IP網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在園區視頻監控中的應用

　　在園區監控應用中，隨著(zhù)IT技術(shù)不斷發(fā)展并引入視頻監控領(lǐng)域，IP網(wǎng)絡(luò )監控已經(jīng)逐漸替代了傳統的模擬監控，其最大的特點(diǎn)就是將基于網(wǎng)絡(luò )的技術(shù)在監控解決方案的各個(gè)部分都實(shí)現了滲透和應用，使傳統的監控解決方案在網(wǎng)絡(luò )化的同時(shí)，更加高效、易用、方便維護和共享。

　　以往的園區監控，或基于模擬技術(shù)構建，或以本地場(chǎng)所監控為主實(shí)現簡(jiǎn)單的聯(lián)網(wǎng)，這類(lèi)技術(shù)在滿(mǎn)足小型化園區監控方面能夠較好的滿(mǎn)足需要。但伴隨著(zhù)園區規模的擴大及企事業(yè)單位分支機構(如分校、分廠(chǎng)、異地廠(chǎng)區)的不斷加入，園區的監控規模和密度都比以往增加了許多，對于這類(lèi)大型園區的監控，傳統的園區監控技術(shù)在很多方面顯得有些力不從心，比如媒體流的處理、監控資源的共享、監控業(yè)務(wù)與其他應用在IP網(wǎng)絡(luò )上的共用與質(zhì)量控制、監控系統的統一網(wǎng)管等。

　　這些問(wèn)題都需要將IP網(wǎng)絡(luò )的特色技術(shù)很好地應用在監控系統中，與監控技術(shù)融合在一起，才能夠有效地解決。

　　媒體流處理

　　在園區視頻監控應用中，當某個(gè)監控點(diǎn)范圍出現緊急事件或稱(chēng)為熱點(diǎn)時(shí)，經(jīng)常會(huì )出現多個(gè)用戶(hù)會(huì )同時(shí)查看某路攝像機采集的實(shí)況視頻的情況，同時(shí)觀(guān)看的人多了，帶來(lái)的就是大規模媒體流分發(fā)的需求。

　　傳統IP監控解決方案主要采用單播方式進(jìn)行媒體流的分發(fā)，前端編碼器需要為每一個(gè)觀(guān)看者提供一路圖象，此時(shí)可以采用流媒體服務(wù)器進(jìn)行流量的轉發(fā)分發(fā)，編碼器發(fā)送一路實(shí)時(shí)媒體流給分發(fā)服務(wù)器，分發(fā)服務(wù)器復制媒體報文，并點(diǎn)到點(diǎn)地發(fā)送給多個(gè)請求客戶(hù)端。但在系統規模擴大時(shí)，由于流媒體服務(wù)器性能有限，其數量也需要同步擴充，一方面比較消耗服務(wù)器數量，另一方面在視頻流的傳輸通道上，增加了服務(wù)器的轉發(fā)，也相當于增加了可能的故障點(diǎn)。

圖1 實(shí)時(shí)媒體流單播分發(fā)

　　組播技術(shù)做為一種監控系統媒體轉發(fā)的優(yōu)化方案，使監控傳輸網(wǎng)絡(luò )的規劃更加合理。組播是一種允許一個(gè)或多個(gè)發(fā)送者(組播源)發(fā)送單一的數據包到多個(gè)接收者的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。采用組播技術(shù)后，可以將每一個(gè)編碼器作為組播源，將監控圖象傳輸到接入網(wǎng)絡(luò )交換機。當網(wǎng)絡(luò )交換機發(fā)現網(wǎng)絡(luò )中有用戶(hù)需要觀(guān)看監控圖象時(shí)(用戶(hù)加入相應的組播組)，就對監控圖象復制轉發(fā)。如果網(wǎng)絡(luò )中沒(méi)有任何人觀(guān)看，則不進(jìn)行轉發(fā)。組播分發(fā)時(shí)，編碼器只需發(fā)送一路實(shí)時(shí)媒體流到網(wǎng)絡(luò )上，媒體流在盡可能遠的分叉路口才進(jìn)行復制和分發(fā)，無(wú)論有多少個(gè)目標地址，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的任何一條鏈路上只傳送一路流的數據包。因此組播可以大大的節省網(wǎng)絡(luò )帶寬，因為同時(shí)由于使用網(wǎng)絡(luò )轉發(fā)，相比于媒體服務(wù)器轉發(fā)，延時(shí)更小、故障點(diǎn)更少，無(wú)論有多少人同時(shí)觀(guān)看，整個(gè)監控系統對網(wǎng)絡(luò )帶寬的極限要求都可以計算，網(wǎng)絡(luò )的規劃設計也更有依據。

圖2 實(shí)時(shí)媒體流組播分發(fā)

　　監控業(yè)務(wù)的Qos質(zhì)量保證

　　在很多園區網(wǎng)絡(luò )監控中，承載網(wǎng)絡(luò )既承載監控業(yè)務(wù)也同時(shí)承載其他業(yè)務(wù)，即監控業(yè)務(wù)與其他業(yè)務(wù)共用網(wǎng)絡(luò )。比如有些校園的監控，可能會(huì )利用校園網(wǎng)同時(shí)傳送監控及校內辦公、學(xué)生上網(wǎng)的數據流量。

　　監控業(yè)務(wù)本身是多媒體業(yè)務(wù)類(lèi)型，對網(wǎng)絡(luò )的時(shí)延、丟包率、抖動(dòng)等性能指標要求較高，要求網(wǎng)絡(luò )能夠實(shí)現視頻流的高可靠、低延時(shí)轉發(fā)。在共用網(wǎng)絡(luò )的條件下，如果其他業(yè)務(wù)有瞬間大流量數據的情況發(fā)生，反映在監控中心的圖像畫(huà)面很可能會(huì )受到影響。

　　此時(shí)一方面要求網(wǎng)絡(luò )本身能夠保證性能指標的穩定，另一方面，網(wǎng)絡(luò )需要能夠運用Qos技術(shù)，區分各種業(yè)務(wù)類(lèi)型，對重要的監控業(yè)務(wù)流能夠給予優(yōu)先轉發(fā)和處理，這樣才能夠最大限度地保證監控業(yè)務(wù)圖像的流暢。而要做到這一點(diǎn)，僅僅依靠網(wǎng)絡(luò )設備還不夠，還需要將網(wǎng)絡(luò )Qos技術(shù)應用到監控系統中，監控設備在生成視頻數字信號時(shí)，需要在視頻流中設置QoS標記，以便網(wǎng)絡(luò )設備針對信令、實(shí)況圖像、回放業(yè)務(wù)不同的QoS優(yōu)先級，進(jìn)行相應的轉發(fā)，這樣在網(wǎng)絡(luò )擁塞時(shí)也能保證高優(yōu)先級的業(yè)務(wù)得到充分的帶寬保障。

　　系統設備的統一網(wǎng)管

　　IP技術(shù)越來(lái)越多的融入視頻監控領(lǐng)域后，各種目的不同、范圍不同的監控業(yè)務(wù)在系統中實(shí)現共享和融合已經(jīng)成為可能。比如安防監控和生產(chǎn)監控，以往均是獨立建設，現在可以統一建設、基于不同的權限機制實(shí)現共享;再比如一個(gè)企業(yè)的多個(gè)園區，以往只能本地建設，就近管理，現在可以實(shí)現跨區域聯(lián)網(wǎng)，統一管理。這些變化也帶來(lái)監控規模的進(jìn)一步擴大，系統需要對大量的監控資源統一管理，對大量的前端設備統一維護，提升故障發(fā)現及處理的效率。

　　傳統的園區監控設備大量是基于模擬或本地數字DVR，可管理性很弱。當網(wǎng)絡(luò )監控逐漸成為主流時(shí)，大量的前端編碼設備和網(wǎng)絡(luò )傳輸、存儲設備及服務(wù)器均基于IP協(xié)議構建，使得這些設備的統一管理維護、配置升級成為可能，而類(lèi)似的管理手段在網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)域早已成為標準技術(shù)，基于標準SNMP網(wǎng)管協(xié)議的管理手段可以很好地解決全網(wǎng)設備的統一管理。

　　這就需要在監控系統的各個(gè)組成部分，包括編解碼設備、存儲設備、網(wǎng)絡(luò )傳輸設備、管理服務(wù)器均能夠支持標準的SNMP網(wǎng)管協(xié)議，從而通過(guò)管理軟件能夠方便地進(jìn)行設備狀態(tài)、參數配置的管理。

　　H3C網(wǎng)絡(luò )與監控技術(shù)在園區方案中的融合

　　H3C基于多年的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)積累，通過(guò)統一的多媒體操作系統IMOS(IP Multimedia Operation System)，提供了包括編解碼器、網(wǎng)絡(luò )存儲設備、網(wǎng)絡(luò )系統和管理平臺四大基礎組件的IP網(wǎng)絡(luò )監控解決方案，將IP組播技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )Qos技術(shù)、IP網(wǎng)管技術(shù)引入監控，基于統一的系統架構，實(shí)現了網(wǎng)絡(luò )特性在監控方案的深度融合和優(yōu)化。

　　H3C所有前端編碼設備、后端解碼設備、傳輸設備、媒體轉發(fā)設備等均同時(shí)支持網(wǎng)絡(luò )單播、組播技術(shù)，可以根據園區監控的不同應用環(huán)境，完成監控實(shí)況視頻流的單、組播轉發(fā)并實(shí)現單、組播視頻流的相互轉換。同時(shí)基于全網(wǎng)組播的高性能傳送能力，能夠保障前端監控點(diǎn)攝像頭的低時(shí)延控制(300ms)。

　　H3C監控系統可以針對實(shí)況、回放、報警等各業(yè)務(wù)設置不同的Qos優(yōu)先級，和網(wǎng)絡(luò )設備的QoS功能配合，實(shí)現業(yè)界領(lǐng)先的多業(yè)務(wù)QoS保障能力，形成全流程的Qos保障。當前端編碼設備進(jìn)行監控視頻流的處理時(shí)，會(huì )自動(dòng)為數據流打上QoS標記(DSCP)，網(wǎng)絡(luò )設備則根據數據流的QoS標記進(jìn)行相應處理，最大程度保證監控實(shí)況流的實(shí)時(shí)傳送，監控存儲流、存儲回放流的傳送質(zhì)量。

　　對于監控設備的管理，H3C實(shí)現了全局的SNMP協(xié)議支持。管理平臺全面遵循SNMP協(xié)議，可以方便地基于SNMP協(xié)議對對前端編碼器、后端解碼器、平臺中心服務(wù)器、媒體服務(wù)器、數據管理服務(wù)器、存儲IPSAN設備等進(jìn)行管理，從而實(shí)現網(wǎng)絡(luò )、監控、存儲、前端設備的統一管理。