀態，在這樣的情況下就有可能被雲端管理。而這些管理介面也都被行動化，使用APP就可以直接在手機上管理和監看交換器。
整體來說，交換器的技術發展到現在已經相當的成熟，合勤此次主要是從IP Cam的實際應用場景，在管理細節、高倍防護、簡單易用、容易維護等角度切入，推出的GS1300和GS1350系列交換器，讓使用者在規劃自己的監控環境時，能有更安全、更方便也更彈性的選擇。