Switches para CFTV IP: portas, throughput, backplane e boas escolhas

O que um switch faz no CFTV IP (e por que ele vira gargalo)

No CFTV IP, o switch é o “ponto de encontro” do tráfego: cada câmera envia vídeo pela rede e o switch precisa receber, comutar e encaminhar esses pacotes para o NVR/servidor, para um uplink (outro switch/roteador) e, às vezes, para estações de monitoramento. Se o switch não tiver capacidade suficiente, surgem sintomas típicos: travamentos no ao vivo, perda de frames, câmeras “offline” intermitentes e gravações com falhas.

Selecionar um switch para CFTV não é só contar portas. É avaliar: quantidade de portas e uplinks, capacidade de comutação (backplane), taxa de encaminhamento (forwarding rate), suporte a jumbo frames quando fizer sentido, e recursos de gerenciamento que ajudam a isolar e estabilizar o tráfego de vídeo.

Checklist de seleção: o que olhar na ficha técnica

1) Número de portas (e tipo: 10/100 vs Gigabit)

• Portas para câmeras: conte quantas câmeras vão entrar naquele switch e reserve folga (ex.: 8 câmeras → switch de 10/16 portas, dependendo do crescimento).
• Velocidade: prefira Gigabit (10/100/1000). Switch 10/100 pode funcionar em projetos pequenos, mas limita uplinks e pode virar gargalo quando várias câmeras somam tráfego (principalmente com NVR remoto, múltiplos clientes ou câmeras de maior bitrate).
• Portas PoE: se as câmeras forem PoE, verifique quantas portas PoE existem (nem sempre todas as portas são PoE) e o orçamento de potência (PoE budget). Mesmo que o foco aqui seja comutação, em CFTV PoE é parte crítica da escolha.

2) Uplinks: como o tráfego sai do switch

Uplink é a porta que liga o switch ao NVR, a outro switch ou ao restante da rede. Em CFTV, o uplink costuma concentrar o tráfego de todas as câmeras daquele switch.

• Uplink Gigabit dedicado: ideal quando as portas de câmera são 10/100. Assim, o “funil” de saída é maior.
• 2 uplinks: útil para topologias em cascata (um switch alimenta outro) ou para separar rede de CFTV e rede corporativa (quando houver VLAN/roteamento).
• SFP/SFP+ (fibra): relevante em distâncias maiores ou quando você precisa de backbone mais robusto (1G/10G).

3) Capacidade de comutação (backplane / switching capacity)

A capacidade de comutação (geralmente em Gbps) indica quanto tráfego o switch consegue comutar internamente somando todas as portas. Uma regra prática para não ficar apertado é buscar um switch non-blocking (sem bloqueio), cuja capacidade de comutação seja próxima do total teórico de portas em full-duplex.

Como estimar o mínimo teórico:

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Switching capacity (Gbps) ≈ soma das velocidades das portas (Gbps) × 2 (full-duplex)

Exemplo: switch 8 portas Gigabit: 8 × 1 Gbps × 2 = 16 Gbps de switching capacity para ser “non-blocking” em teoria.

Na prática, CFTV raramente satura todas as portas ao máximo, mas escolher um backplane muito baixo é receita para engasgos quando houver picos, múltiplos streams, acesso remoto e tráfego de gerenciamento.

4) Taxa de encaminhamento (forwarding rate / packet forwarding)

Além de Gbps, switches também têm limite de pacotes por segundo (pps ou Mpps). Vídeo IP gera muitos pacotes pequenos/variáveis; se o switch tiver baixa taxa de encaminhamento, pode sofrer mesmo sem “bater” o Gbps.

Regra prática: para switches Gigabit, procure modelos com forwarding rate compatível com operação non-blocking (o fabricante costuma indicar). Se a ficha técnica só trouxer números, compare modelos: maior Mpps tende a lidar melhor com múltiplos fluxos simultâneos.

5) Jumbo frames (quando faz sentido)

Jumbo frames aumentam o MTU (ex.: 9000 bytes), reduzindo overhead de cabeçalhos e carga de CPU em alguns cenários. Em CFTV, pode ajudar em redes com tráfego pesado e equipamentos que suportam bem MTU maior (câmeras, NVR, switches e eventualmente NICs do servidor).

• Use jumbo frames somente se: todos os equipamentos no caminho suportarem e você conseguir configurar de ponta a ponta (câmera → switch → NVR/servidor).
• Se misturar MTU: pode causar fragmentação, perda de desempenho ou problemas intermitentes difíceis de diagnosticar.
• Na dúvida: mantenha MTU padrão (1500) e invista em uplinks/backplane adequados.

6) Limitações de switches domésticos (e por que evitá-los)

Switches “domésticos” ou muito baratos podem funcionar em laboratório, mas em CFTV costumam falhar por:

• Backplane/forwarding reduzidos (gargalo com várias câmeras).
• Buffers pequenos (perda de pacotes em microcongestionamentos).
• Sem recursos de controle (VLAN, IGMP snooping, QoS) para estabilizar cenários reais.
• Construção/temperatura (ambientes quentes, racks fechados, PoE aquecendo o equipamento).

Switch não gerenciável vs gerenciável: qual escolher

Switch não gerenciável (unmanaged)

É “plug and play”: você liga e ele comuta. É aceitável quando:

• Projeto pequeno e simples (poucas câmeras, sem multicast, sem necessidade de segmentação).
• Rede dedicada só para CFTV, sem mistura com rede corporativa.
• Você quer reduzir complexidade e não precisa de monitoramento.

Limitações: sem VLAN, sem IGMP snooping configurável (ou inexistente), sem QoS, sem espelhamento de porta (port mirroring) para diagnóstico, sem estatísticas detalhadas.

Switch gerenciável (managed / smart)

Permite configurar e monitorar. Em CFTV, costuma valer a pena quando há mais câmeras, rede compartilhada, múltiplos switches ou necessidade de previsibilidade.

Recursos úteis:

• VLAN: separa CFTV do restante da rede, reduz broadcast e melhora segurança/organização. Ex.: VLAN 20 para câmeras, VLAN 10 para rede administrativa.
• IGMP Snooping (multicast): essencial quando o sistema usa multicast (por exemplo, um stream sendo “assistido” por vários clientes). Sem IGMP snooping, multicast pode virar “quase broadcast” e inundar portas, causando travamentos.
• QoS básico: prioriza tráfego de vídeo/RTSP/ONVIF ou prioriza portas onde estão NVR e câmeras, reduzindo impacto de tráfego concorrente.
• Port mirroring: espelha tráfego de uma porta para análise (Wireshark), útil para diagnosticar perda de pacotes, renegociação de link, etc.
• Storm control: limita broadcast/multicast desconhecido para evitar tempestades que derrubam câmeras.

Passo a passo prático para dimensionar um switch de CFTV

Passo 1: liste câmeras e bitrates reais

Monte uma tabela simples com quantidade de câmeras e o bitrate médio esperado por câmera (em Mbps). Use o valor configurado (CBR) ou uma média realista (VBR) com folga.

Dica de folga: some 20% a 30% para picos, overhead e acessos simultâneos.

Passo 2: defina a topologia (onde está o NVR?)

• NVR no mesmo switch: o tráfego das câmeras vai para a porta do NVR dentro do mesmo switch. A porta do NVR deve ser Gigabit (ou superior) e o switch deve ter backplane/forwarding adequados.
• NVR em outro switch (uplink): todo o tráfego passa pelo uplink. Aqui, uplink Gigabit (ou 10G em projetos maiores) é crítico.
• Cascata de switches: evite “empilhar” muitos switches em série; o uplink vira gargalo e aumenta latência/congestionamento.

Passo 3: escolha portas e uplinks com base no total de Mbps

Compare o total de tráfego (com folga) com a capacidade do uplink e com o cenário de leitura simultânea (clientes acessando ao vivo).

• Uplink 1 Gbps: confortável para dezenas a centenas de Mbps, desde que não haja múltiplos uplinks saturando e o switch seja decente.
• Uplink 10 Gbps: indicado quando você concentra muitos switches/câmeras em um core, ou quando há múltiplos NVRs/servidores e muitos clientes.

Passo 4: valide backplane e forwarding rate

Depois de escolher o “formato” (8/16/24 portas, uplinks), confirme:

• Switching capacity coerente com as portas (idealmente non-blocking).
• Forwarding rate compatível (evita gargalo por pps).

Passo 5: decida se precisa de gerenciamento (VLAN/IGMP/QoS)

Use estas perguntas rápidas:

• Vai misturar CFTV com rede de dados? → VLAN ajuda muito.
• Vai ter visualização em vários computadores/TVs, video wall, ou distribuição de stream via multicast? → IGMP snooping é altamente recomendado.
• Há risco de tráfego concorrente (backup, Wi-Fi pesado, downloads) afetar o vídeo? → QoS e/ou VLAN dedicada.

Exemplos de dimensionamento (4 / 8 / 16 câmeras)

Os exemplos abaixo assumem câmeras com bitrate médio de 6 Mbps cada (ajuste para sua realidade) e adicionam 30% de folga.

Exemplo A: 4 câmeras

• Tráfego: 4 × 6 = 24 Mbps; com 30% → ~31 Mbps.
• Switch indicado: 8 portas Gigabit (ou 5/8 portas, se não houver expansão), preferencialmente com 1 porta para NVR e folga para manutenção.
• Gerenciável? opcional. Se a rede for compartilhada, prefira “smart managed” para VLAN/QoS.
• Backplane/forwarding: escolha modelo com especificações compatíveis com portas Gigabit (evite os muito genéricos sem ficha técnica clara).

Exemplo B: 8 câmeras

• Tráfego: 8 × 6 = 48 Mbps; com 30% → ~62 Mbps.
• Switch indicado: 16 portas Gigabit (ou 8 portas se não houver expansão e o NVR estiver no mesmo switch, mas 16 dá folga).
• Uplink: se o NVR estiver em outro ponto, garanta uplink Gigabit dedicado (ou 2 uplinks, se houver cascata).
• Gerenciável? recomendado se houver rede compartilhada, múltiplos visualizadores ou necessidade de isolar CFTV via VLAN.

Exemplo C: 16 câmeras

• Tráfego: 16 × 6 = 96 Mbps; com 30% → ~125 Mbps.
• Switch indicado: 24 portas Gigabit (ou 16 portas com folga mínima, mas 24 facilita expansão e organização).
• Uplink: Gigabit geralmente atende, mas avalie: se houver vários clientes assistindo simultaneamente e o NVR estiver fora do switch, o uplink pode se aproximar do limite. Em topologias com mais switches “pendurados” em um core, considere core com uplinks 10G.
• Gerenciável? fortemente recomendado: VLAN para segmentar, QoS para priorizar vídeo, IGMP snooping se houver multicast.
• Backplane/forwarding: aqui faz diferença escolher switch com especificações robustas e buffers adequados.

Cenários comuns e escolhas recomendadas

Rede dedicada para CFTV (mais simples)

• Switch pode ser não gerenciável em projetos pequenos.
• Em projetos médios/grandes, gerenciável ajuda a monitorar portas, erros, renegociação e consumo.

Rede compartilhada com dados (mais comum em empresas)

• Use VLAN para câmeras e para NVR/monitoramento.
• QoS para reduzir impacto de tráfego concorrente.
• Prefira switches gerenciáveis e evite switches domésticos no caminho do vídeo.

Multicast (quando vários clientes assistem o mesmo stream)

• Ative IGMP snooping no(s) switch(es) e garanta que exista um IGMP querier no domínio (normalmente roteador/L3 switch), quando necessário.
• Sem IGMP snooping, o multicast pode inundar portas e derrubar desempenho.

Resumo técnico do que conferir antes de comprar (lista rápida)

• Portas suficientes (com folga) e preferência por Gigabit.
• Uplink(s) adequados (1G/10G, SFP quando necessário).
• Switching capacity (backplane) coerente com o total de portas (idealmente non-blocking).
• Forwarding rate (Mpps) compatível com a classe do switch.
• Gerenciável quando precisar de VLAN/IGMP/QoS/monitoramento.
• Jumbo frames apenas se for configurar end-to-end e houver benefício claro.
• Evitar switches domésticos em instalações com várias câmeras, PoE e operação 24/7.