IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在園區(qū)視頻監(jiān)控中的應(yīng)用
來源:中國數(shù)字音視網(wǎng) 作者:Tarier 編輯:數(shù)字音視工程 2010-09-03 00:00:00 加入收藏
在園區(qū)監(jiān)控應(yīng)用中,隨著IT技術(shù)不斷發(fā)展并引入視頻監(jiān)控領(lǐng)域,IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控已經(jīng)逐漸替代了傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控,其最大的特點(diǎn)就是將基于網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)在監(jiān)控解決方案的各個(gè)部分都實(shí)現(xiàn)了滲透和應(yīng)用,使傳統(tǒng)的監(jiān)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(hù)和共享。
以往的園區(qū)監(jiān)控,或基于模擬技術(shù)構(gòu)建,或以本地場所監(jiān)控為主實(shí)現(xiàn)簡單的聯(lián)網(wǎng),這類技術(shù)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(kuò)大及企事業(yè)單位分支機(jī)構(gòu)(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(shù)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(wù)與其他應(yīng)用在IP網(wǎng)絡(luò)上的共用與質(zhì)量控制、監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一網(wǎng)管等。
這些問題都需要將IP網(wǎng)絡(luò)的特色技術(shù)很好地應(yīng)用在監(jiān)控系統(tǒng)中,與監(jiān)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(qū)視頻監(jiān)控應(yīng)用中,當(dāng)某個(gè)監(jiān)控點(diǎn)范圍出現(xiàn)緊急事件或稱為熱點(diǎn)時(shí),經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)多個(gè)用戶會(huì)同時(shí)查看某路攝像機(jī)采集的實(shí)況視頻的情況,同時(shí)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(jìn)行媒體流的分發(fā),前端編碼器需要為每一個(gè)觀看者提供一路圖象,此時(shí)可以采用流媒體服務(wù)器進(jìn)行流量的轉(zhuǎn)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(fù)制媒體報(bào)文,并點(diǎn)到點(diǎn)地發(fā)送給多個(gè)請求客戶端。但在系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大時(shí),由于流媒體服務(wù)器性能有限,其數(shù)量也需要同步擴(kuò)充,一方面比較消耗服務(wù)器數(shù)量,另一方面在視頻流的傳輸通道上,增加了服務(wù)器的轉(zhuǎn)發(fā),也相當(dāng)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(jiān)控系統(tǒng)媒體轉(zhuǎn)發(fā)的優(yōu)化方案,使監(jiān)控傳輸網(wǎng)絡(luò)的規(guī)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(shù)據(jù)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(jiān)控圖象傳輸?shù)浇尤刖W(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中有用戶需要觀看監(jiān)控圖象時(shí)(用戶加入相應(yīng)的組播組),就對監(jiān)控圖象復(fù)制轉(zhuǎn)發(fā)。如果網(wǎng)絡(luò)中沒有任何人觀看,則不進(jìn)行轉(zhuǎn)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(yuǎn)的分叉路口才進(jìn)行復(fù)制和分發(fā),無論有多少個(gè)目標(biāo)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(shù)據(jù)包。因此組播可以大大的節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬,因?yàn)橥瑫r(shí)由于使用網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā),相比于媒體服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā),延時(shí)更小、故障點(diǎn)更少,無論有多少人同時(shí)觀看,整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)帶寬的極限要求都可以計(jì)算,網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)也更有依據(jù)。
圖2 實(shí)時(shí)媒體流組播分發(fā)
監(jiān)控業(yè)務(wù)的Qos質(zhì)量保證
在很多園區(qū)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中,承載網(wǎng)絡(luò)既承載監(jiān)控業(yè)務(wù)也同時(shí)承載其他業(yè)務(wù),即監(jiān)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(jiān)控,可能會(huì)利用校園網(wǎng)同時(shí)傳送監(jiān)控及校內(nèi)辦公、學(xué)生上網(wǎng)的數(shù)據(jù)流量。
監(jiān)控業(yè)務(wù)本身是多媒體業(yè)務(wù)類型,對網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延、丟包率、抖動(dòng)等性能指標(biāo)要求較高,要求網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)視頻流的高可靠、低延時(shí)轉(zhuǎn)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(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(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(biāo)的穩(wěn)定,另一方面,網(wǎng)絡(luò)需要能夠運(yùn)用Qos技術(shù),區(qū)分各種業(yè)務(wù)類型,對重要的監(jiān)控業(yè)務(wù)流能夠給予優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)和處理,這樣才能夠最大限度地保證監(jiān)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(shè)備還不夠,還需要將網(wǎng)絡(luò)Qos技術(shù)應(yīng)用到監(jiān)控系統(tǒng)中,監(jiān)控設(shè)備在生成視頻數(shù)字信號(hào)時(shí),需要在視頻流中設(shè)置QoS標(biāo)記,以便網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(yīng)的轉(zhuǎn)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(tǒng)設(shè)備的統(tǒng)一網(wǎng)管
IP技術(shù)越來越多的融入視頻監(jiān)控領(lǐng)域后,各種目的不同、范圍不同的監(jiān)控業(yè)務(wù)在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)共享和融合已經(jīng)成為可能。比如安防監(jiān)控和生產(chǎn)監(jiān)控,以往均是獨(dú)立建設(shè),現(xiàn)在可以統(tǒng)一建設(shè)、基于不同的權(quán)限機(jī)制實(shí)現(xiàn)共享;再比如一個(gè)企業(yè)的多個(gè)園區(qū),以往只能本地建設(shè),就近管理,現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域聯(lián)網(wǎng),統(tǒng)一管理。這些變化也帶來監(jiān)控規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)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(shè)備統(tǒng)一維護(hù),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(shè)備大量是基于模擬或本地?cái)?shù)字DVR,可管理性很弱。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控逐漸成為主流時(shí),大量的前端編碼設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)傳輸、存儲(chǔ)設(shè)備及服務(wù)器均基于IP協(xié)議構(gòu)建,使得這些設(shè)備的統(tǒng)一管理維護(hù)、配置升級成為可能,而類似的管理手段在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域早已成為標(biāo)準(zhǔn)技術(shù),基于標(biāo)準(zhǔn)SNMP網(wǎng)管協(xié)議的管理手段可以很好地解決全網(wǎng)設(shè)備的統(tǒng)一管理。
這就需要在監(jiān)控系統(tǒng)的各個(gè)組成部分,包括編解碼設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、管理服務(wù)器均能夠支持標(biāo)準(zhǔn)的SNMP網(wǎng)管協(xié)議,從而通過管理軟件能夠方便地進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)、參數(shù)配置的管理。
H3C網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控技術(shù)在園區(qū)方案中的融合
H3C基于多年的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和管理平臺(tái)四大基礎(chǔ)組件的IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)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(jiān)控,基于統(tǒng)一的系統(tǒng)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)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(shè)備、后端解碼設(shè)備、傳輸設(shè)備、媒體轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備等均同時(shí)支持網(wǎng)絡(luò)單播、組播技術(shù),可以根據(jù)園區(qū)監(jiān)控的不同應(yīng)用環(huán)境,完成監(jiān)控實(shí)況視頻流的單、組播轉(zhuǎn)發(fā)并實(shí)現(xiàn)單、組播視頻流的相互轉(zhuǎn)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(jiān)控點(diǎn)攝像頭的低時(shí)延控制(300ms)。
H3C監(jiān)控系統(tǒng)可以針對實(shí)況、回放、報(bào)警等各業(yè)務(wù)設(shè)置不同的Qos優(yōu)先級,和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的QoS功能配合,實(shí)現(xiàn)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(dāng)前端編碼設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控視頻流的處理時(shí),會(huì)自動(dòng)為數(shù)據(jù)流打上QoS標(biāo)記(DSCP),網(wǎng)絡(luò)設(shè)備則根據(jù)數(shù)據(jù)流的QoS標(biāo)記進(jìn)行相應(yīng)處理,最大程度保證監(jiān)控實(shí)況流的實(shí)時(shí)傳送,監(jiān)控存儲(chǔ)流、存儲(chǔ)回放流的傳送質(zhì)量。
對于監(jiān)控設(shè)備的管理,H3C實(shí)現(xiàn)了全局的SNMP協(xié)議支持。管理平臺(tái)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(tái)中心服務(wù)器、媒體服務(wù)器、數(shù)據(jù)管理服務(wù)器、存儲(chǔ)IPSAN設(shè)備等進(jìn)行管理,從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控、存儲(chǔ)、前端設(shè)備的統(tǒng)一管理。
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