IP網絡技術在園區視頻監控中的應用

　　在園區監控應用中，隨著IT技術不斷發展并引入視頻監控領域，IP網絡監控已經逐漸替代了傳統的模擬監控，其最大的特點就是將基于網絡的技術在監控解決方案的各個部分都實現了滲透和應用，使傳統的監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。

　　以往的園區監控，或基于模擬技術構建，或以本地場所監控為主實現簡單的聯網，這類技術在滿足小型化園區監控方面能夠較好的滿足需要。但伴隨著園區規模的擴大及企事業單位分支機構(如分校、分廠、異地廠區)的不斷加入，園區的監控規模和密度都比以往增加了許多，對于這類大型園區的監控，傳統的園區監控技術在很多方面顯得有些力不從心，比如媒體流的處理、監控資源的共享、監控業務與其他應用在IP網絡上的共用與質量控制、監控系統的統一網管等。

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

　　媒體流處理

　　在園區視頻監控應用中，當某個監控點范圍出現緊急事件或稱為熱點時，經常會出現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，帶來的就是大規模媒體流分發的需求。

　　傳統IP監控解決方案主要采用單播方式進行媒體流的分發，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分發，編碼器發送一路實時媒體流給分發服務器，分發服務器復制媒體報文，并點到點地發送給多個請求客戶端。但在系統規模擴大時，由于流媒體服務器性能有限，其數量也需要同步擴充，一方面比較消耗服務器數量，另一方面在視頻流的傳輸通道上，增加了服務器的轉發，也相當于增加了可能的故障點。

圖1 實時媒體流單播分發

　　組播技術做為一種監控系統媒體轉發的優化方案，使監控傳輸網絡的規劃更加合理。組播是一種允許一個或多個發送者(組播源)發送單一的數據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，將監控圖象傳輸到接入網絡交換機。當網絡交換機發現網絡中有用戶需要觀看監控圖象時(用戶加入相應的組播組)，就對監控圖象復制轉發。如果網絡中沒有任何人觀看，則不進行轉發。組播分發時，編碼器只需發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，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據包。因此組播可以大大的節省網絡帶寬，因為同時由于使用網絡轉發，相比于媒體服務器轉發，延時更小、故障點更少，無論有多少人同時觀看，整個監控系統對網絡帶寬的極限要求都可以計算，網絡的規劃設計也更有依據。

圖2 實時媒體流組播分發

　　監控業務的Qos質量保證

　　在很多園區網絡監控中，承載網絡既承載監控業務也同時承載其他業務，即監控業務與其他業務共用網絡。比如有些校園的監控，可能會利用校園網同時傳送監控及校內辦公、學生上網的數據流量。

　　監控業務本身是多媒體業務類型，對網絡的時延、丟包率、抖動等性能指標要求較高，要求網絡能夠實現視頻流的高可靠、低延時轉發。在共用網絡的條件下，如果其他業務有瞬間大流量數據的情況發生，反映在監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定，另一方面，網絡需要能夠運用Qos技術，區分各種業務類型，對重要的監控業務流能夠給予優先轉發和處理，這樣才能夠最大限度地保證監控業務圖像的流暢。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技術應用到監控系統中，監控設備在生成視頻數字信號時，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、回放業務不同的QoS優先級，進行相應的轉發，這樣在網絡擁塞時也能保證高優先級的業務得到充分的帶寬保障。

　　系統設備的統一網管

　　IP技術越來越多的融入視頻監控領域后，各種目的不同、范圍不同的監控業務在系統中實現共享和融合已經成為可能。比如安防監控和生產監控，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現共享;再比如一個企業的多個園區，以往只能本地建設，就近管理，現在可以實現跨區域聯網，統一管理。這些變化也帶來監控規模的進一步擴大，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。當網絡監控逐漸成為主流時，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網管協議的管理手段可以很好地解決全網設備的統一管理。

　　這就需要在監控系統的各個組成部分，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網管協議，從而通過管理軟件能夠方便地進行設備狀態、參數配置的管理。

　　H3C網絡與監控技術在園區方案中的融合

　　H3C基于多年的網絡技術積累，通過統一的多媒體操作系統IMOS(IP Multimedia Operation System)，提供了包括編解碼器、網絡存儲設備、網絡系統和管理平臺四大基礎組件的IP網絡監控解決方案，將IP組播技術、網絡Qos技術、IP網管技術引入監控，基于統一的系統架構，實現了網絡特性在監控方案的深度融合和優化。

　　H3C所有前端編碼設備、后端解碼設備、傳輸設備、媒體轉發設備等均同時支持網絡單播、組播技術，可以根據園區監控的不同應用環境，完成監控實況視頻流的單、組播轉發并實現單、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，能夠保障前端監控點攝像頭的低時延控制(300ms)。

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

　　對于監控設備的管理，H3C實現了全局的SNMP協議支持。管理平臺全面遵循SNMP協議，可以方便地基于SNMP協議對對前端編碼器、后端解碼器、平臺中心服務器、媒體服務器、數據管理服務器、存儲IPSAN設備等進行管理，從而實現網絡、監控、存儲、前端設備的統一管理。