Ethernet a más de 100 Mts con switches Dahua y Cisco

Fecha: 7 de diciembre del 2023

Escenario

Cayó en mis manos un switch Dahua industrial, este laboratorio verifica la conectividad a 212 Mts

excediendo por mucho los 100 metros que recomiendan las normas para ethernet.

Según las especificaciones del switch industrial Dahua PFS 4410 y la norma 802.3i, es posible.

Vamos y vemos…

1.- Pruebas de troughput:

1.1.- Habilitamos y conectamos el port para larga distancia:

1.2.- Verificamos:

1.3.- Conectamos otro port con un cable estándar:

1.4.- Realizamos la prueba de troughput:

1.5.- Verificamos errores:

Verificamos tasa de errores CRC en el Rx del puerto, que es lo que generalmente se registra en cables fuera de norma.

SWITCH# sh interface GigabitEthernet 1/1 statistics

GigabitEthernet 1/1 Statistics:

Rx Packets: 847483 Tx Packets: 438349

Rx Octets: 1209889423 Tx Octets: 31800874

Rx Utilization(last 300s): 100% Tx Utilization(last 300s): 2%

Rx Unicast: 846259 Tx Unicast: 433834

Rx Multicast: 728 Tx Multicast: 4492

Rx Broadcast: 494 Tx Broadcast: 23

Rx Pause: 0 Tx Pause: 0

Rx 64: 15370 Tx 64: 427278

Rx 65-127: 4460 Tx 65-127: 4906

Rx 128-255: 475 Tx 128-255: 456

Rx 256-511: 3236 Tx 256-511: 1192

Rx 512-1023: 72787 Tx 512-1023: 3818

Rx 1024-1526: 751153 Tx 1024-1526: 699

Rx 1527- : 0 Tx 1527- : 0

Rx Priority 0: 847481 Tx Priority 0: 434341

Rx Priority 1: 0 Tx Priority 1: 0

Rx Priority 2: 0 Tx Priority 2: 0

Rx Priority 3: 0 Tx Priority 3: 0

Rx Priority 4: 0 Tx Priority 4: 0

Rx Priority 5: 0 Tx Priority 5: 0

Rx Priority 6: 0 Tx Priority 6: 0

Rx Priority 7: 0 Tx Priority 7: 4008 (no se especifica el motivo)

Rx Drops: 0 Tx Drops: 0

Rx CRC/Alignment: 0 Tx Late/Exc. Coll.: 0

Rx Undersize: 0

Rx Oversize: 0

Rx Fragments: 2 (no se especifica el motivo)

Rx Jabbers: 0

Rx Filtered: 442 (no se especifica el motivo)

SWITCH#

2.- Conexión de una cámara PoE a ~212 mts:

Conectamos una cámara Hikvision PoE y verificamos.

Efectivamente, verficamos que la cámara funciona por PoE a (mucho) mas de 100 Mts.

3.- Prueba de uplink extra largo contra un switch industrial Cisco:

Se verficia si la conexión extra larga es posible entre dos switches a 10 Mbps, y de ser así cargala con tráfico.

3.1.- Pruebas de Jperf:

3.3.- Verificación en switch CIsco:

sw-Cisco#sh int fa0/1

FastEthernet0/1 is up, line protocol is up (connected)

Hardware is Fast Ethernet, address is a418.75bd.e581 (bia a418.75bd.e581)

MTU 1500 bytes, BW 10000 Kbit/sec, DLY 1000 usec,

reliability 255/255, txload 3/255, rxload 159/255

Encapsulation ARPA, loopback not set

Keepalive set (10 sec)

Full-duplex, 10Mb/s, media type is 10/100BaseTX

input flow-control is off, output flow-control is unsupported

ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00

Last input 00:00:01, output 00:00:00, output hang never

Last clearing of "show interface" counters never

Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0

Queueing strategy: fifo

Output queue: 0/40 (size/max)

5 minute input rate 3010000 bits/sec, 236 packets/sec

5 minute output rate 53000 bits/sec, 114 packets/sec

489372 packets input, 740845383 bytes, 0 no buffer

Received 1170 broadcasts (1169 multicasts)

0 runts, 0 giants, 0 throttles

0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored

0 watchdog, 463 multicast, 0 pause input

0 input packets with dribble condition detected

122155 packets output, 7829234 bytes, 0 underruns

0 output errors, 0 collisions, 1 interface resets

0 unknown protocol drops

0 babbles, 0 late collision, 0 deferred

0 lost carrier, 0 no carrier, 0 pause output

0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out

sw-Cisco#

4.- Conectamos la cámara PoE en el cable de 212 mts al switch Cisco:

Con esta prueba determinamos si también en posible en el switch Cisco o es una funcionalidad de Dahua.

Por default la cámara debería conectar a 100 Mbps mediante el auto negotiation.

4.1- Verificamos los de la conexión:

sw-Cisco#

*Jan 2 01:26:02.114: %ILPOWER-7-DETECT: Interface Fa0/1: Power Device detected: IEEE PD

*Jan 2 01:26:02.718: %ILPOWER-5-POWER_GRANTED: Interface Fa0/1: Power granted

*Jan 2 01:26:09.798: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet0/1, changed state to up

*Jan 2 01:26:12.860: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to up

*Jan 2 01:26:21.366: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to down

*Jan 2 01:26:23.379: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to up

sw-Cisco#

4.2.- Verificamos el PoE:

sw-Cisco#sh power inline

Available:124.0(w) Used:15.4(w) Remaining:108.6(w)

Interface Admin Oper Power Device Class Max

(Watts)

--------- ------ ---------- ------- ------------------- ----- -----

Fa0/1 auto on 15.4 Ieee PD 3 15.4 (detalle: el switch Dahua indicaba 2.8 W (ver punto 2.)

Fa0/2 auto off 0.0 n/a n/a 15.4

Fa0/3 auto off 0.0 n/a n/a 15.4

Fa0/4 auto off 0.0 n/a n/a 15.4

Fa0/5 auto off 0.0 n/a n/a 15.4

Fa0/6 auto off 0.0 n/a n/a 15.4

Fa0/7 auto off 0.0 n/a n/a 15.4

Fa0/8 auto off 0.0 n/a n/a 15.4

Fa0/9 auto off 0.0 n/a n/a 15.4

Fa0/10 auto off 0.0 n/a n/a 15.4

Fa0/11 auto off 0.0 n/a n/a 15.4

Fa0/12 auto off 0.0 n/a n/a 15.4

sw-Cisco#

4.2.a.- Detalle sobre el consumo de la cámara:

Fuente de alimentación: 12 VDC ± 25%, 5 W, PoE(802.3af, 36 V to 57 V, class 3), 6.5 W

Fuente: HikVision

4.3.- Accedemos a la cámara para cargar con tráfico:

Accedemos con el software HiLookVision y notamos que en todas las resoluciones hay un alto nivel de lag.

4.4.- Verificamos el estado del port:

sw-Cisco#sh int fa0/1

FastEthernet0/1 is up, line protocol is up (connected)

Hardware is Fast Ethernet, address is a418.75bd.e581 (bia a418.75bd.e581)

MTU 1500 bytes, BW 100000 Kbit/sec, DLY 100 usec,

reliability 236/255, txload 1/255, rxload 1/255

Encapsulation ARPA, loopback not set

Keepalive set (10 sec)

Full-duplex, 100Mb/s, media type is 10/100BaseTX

input flow-control is off, output flow-control is unsupported

ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00

Last input 00:23:55, output 00:00:00, output hang never

Last clearing of "show interface" counters never

Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0

Queueing strategy: fifo

Output queue: 0/40 (size/max)

5 minute input rate 346000 bits/sec, 26 packets/sec

5 minute output rate 12000 bits/sec, 20 packets/sec

536094 packets input, 794970339 bytes, 0 no buffer

Received 4279 broadcasts (3821 multicasts)

8 runts, 0 giants, 0 throttles

5716 input errors, 2317 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored

0 watchdog, 3821 multicast, 0 pause input

0 input packets with dribble condition detected

285353 packets output, 24841719 bytes, 0 underruns

0 output errors, 0 collisions, 1 interface resets

0 unknown protocol drops

0 babbles, 0 late collision, 0 deferred

0 lost carrier, 0 no carrier, 0 pause output

0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out

sw-Cisco#

4.5- Cambiamos la velocidad del puerto a 10 Mbps:

sw-Cisco#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

sw-Cisco(config)#int fa0/1

sw-Cisco(config-if)#speed 10

sw-Cisco(config-if)#end

sw-Cisco#

*Jan 2 01:52:06.027: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to down

*Jan 2 01:52:06.430: %SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console

*Jan 2 01:52:08.040: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to up

sw-Cisco#

4.6.- Limpiamos los contadores del puerto:

sw-Cisco#clear counters

Clear "show interface" counters on all interfaces [confirm] (enter)

sw-Cisco#

*Jan 2 01:52:41.788: %CLEAR-5-COUNTERS: Clear counter on all interfaces by console

sw-Cisco#

4.7.- Accedemos a la cámara para cargar con tráfico:

Accedemos con el software HiLookVision y probamos resoluciones, ausencia de lag, visión nocturna, etc…

4.8.- Verificamos:

sw-Cisco#sh int fa0/1

FastEthernet0/1 is up, line protocol is up (connected)

Hardware is Fast Ethernet, address is a418.75bd.e581 (bia a418.75bd.e581)

MTU 1500 bytes, BW 10000 Kbit/sec, DLY 1000 usec,

reliability 255/255, txload 1/255, rxload 9/255

Encapsulation ARPA, loopback not set

Keepalive set (10 sec)

Full-duplex, 10Mb/s, media type is 10/100BaseTX

input flow-control is off, output flow-control is unsupported

ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00

Last input 01:54:36, output 00:00:00, output hang never

Last clearing of "show interface" counters 01:25:40

Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0

Queueing strategy: fifo

Output queue: 0/40 (size/max)

5 minute input rate 380000 bits/sec, 42 packets/sec

5 minute output rate 12000 bits/sec, 22 packets/sec

353904 packets input, 403018936 bytes, 0 no buffer

Received 1634 broadcasts (54 multicasts)

0 runts, 0 giants, 0 throttles

0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored

0 watchdog, 54 multicast, 0 pause input

0 input packets with dribble condition detected

176410 packets output, 11570485 bytes, 0 underruns

0 output errors, 0 collisions, 0 interface resets

0 unknown protocol drops

0 babbles, 0 late collision, 0 deferred

0 lost carrier, 0 no carrier, 0 pause output

0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out

sw-Cisco#

5.- Resumen:

Verificamos que a 10 Mbps es posible conectar dispositivos y dispositivos alimentados por PoE sin que sea exluyente

de la marca Dahua, esta función de “hasta 250 metros” del punto 1.1 es puramente para bajar la velocidad a 10 Mbps

sin tener conocimientos técnicos de la norma.

Verificamos que a 100 Mbps es posible conectar dispositivos y dispositivos alimentados por PoE sin que sea exluyente

de la marca Dahua, pero con altas tasas de errores y lag en el caso de las cámaras.

Estas pruebas se realizan en un ambiente de testing libres de ruidos e interferencias, en otro contexto debería utilizarse

cable FTP con la correspondiente puesta a tierra normalizada.

6.- Acerca de la conexión a 10 Mbps:

802.3i 1990 10BASE-T 10 Mbit/s sobre par trenzado no blindado (UTP). Longitud máxima del segmento 150 metros.

Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.3

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Rosario, Argentina