IP網絡技術在園區(qū)視頻監(jiān)控中的應用

　　在園區(qū)監(jiān)控應用中，隨著IT技術不斷發(fā)展并引入視頻監(jiān)控領域，IP網絡監(jiān)控已經逐漸替代了傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控，其最大的特點就是將基于網絡的技術在監(jiān)控解決方案的各個部分都實現(xiàn)了滲透和應用，使傳統(tǒng)的監(jiān)控解決方案在網絡化的同時，更加高效、易用、方便維護和共享。

　　以往的園區(qū)監(jiān)控，或基于模擬技術構建，或以本地場所監(jiān)控為主實現(xiàn)簡單的聯(lián)網，這類技術在滿足小型化園區(qū)監(jiān)控方面能夠較好的滿足需要。但伴隨著園區(qū)規(guī)模的擴大及企事業(yè)單位分支機構(如分校、分廠、異地廠區(qū))的不斷加入，園區(qū)的監(jiān)控規(guī)模和密度都比以往增加了許多，對于這類大型園區(qū)的監(jiān)控，傳統(tǒng)的園區(qū)監(jiān)控技術在很多方面顯得有些力不從心，比如媒體流的處理、監(jiān)控資源的共享、監(jiān)控業(yè)務與其他應用在IP網絡上的共用與質量控制、監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一網管等。

　　這些問題都需要將IP網絡的特色技術很好地應用在監(jiān)控系統(tǒng)中，與監(jiān)控技術融合在一起，才能夠有效地解決。

　　媒體流處理

　　在園區(qū)視頻監(jiān)控應用中，當某個監(jiān)控點范圍出現(xiàn)緊急事件或稱為熱點時，經常會出現(xiàn)多個用戶會同時查看某路攝像機采集的實況視頻的情況，同時觀看的人多了，帶來的就是大規(guī)模媒體流分發(fā)的需求。

　　傳統(tǒng)IP監(jiān)控解決方案主要采用單播方式進行媒體流的分發(fā)，前端編碼器需要為每一個觀看者提供一路圖象，此時可以采用流媒體服務器進行流量的轉發(fā)分發(fā)，編碼器發(fā)送一路實時媒體流給分發(fā)服務器，分發(fā)服務器復制媒體報文，并點到點地發(fā)送給多個請求客戶端。但在系統(tǒng)規(guī)模擴大時，由于流媒體服務器性能有限，其數(shù)量也需要同步擴充，一方面比較消耗服務器數(shù)量，另一方面在視頻流的傳輸通道上，增加了服務器的轉發(fā)，也相當于增加了可能的故障點。

圖1 實時媒體流單播分發(fā)

　　組播技術做為一種監(jiān)控系統(tǒng)媒體轉發(fā)的優(yōu)化方案，使監(jiān)控傳輸網絡的規(guī)劃更加合理。組播是一種允許一個或多個發(fā)送者(組播源)發(fā)送單一的數(shù)據(jù)包到多個接收者的網絡技術。采用組播技術后，可以將每一個編碼器作為組播源，將監(jiān)控圖象傳輸?shù)浇尤刖W絡交換機。當網絡交換機發(fā)現(xiàn)網絡中有用戶需要觀看監(jiān)控圖象時(用戶加入相應的組播組)，就對監(jiān)控圖象復制轉發(fā)。如果網絡中沒有任何人觀看，則不進行轉發(fā)。組播分發(fā)時，編碼器只需發(fā)送一路實時媒體流到網絡上，媒體流在盡可能遠的分叉路口才進行復制和分發(fā)，無論有多少個目標地址，在整個網絡的任何一條鏈路上只傳送一路流的數(shù)據(jù)包。因此組播可以大大的節(jié)省網絡帶寬，因為同時由于使用網絡轉發(fā)，相比于媒體服務器轉發(fā)，延時更小、故障點更少，無論有多少人同時觀看，整個監(jiān)控系統(tǒng)對網絡帶寬的極限要求都可以計算，網絡的規(guī)劃設計也更有依據(jù)。

圖2 實時媒體流組播分發(fā)

　　監(jiān)控業(yè)務的Qos質量保證

　　在很多園區(qū)網絡監(jiān)控中，承載網絡既承載監(jiān)控業(yè)務也同時承載其他業(yè)務，即監(jiān)控業(yè)務與其他業(yè)務共用網絡。比如有些校園的監(jiān)控，可能會利用校園網同時傳送監(jiān)控及校內辦公、學生上網的數(shù)據(jù)流量。

　　監(jiān)控業(yè)務本身是多媒體業(yè)務類型，對網絡的時延、丟包率、抖動等性能指標要求較高，要求網絡能夠實現(xiàn)視頻流的高可靠、低延時轉發(fā)。在共用網絡的條件下，如果其他業(yè)務有瞬間大流量數(shù)據(jù)的情況發(fā)生，反映在監(jiān)控中心的圖像畫面很可能會受到影響。

　　此時一方面要求網絡本身能夠保證性能指標的穩(wěn)定，另一方面，網絡需要能夠運用Qos技術，區(qū)分各種業(yè)務類型，對重要的監(jiān)控業(yè)務流能夠給予優(yōu)先轉發(fā)和處理，這樣才能夠最大限度地保證監(jiān)控業(yè)務圖像的流暢。而要做到這一點，僅僅依靠網絡設備還不夠，還需要將網絡Qos技術應用到監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控設備在生成視頻數(shù)字信號時，需要在視頻流中設置QoS標記，以便網絡設備針對信令、實況圖像、回放業(yè)務不同的QoS優(yōu)先級，進行相應的轉發(fā)，這樣在網絡擁塞時也能保證高優(yōu)先級的業(yè)務得到充分的帶寬保障。

　　系統(tǒng)設備的統(tǒng)一網管

　　IP技術越來越多的融入視頻監(jiān)控領域后，各種目的不同、范圍不同的監(jiān)控業(yè)務在系統(tǒng)中實現(xiàn)共享和融合已經成為可能。比如安防監(jiān)控和生產監(jiān)控，以往均是獨立建設，現(xiàn)在可以統(tǒng)一建設、基于不同的權限機制實現(xiàn)共享;再比如一個企業(yè)的多個園區(qū)，以往只能本地建設，就近管理，現(xiàn)在可以實現(xiàn)跨區(qū)域聯(lián)網，統(tǒng)一管理。這些變化也帶來監(jiān)控規(guī)模的進一步擴大，系統(tǒng)需要對大量的監(jiān)控資源統(tǒng)一管理，對大量的前端設備統(tǒng)一維護，提升故障發(fā)現(xiàn)及處理的效率。

　　傳統(tǒng)的園區(qū)監(jiān)控設備大量是基于模擬或本地數(shù)字DVR，可管理性很弱。當網絡監(jiān)控逐漸成為主流時，大量的前端編碼設備和網絡傳輸、存儲設備及服務器均基于IP協(xié)議構建，使得這些設備的統(tǒng)一管理維護、配置升級成為可能，而類似的管理手段在網絡領域早已成為標準技術，基于標準SNMP網管協(xié)議的管理手段可以很好地解決全網設備的統(tǒng)一管理。

　　這就需要在監(jiān)控系統(tǒng)的各個組成部分，包括編解碼設備、存儲設備、網絡傳輸設備、管理服務器均能夠支持標準的SNMP網管協(xié)議，從而通過管理軟件能夠方便地進行設備狀態(tài)、參數(shù)配置的管理。

　　H3C網絡與監(jiān)控技術在園區(qū)方案中的融合

　　H3C基于多年的網絡技術積累，通過統(tǒng)一的多媒體操作系統(tǒng)IMOS(IP Multimedia Operation System)，提供了包括編解碼器、網絡存儲設備、網絡系統(tǒng)和管理平臺四大基礎組件的IP網絡監(jiān)控解決方案，將IP組播技術、網絡Qos技術、IP網管技術引入監(jiān)控，基于統(tǒng)一的系統(tǒng)架構，實現(xiàn)了網絡特性在監(jiān)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)設備等均同時支持網絡單播、組播技術，可以根據(jù)園區(qū)監(jiān)控的不同應用環(huán)境，完成監(jiān)控實況視頻流的單、組播轉發(fā)并實現(xiàn)單、組播視頻流的相互轉換。同時基于全網組播的高性能傳送能力，能夠保障前端監(jiān)控點攝像頭的低時延控制(300ms)。

　　H3C監(jiān)控系統(tǒng)可以針對實況、回放、報警等各業(yè)務設置不同的Qos優(yōu)先級，和網絡設備的QoS功能配合，實現(xiàn)業(yè)界領先的多業(yè)務QoS保障能力，形成全流程的Qos保障。當前端編碼設備進行監(jiān)控視頻流的處理時，會自動為數(shù)據(jù)流打上QoS標記(DSCP)，網絡設備則根據(jù)數(shù)據(jù)流的QoS標記進行相應處理，最大程度保證監(jiān)控實況流的實時傳送，監(jiān)控存儲流、存儲回放流的傳送質量。

　　對于監(jiān)控設備的管理，H3C實現(xiàn)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、平臺中心服務器、媒體服務器、數(shù)據(jù)管理服務器、存儲IPSAN設備等進行管理，從而實現(xiàn)網絡、監(jiān)控、存儲、前端設備的統(tǒng)一管理。