T/SZAF001-2024工業級安防交換機技術規范本規范規定了工業級安防交換機的術語和定義、技術要求、測試方法、檢驗規則，以及標志、包裝、運輸和貯存要求。本規范適用于在安防系統中用于數據傳輸、管理與通信的工業級以太網交換機，尤其適用于以下應用場景：智慧城市：如城市公共安全視頻監控系統。智能交通：如高速公路監控、路口紅綠燈視頻管理系統。工業園區監控：包括化工園區、物流倉儲監控等。能源行業：如電力設施監控、石油天然氣管道安防網絡。本規范的適用對象為需滿足工業環境下高可靠性、寬溫運行及高抗干擾能力的安防交換設備。普通商用交換機、軍用或航空航天專用網絡設備不在本規范的適用范圍之內。本規范適用于以下用途：產品開發與設計：為交換機制造商提供技術參考。選型與采購：為安防項目中工業交換機的選擇提供參考。2規范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB4208—2008外殼防護等級(IP代碼)GB4793.1-2007《測量、控制和實驗室用電氣設備的安全要求第1部分：通用要求》GB4943.1-2022《音視頻、信息技術和通信技術設備第1部分：安全要求》GB/T2423.1電工電子產品環境試驗第2部分：試驗方法試驗A:低溫GB/T2423.2電工電子產品環境試驗第2部分：試驗方法試驗B:高溫GB/T2423.5電工電子產品環境試驗第2部分：試驗方法試驗EaE和導則：沖擊GB/T2423.8電工電子產品環境試驗第2部分：試驗方法試驗Ed:自由跌落GB/T2423.10電工電子產品環境試驗第2部分：試驗方法試驗Fc:振動(正弦)GB/T9254.1-2021《信息技術設備、多媒體設備和接收機電磁兼容第1部分：發射要求》GB/T17626.2電磁兼容試驗和測量技術靜電放電抗擾度試驗GB/T17626.3電磁兼容試驗和測量技術射頻電磁場輻射抗擾度試驗GB/T17626.4電磁兼容試驗和測量技術電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗GB/T17626.5電磁兼容試驗和測量技術浪涌(沖擊)抗擾度試驗GB/T17626.6電磁兼容試驗和測量技術射頻場感應的傳導騷擾抗擾度試驗GB/T17626.8電磁兼容試驗和測量技術工頻磁場抗擾度試驗GB/T17626.10電磁兼容試驗和測量技術阻尼振蕩磁場抗擾度試驗GB/T18271.1-2017《過程測量和控制裝置通用性能評定方法和程序第1部分:總則》YD/T1099—2005以太網交換機技術要求—4—T/SZAF001-2024IEEE802.1q-2003IEEEstandardforLocalandmetropolitanareanetworks—VirtualbridgedlocalareanetworksIEEE802.3-2008信息技術一系統間通信和信息交換—局域網和城域網特定要求—第3部分：CSMA/CD接入方式和物理層規范RFC2544-1999網絡互聯設備基準測試方法RFC2889-2000局域網交換設備基準測試方法YD/T1141-2022以太網交換機測試方法3術語、定義和縮略語3.1術語和定義為便于本規范的應用，以下術語和定義適用于本規范。T/SZAF001-2024T/SZAF001-20243.2縮略語VLAN:虛擬局域網(virtuallocalareanetwork)PoE:以太網供電(poweroverethernet)EMC:電磁兼容性(electromagneticcompatibility)MTBF:平均無故障時間(meantimebetweenfailures)IGMP:互聯網組管理協議(internetgroupmanagementprotocol)SNMP:簡單網絡管理協議(simplenetworkmanagementprotocol)RSTP:快速生成樹協議(rapidspanningtreeprotocol)ERPS:以太網環路保護切換（ethernetringprotectionswitching）MAC:媒體訪問控制(MediaAccessControl)QoS:服務質量(QualityofService)T/SZAF001-20244要求本章規定工業級安防交換機的技術性能要求，以確保其在復雜工業環境中的可靠性、穩定性和功能4.1供電要求4.1.1電源冗余：4.1.2電壓范圍：4.1.3PoE供電功能（如適用）支持IEEE802.3af/at標準；單端口最大輸入功率不低于30W；4.1.4輸入保護4.2氣候環境4.2.1溫度表1規定了設備運行、貯存和運輸的溫度條件。設備在規定的工作溫度范圍內運行時，其功能和性能應符合本標準的規定。在規定的溫度范圍內貯存和運輸時，不應發生裂痕、老化或其他損壞；當經受該溫度范圍后再恢復到工作溫度時，設備應能正常運行。表1溫度條件設備類型運行溫度℃貯存、運輸溫度℃低溫高溫低溫高溫I-20+65-30+75-30+75-40+85III級-40+85-50+85X級特定特定特定特定注1：I級適用于溫帶，II級適用于溫/熱帶，III級適用于寒/熱帶；X是一個開放等級。注2：交換機的實際工作溫度不僅受自然環境溫度影響，還受周圍設備熱輻射等因素影響，因此實際工作溫度的上限一般高于自然環境可達的最高溫度。4.2.2相對濕度設備在表2規定的相對濕度環境條件下應能正常工作。T/SZAF001-2024表2相對濕度條件等級低相對濕度%RH高相對濕度%RHI595X特定特定注：X是一個開放等級。4.2.3鹽霧工作在包括但不限于沿海、島嶼與多鹽霧環境條件下使用的交換機，應采用防腐蝕材料，且元器件和零部件及經防腐蝕處理，保證設備在表3規定的環境條件下能長期穩定工作。表3鹽霧等級最大鹽霧濃度mg/m31X特定注：X是一個開放等級4.2.4抗振動性能符合IEC60068-2標準，能承受工業振動環境。4.2.5防塵性能應用于室外惡劣環境下的設備應達到IP40或更高防塵等級。4.3網絡接口4.3.1以太網接口應支持10M/100M/1000M/2.5GBASE-T接口，符合IEEE802.3—2022的規定，電接口應配有屏蔽層。4.3.2光纖接口100M接口應符合IEEE802.3u標準，1000M接口應符合IEEE802.3z標準，2.5G接口應符合IEEE802.3bz標準，10G接口應符合IEEE802.3ae標準。4.4功能要求網管型工業級安防交換機應具備以下功能：支持SNMP（v1、v2、v3）協議，用于集中網絡管理；提供基于Web、CLI、Telnet、SSH等多種管理方式；支持遠程固件升級及配置備份恢復；支持日志記錄和遠程維護。4.4.2數據傳輸功能支持VLAN劃分，具備802.1Q協議兼容性；支持QoS（服務質量）配置，確保關鍵數據優先傳輸；提供鏈路聚合功能，提高網絡帶寬和冗余性。T/SZAF001-20244.4.3生成樹協議（STP/RSTP/MSTP）支持環路檢測與快速故障回復。4.4.4環網協議（ERPS）故障恢復時間≤50毫秒(ms)。4.4.5時鐘同步支持NTP/SNTP等時間同步協議，時鐘偏差應≤1毫秒(ms)。4.4.6安全功能支持IEEE802.1X認證；提供基于MAC地址的訪問控制；具備DDoS防護、ACL規則配置功能；具備防ARP攻擊、防IP欺騙能力。4.5性能要求4.5.1整機吞吐量交換機所有端口同時轉發數據速率能力的總和，應等于單個端口速率×端口總數量。4.5.2端口轉發速率被測交換機在滿負荷運行狀態下，每個端口能夠正確轉發數據幀的速率，應等于端口標稱速率。4.5.3地址緩存能力交換機能夠緩存的MAC地址的數量，應≥4096個。4.5.4地址學習速率交換機可以學習新的MAC地址的速率，應≥1000個/秒（s）。4.5.5存儲轉發時延從輸入幀的最后一個比特到達輸入端口開始，至在輸出端口上檢測到輸出幀的第一個比特為止的時4.5.6時延抖動相鄰兩幀的傳輸時延變化的最大值，用于衡量交換機在幀傳輸過程中時延的穩定性，應≤1微秒(μ4.5.7幀丟失率在端口達到預定要求轉發速率下，幀丟失的比率，測試過程中幀丟失率應為0。4.5.8網絡風暴抑制由于網絡拓撲設計和連接問題，導致廣播、組播或未知單播在網絡中大量復制，傳播數據幀，使通信網絡性能下降，造成網絡癱瘓。T/SZAF001-2024應支持廣播風暴抑制、組播風暴抑制和未知單播風暴抑制功能。4.5.9虛擬局域網VLAN將局域網內的交換機邏輯地而不是物理地劃分成多個網段從而實現虛擬工作組。應支持IEEE802.1Q定義的VLAN標準，至少應支持4096個VLAN,應支持根據端口劃分VLAN方式，應支持在轉發的幀中插入標記頭，刪除標記頭，修改標記頭，支持VLANTrunk功能。4.5.10優先級QoS交換機應支持IEEE802.1p流量優先級控制標準，提供流量優先級和動態組播過濾服務，應至少支持4個優先級隊列，具有絕對優先級功能，應能夠確保關鍵應用和時間要求高的信息流優先進行傳輸。4.5.11環網恢復時間環網恢復就是在環形網絡中將兩點之間存在的多條路徑劃分為通信路徑和備份路徑，數據的轉發在通信路徑上進行，而備份路徑只用于鏈路的偵聽，一旦發現通信路徑失效，自動將通信切換到備份路徑上。不超過50毫秒（ms）。4.5.12鏡像交換機宜支持1對1及多對1的端口鏡像功能；鏡像數據速率不大于端口轉發速率時，不應出現幀丟失、亂序、復制現象。4.6功率消耗最大工作功耗≤設備額定功率的85%；空閑狀態功耗＜10W；4.7絕緣性能4.7.1絕緣電阻4.7.2絕緣耐壓信號端口與地之間施加1500VAC正弦波電壓，持續1分鐘無擊穿現象，符合GB4943.1（IEC電源端口與外殼之間施加1000VAC正弦4.7.3泄露電流設備工作時對保護接地端的泄露電流應≤5毫安（mA）。4.8機械適應性機械適應性要求見表4，試驗后，交換機應能正常工作。T/SZAF001-2024試驗內容依據標準測試部位測試結果正弦穩態振動GB/T2423.10-2019（IEC60068-2-6:2007）整機設備無損壞試驗后：A沖擊GB/T2423.5-2019（IEC60068-2-27:2008）GB/T2423.8-2019（IEC60068-2-32）4.9電磁兼容要求4.9.1靜電放電抗擾度符合GB/T17626.2（IEC61000-4-2）標準，抗擾度等級不低于3級。4.9.2浪涌抗擾度符合GB/T17626.5（IEC61000-4-5）標準，浪涌電壓不低于2kV。4.9.3電快速瞬變脈沖群抗擾度符合GB/T17626.4（IEC61000-4-4）標準，抗擾度等級不低于3級。4.9.4輻射發射符合GB/T9254.1（CISPR22）ClassA標準。4.9.5射頻電磁場輻射抗擾度符合GB/T17626.3（IEC61000-4-3）標準，頻率范圍80MHz～1GHz，場強10V/m。4.9.6傳導抗擾度符合GB/T17626.6（IEC61000-4-6）標準，頻率范圍150kHz～80MHz，電壓3V。4.9.7工頻磁場抗擾度符合GB/T17626.6（IEC61000-4-8）標準，磁場強度30A/m。4.10可靠性4.10.1MTBF（平均無故障時間）設備的MTBF應≥100,000小時，MTBF值測試基于GJB/Z299B（TelcordiaSR-232Issue3）標準，測試溫度為25℃,工作負載為典型負載。4.10.2硬件可靠性設備需支持雙電源冗余輸入，支持電源極性反接保護，具備過流過壓及短路保護。4.10.3數據可靠性設備需支持日志冗余存儲和異常重啟后的快速恢復。T/SZAF001-20244.11結構要求4.11.1外殼設計設備外殼應采用鋁合金或不銹鋼材質，確保抗沖擊、抗腐蝕。4.11.2防護等級室內使用的交換機應符合GB4208-2008外殼防護等級(IP代碼)中IP30及以上要求，戶外使用的交換機應符合GB4208-2008外殼防護等級(IP代碼)中IP40及以上要求。4.11.3散熱性能設備采用無風扇設計，確保自然散熱滿足高溫環境需求。4.11.4緊固設計線纜接口應具備鎖定裝置，防止因震動導致接口松動。4.11.5接地設備應具有接地端子及對應標識。4.12產品分類根據應用場景和功能特性，工業級安防交換機可分為以下幾類：4.12.1按安裝方式分類DIN導軌式：適用于工業環境的緊湊型設計，便于快速安裝在控制柜內；機架式：標準19英寸設計，適用于數據中心或機房環境；壁掛式：用于有限空間或需要固定安裝的場景。4.12.2按功能分類非網管型交換機：支持基本數據交換功能，無需配置，適合簡單網絡需求；網管型交換機：支持SNMP、VLAN、QoS等高級功能，適用于復雜網絡管理；PoE交換機：支持通過以太網供電，適合連接攝像頭、AP等終端設備。4.12.3按端口速率分類百兆交換機：適用于對帶寬需求較低的應用場景；千兆交換機：提供高帶寬傳輸能力，滿足大流量數據需求；萬兆交換機：適合超高帶寬需求的場景，如視頻監控數據中心。4.12.4按使用環境分類室內型交換機：適用于溫度、濕度較為穩定的環境；室外型交換機：具有更高的防護等級和寬溫設計，適合惡劣環境。4.12.5按環網協議支持分類支持環網協議的交換機：具有快速故障恢復功能；不支持環網協議的交換機：用于一般的以太網連接需求。T/SZAF001-2024上述分類有助于根據工程項目的具體需求選擇合適的工業級安防交換機，確保設備在應用場景中的最佳性能。5測試方法為確保設備性能與可靠性，以下列出工業級安防交換機的測試方法，涵蓋環境、性能、電氣安全等方面。5.1測試條件5.1.1測試環境交換機的測試條件應符合GB/T4793.1-2007中的4.3和GB/T18271.1-2017中第6章規定的環境條件和設備狀態要求。5.1.2評價判據交換機的性能評價判據見表5性能評價判據說明A符合本標準規定的功能、性能要求B試驗期間，設備出現暫時的性能下降或功能喪失（如誤碼率、丟包率較大或通信中斷），但設備可以自行恢復。試驗后設備工作正常。C試驗期間，設備出現暫時的性能下降或功能喪失，需要人為介入或通過系統復位才能恢復。5.1.3儀器儀表使用儀表精度和功能應符合相應測試項目要求，并符合國家量值溯源規定。5.1.4被測對象在測試過程中應保持被測交換機完整性，不應拆除或增加組件。5.2電源影響性測試在測試環境條件下，按4.1中規定的電源參數允許波動范圍改變交換機的供電電壓，交換機應工作正常。5.3溫度影響測試5.3.1低溫按照GB/T2423.1中規定，在低溫室溫度偏差不大于±2℃條件下，低溫室以不超過1℃/min變化率降溫，待溫度達到4.2規定的低溫溫度并穩定后開始計時，再使交換機連續通電2h,性能指標應符合4.5要求。5.3.2高溫T/SZAF001-2024按照GB/T2423.2中規定，在高溫室溫度偏差不大于±2℃條件下，高溫室以不超過1℃/min變化率升溫，待溫度達到4.2規定的高溫溫度并穩定后開始計時，再使交換機連續通電2h,性能指標應符合4.5要求。5.4以太網光接口測試5.4.1光功率測試方法如下：1)按圖1光功率測試圖連接。2)將光功率計設置到相應波長擋位。3)流量發生器在交換機任意輸入端口發送廣播報文。4)把光功率計接到光口輸出端進行測量。圖1光功率測試圖5.5性能測試5.5.1整機吞吐量測試測試方法如下：1)測試幀長度分別為(64、65、128、256、512、1024、1280、1518)字節，測試時間為60s。2)按照RFC2544-1999中規定，將交換機所有端口與測試儀相連接，見圖2。3)選擇測試吞吐量量。T/SZAF001-2024圖2整機吞吐量側視圖5.5.2存儲轉發速率測試方法如下：1)測試幀長度分別為(64、65、128、256、512、1024、1280、1518)字節，測試時間為60s。2)按照RFC2544-1999中規定，將交換機任意兩個端口與測試儀相連接，見圖3。3)兩個端口同時以最大負荷互相發送數據。4)記錄不同幀長在不丟幀的情況下的最大轉發速率。圖3轉發速率側視圖5.5.3地址緩存能力測試方法如下：1)測試幀長為64字節。2)按照RFC2889-2000中規定，將交換機三個端口與測試儀連接，分別為端口1(測試端口)、端口2(學習端口)、端口3(監視端口),見圖4。3)配置流量發生器，由端口1向端口2發送帶有不同MAC地址的數據幀，端口2接收數據幀。4)增大端口1向端口2發送帶有不同MAC地址的數據幀數，直到端口3接收到數據幀。5)使端口3剛好收不到數據幀時，端口1發送的數據幀數即為地址緩存能力。T/SZAF001-2024圖4地址緩存能力側視圖5.5.4地址學習速率測試方法如下：1)學習的地址數目等于地址緩存能力，測試幀長為64字節。2)按照RFC2889-2000中規定，將交換機三個端口與測試儀連接，分別為端口1(測試端口)、端口2(學習端口)、端口3(監視端口),測試配置見圖4。3)配置流量發生器由端口1以一定速率向端口2發送帶有不同MAC地址的數據幀，端口2接收數據4)增大端口1向端口2發送數據幀的速率，直到端口3接收到數據幀。5)使端口3剛好收不到數據幀時，端口1發送的數據幀的速率即為地址學習速率。5.5.5存儲轉發時延測試方法如下：1)測試幀長度分別為(64、65、128、256、512、1024、1280、1518)字節，測試時間為60s,測試按輕載10%和重載95%分別測試。2)按照RFC2544-1999中規定，將交換機任意兩個端口與測試儀相連接，測試配置見圖3。3)兩個端口同時以相應負荷互相發送數據。4)記錄不同幀長的轉發時延，記錄時延應包含最大時延、最小時延和平均時延。5.5.6時延抖動測試方法如下：1)測試幀長度分別為(64、65、128、256、512、1024、1280、1518)字節，測試時間為60s，測試負載100%。2)按照RFC2544-1999中規定，將交換機任意兩個端口與測試儀相連接，測試配置見圖3。3)兩個端口同時以100%負載互相發送數據。4)記錄不同幀長的時延抖動，記錄時延應包含最大時延抖動、最小時延抖動和平均時延抖動。5.5.7幀丟失測試方法如下：T/SZAF001-20241)測試幀長度分別為(64、65、128、256、512、1024、1280、1518)字節，測試時間為120s，負載等于端口存儲轉發速率。2)按照RFC2544-1999中規定，將交換機任意兩個端口與測試儀相連接，測試配置見圖3。3)兩個端口同時以端口存儲轉發速率互相發送數據。4)記錄不同幀長時的幀丟失率。5.5.8網絡風暴抑制測試方法如下：1)測試幀長設為隨機幀長，端口負載為滿負載，測試時間30s。2)交換機分別開啟廣播風暴抑制、組播風暴抑制和未知單播風暴抑制功能。3)測試配置見圖3，端口1向端口2發送3條數據流，分別為Stream1(廣播幀)、Stream2(廣播幀)、Stream3(IPv4幀),端口2向端口1發送2條數據流，分別為Streaml(組播幀)、Stream2(未知單播幀)。4)記錄不同數據流的幀丟失率，判斷網絡風暴抑制功能是否設置成功。5)根據幀丟失率，計算網絡風暴抑制比偏差。5.5.9虛擬局域網VLAN測試方法如下：1)測試幀長度為64字節，測試時間為30s,端口負載設置為100%。2)任意選取4個端口與測試儀相連接，測試配置見圖5。3)在測試儀端口4上構造5個數據流：數據流1:無VID標識IPv4報文；數據流2:VID為1的IPv4報文；數據流3:VID為數值A(A可為2-4096任意值)IPv4報文；數據流4:VID為數值B(B可為2-4096任意值)IPv4報文；數據流5:廣播報文，無VID標識。4)根據數據流設置交換機4個端口設置成不同VLAN。5)端口4向端口1、端口2、端口3以一定負荷發送數據。6)記錄不同數據流的幀丟失率，判斷VLAN是否劃分成功。7)同上，見圖5,將交換機端口4設置成TRUNK接口。8)在測試儀端口1、端口2、端口3上構造以上5個數據流。9)端口1、端口2、端口3向端口4以一定負荷發送數據。10)記錄不同數據流的幀丟失率，判斷VLANTRUNK是否成功。注：測試后應仔細察看各VLAN中結果是否與預期結果一致。T/SZAF001-2024圖5虛擬局域網VLAN測試圖優先級隊列測試方法如下：1)測試幀長度為64字節，測試時間為30s,端口負載設置為100%。2)測試配置見圖4,從交換機任意選取3個端口與測試儀相連接，分別定為端口1、端口2和端口3。3)在端口1和端口2分別構造4個不同優先級的數據流。4)端口1和端口2同時以最大負荷向端口3發送數據。5)記錄不同數據流的幀丟失率，判斷優先級是否設置成功。5.5.11環網恢復時間測試方法如下：1)測試幀長度為64字節，測試時間為30s。2)將4臺交換機按照圖6環網恢復時間測試圖連接。3)分別拔插A、B、C三條路徑，測試環網恢復時間。4)環網恢復時間計算方法：環網恢復時間(ms)=幀丟失數/總發送幀數x測試時間(ms)T/SZAF001-2024圖6環網恢復時間測試圖5.5.12鏡像測試方法如下：1)測試幀長度為64字節，端口1～端口4雙向負載為50%,測試時間30s。2)測試配置見圖7,交換機端口5設置成鏡像端口，端口1和端口3設置成被鏡像端口。3)端口1向端口2雙向發送數據，端口3和端口4雙向發送數據。4)記錄端口5數據流的幀丟失率，判斷鏡像功能是否設置成功。圖7鏡像側視圖5.6功耗消耗測試—20—T/SZAF001-2024在交換機供電回路中串入一個高精度電流表，利用伏安法測量交換機滿負荷工作下的整機功耗。依據GB/T4793.1（IEC61010-1）標準要求進行試驗。依據GB4943.1-2011（IEC60950-1）標準要求進行試驗依據YD-T-1141要求進行試驗，5.8機械性能測試依據GB/T2423.10（IEC60068-2-6）標準要求進行試驗；5.8.2沖擊依據GB/T2423.5（IEC60068-2-27）標準要求進行試驗；5.8.3自由跌落依據GB/T2423.8（IEC60068-2-32）標準要求進行試驗；5.9電磁兼容測試5.9.1抗擾度測試依據GB/T17626規定的方法進行試驗，見表6表6抗擾度測試表試驗項目參考標準浪涌(沖擊)抗擾度6檢驗規則6.1檢驗分類及項目交換機應通過下列檢驗，見表7：—21—T/SZAF001-2024表7檢驗項目表要求檢驗方法檢驗項目型式檢驗出廠校驗4.15.2√—4.25.3氣候環境√—4.35.4網絡接口√—4.45.5性能√—4.5.15.5.1整