多樣接入 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控深度融合

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目前在安防領(lǐng)域一個(gè)無(wú)可爭(zhēng)辯的事實(shí)就是：安防監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)從一個(gè)模擬的監(jiān)控系統(tǒng)，過(guò)渡到數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控前端的接入方式從模擬介質(zhì)的視頻線(xiàn)纜的傳輸方式，逐步過(guò)渡到光纖、雙絞線(xiàn)的數(shù)字線(xiàn)纜的傳輸方式。

在監(jiān)控系統(tǒng)中，視頻傳輸是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，選擇何種介質(zhì)和設(shè)備傳送視頻和控制信號(hào)，直接關(guān)系到監(jiān)控系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性。隨著監(jiān)控的應(yīng)用范圍從單點(diǎn)監(jiān)控，向IP聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控發(fā)展之后，監(jiān)控系統(tǒng)所跨越的物理距離甚至高達(dá)上千公里。編碼器、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、DVR等前端圖像采集編碼設(shè)備所處物理位置的網(wǎng)絡(luò)狀況也不一而足，對(duì)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入方式也提出了更高的要求。為此，如何實(shí)現(xiàn)更為靈活的系統(tǒng)接入，已經(jīng)成為廠(chǎng)商與用戶(hù)關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題之一。

傳統(tǒng)視頻監(jiān)控接入方式

傳統(tǒng)的用來(lái)傳輸視頻信號(hào)的介質(zhì)主要有同軸電纜、雙絞線(xiàn)和光纖，對(duì)應(yīng)的傳輸設(shè)備分別是同軸視頻放大器、雙絞線(xiàn)視頻傳輸設(shè)備和光端機(jī)。

1.同軸電纜傳輸

同軸電纜是較早使用，也是使用時(shí)間最長(zhǎng)的傳輸方式，具有價(jià)格較便宜、鋪設(shè)較方便的優(yōu)點(diǎn)。但傳輸距離有限，在監(jiān)控系統(tǒng)中使用時(shí)，為了保證有較好的視頻質(zhì)量，一般將傳輸距離范圍限制在四、五百米左右。

2.雙絞線(xiàn)傳輸

雙絞線(xiàn)的傳輸在IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中應(yīng)用比較廣泛，只要IP網(wǎng)絡(luò)存在的地方就有雙絞線(xiàn)傳輸?shù)氖褂茫尤敕绞胶?jiǎn)便，鋪設(shè)成本低。但是同樣傳輸距離有限，比較好的雙絞線(xiàn)傳輸也僅能達(dá)到二百米左右。

3.光纖傳輸

光纖具有傳輸帶寬高、容量大、不受電磁干擾、受外界環(huán)境影響小等諸多優(yōu)點(diǎn)，一根光纖就可以傳送監(jiān)控系統(tǒng)中需要的所有信號(hào)，傳輸距離可以達(dá)到上百公里。近年來(lái)由于光纖通信技術(shù)的飛速發(fā)展，光纖監(jiān)控系統(tǒng)的成本也大幅降低，所以光纖和光端機(jī)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越普及。

其實(shí)，不同的傳輸方式也即意味著不同視頻監(jiān)控接入方式，同軸電纜傳輸仍然是模擬監(jiān)控傳輸?shù)闹饕绞?。而?shù)字監(jiān)控中采用的雙絞線(xiàn)、光纖傳輸，即意味前端設(shè)備支持以太網(wǎng)接入或者光纖接入。

H3C創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控接入方式

H3C基于對(duì)IP技術(shù)的深厚積淀，提出了“安防IT化，監(jiān)控大聯(lián)網(wǎng)”的理念，融合交換、視頻、存儲(chǔ)、信令控制等多維度技術(shù)，創(chuàng)造性的推出了融合開(kāi)放、簡(jiǎn)單易用、業(yè)界領(lǐng)先的iVS IP智能監(jiān)控解決方案，涵蓋視頻編解碼、視頻存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)傳輸和管理平臺(tái)四大組件，是目前業(yè)界唯一能夠保證大規(guī)模應(yīng)用時(shí)“看、控、存、管、用” 綜合性能的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控解決方案。

針對(duì)具體的應(yīng)用場(chǎng)景，H3C創(chuàng)新性的把網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的傳輸技術(shù)融合到IP監(jiān)控系統(tǒng)中，使得iVS智能監(jiān)控解決方案擁有了更為靈活豐富的前端接入技術(shù)，支持Ethernet（以太網(wǎng)）、SFP（光纖）、EPON（無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）、RRPP（快速環(huán)路保護(hù)）、無(wú)線(xiàn)等多種接入方式，從而幫助用戶(hù)可以更為靈活地部署視頻監(jiān)控應(yīng)用。

在目前光纖應(yīng)用越來(lái)普及的大環(huán)境下，H3C視頻監(jiān)控設(shè)備對(duì)光纖接入同樣具備良好的支持性。由于基于以太網(wǎng)技術(shù)而實(shí)現(xiàn)的光纖、雙絞線(xiàn)接入使用已經(jīng)十分普遍，因此在光端機(jī)存在的場(chǎng)合，完全可以通過(guò)編碼器內(nèi)置光纖接口替代。

H3C的編碼設(shè)備自身內(nèi)置SFP光纖接口，編碼器對(duì)視頻圖像進(jìn)行壓縮之后，直接通過(guò)內(nèi)置的光纖接口發(fā)送出去，經(jīng)過(guò)后端的光纖網(wǎng)絡(luò)傳遞到監(jiān)控中心。通過(guò)編碼器內(nèi)置光纖接口，可以很好的解決光端機(jī)方式在系統(tǒng)的維護(hù)管理、系統(tǒng)的施工擴(kuò)容等方面的不足。

圖：編碼器內(nèi)置SFP光纖接口

而在系統(tǒng)接入的架構(gòu)方面，H3C解決方案中最值得一提的就是EPON接入技術(shù)與RRPP環(huán)網(wǎng)接入技術(shù)。下面，我們就這兩種接入方式分別進(jìn)行介紹。

EPON在IP監(jiān)控中的創(chuàng)新應(yīng)用

EPON技術(shù)由第一英里以太網(wǎng)聯(lián)盟（EFMA）在2001年初提出，采用點(diǎn)到多點(diǎn)的用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用光纖實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻的全業(yè)務(wù)接入的目的。一個(gè)典型的EPON系統(tǒng)由OLT、ONU、POS組成。OLT（Optical Line Terminal）放在中心機(jī)房，ONU（Optical Network Unit）放在用戶(hù)設(shè)備端附近或與其合為一體。POS（Passive Optical Splitter）是無(wú)源光纖分支器，是一個(gè)連接OLT和ONU的無(wú)源設(shè)備，它的功能是分發(fā)下行數(shù)據(jù)，并集中上行數(shù)據(jù)。

把EPON的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)引入視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，主要緣起平安工程的建設(shè)。平安城市對(duì)光纖的需求量很大，因此可以采用EPON技術(shù)，在一根光纖線(xiàn)路上，接入多個(gè)前端編碼設(shè)備，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到多點(diǎn)的終端接入，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)省光纖資源，節(jié)省系統(tǒng)建設(shè)成本。經(jīng)過(guò)在平安城市的長(zhǎng)期實(shí)踐，EPON技術(shù)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。

在H3C的監(jiān)控解決方案中，室外監(jiān)控點(diǎn)大多采用EPON方式接入，在編碼器上集成ONU模塊，圖像采集之后，進(jìn)行壓縮處理，最后形成的IP報(bào)文，通過(guò)ONU模塊向上傳輸?shù)絆LT設(shè)備。

圖：EPON在監(jiān)控中的應(yīng)用

EPON技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在：

(1)相對(duì)成本低，維護(hù)簡(jiǎn)單，容易擴(kuò)展，易于升級(jí)。EPON結(jié)構(gòu)在傳輸途中不需電源，沒(méi)有電子部件，因此容易鋪設(shè)，基本不用維護(hù)，長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)成本和管理成本的節(jié)省很大；對(duì)局端資源占用很少，模塊化程度高，系統(tǒng)初期投入低，擴(kuò)展容易，投資回報(bào)率高；EPON系統(tǒng)是面向未來(lái)的技術(shù)，大多數(shù)EPON系統(tǒng)都是一個(gè)多業(yè)務(wù)平臺(tái)，對(duì)于向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡是一個(gè)很好的選擇。

(2)采用EPON的組網(wǎng)方式，可以極大的節(jié)省主干線(xiàn)路光纖資源，且每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)到交換機(jī)都為獨(dú)享帶寬，根據(jù)每路攝像頭的碼流要求，并考慮將來(lái)的擴(kuò)展，每路帶寬設(shè)計(jì)為10Mbps，即每個(gè)EPON樹(shù)能最大支持100路的枝節(jié)點(diǎn)。

(3)節(jié)省光纖資源，節(jié)約工程施工投資，服務(wù)范圍大。EPON作為一種點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，以一種扇出的結(jié)構(gòu)來(lái)節(jié)省資源，服務(wù)大量用戶(hù)。

(4)帶寬分配靈活，服務(wù)有保證。對(duì)帶寬的分配和保證都有一套完整的體系。EPON可以通過(guò)DBA(動(dòng)態(tài)帶寬算法)、DiffServ、PQ/WFQ、WRED等來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)用戶(hù)進(jìn)行帶寬分配，并保證每個(gè)用戶(hù)的QoS。

RRPP在IP監(jiān)控中的創(chuàng)新應(yīng)用

目前，帶有封閉周界的企業(yè)園區(qū)、學(xué)校校園、公共場(chǎng)所，都大量存在建設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)的需求，但是面臨的問(wèn)題是，人為的惡意破壞監(jiān)控傳輸?shù)木€(xiàn)路，影響監(jiān)控系統(tǒng)的線(xiàn)路安全，如何盡可能保證系統(tǒng)的可靠，同時(shí)又方便維護(hù)。另外，對(duì)于采用IP技術(shù)為主的園區(qū)監(jiān)控解決方案中，園區(qū)的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備為監(jiān)控預(yù)留的網(wǎng)絡(luò)接口很少，在交換設(shè)備上不可能為每一路監(jiān)控點(diǎn)提供一個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)接口，如何能夠通過(guò)有限的網(wǎng)絡(luò)接口接入更多的監(jiān)控編解碼設(shè)備。

綜合這兩方面的情況，H3C創(chuàng)新性的把RRPP環(huán)網(wǎng)保護(hù)技術(shù)引入到監(jiān)控系統(tǒng)中，及解決了環(huán)網(wǎng)保護(hù)問(wèn)題，又有效節(jié)約核心接入設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)占用。

RRPP是一個(gè)專(zhuān)門(mén)應(yīng)用于以太網(wǎng)環(huán)的鏈路層協(xié)議，當(dāng)以太網(wǎng)環(huán)上一條鏈路斷開(kāi)時(shí)，能迅速啟用備份鏈路以恢復(fù)環(huán)網(wǎng)上各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信通路。

H3C的編碼器設(shè)備內(nèi)置RRPP模塊，圖像采集之后，進(jìn)行壓縮處理，形成的IP報(bào)文，通過(guò)RRPP模塊向上傳輸?shù)街С諶RPP協(xié)議的交換機(jī)設(shè)備。

圖：RRPP在監(jiān)控中的應(yīng)用

從圖中可以看出7個(gè)編碼器圍成一圈RRPP環(huán)網(wǎng)，最終只占用了接入交換設(shè)備的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口，很好的解決了大量編碼器對(duì)于端口的占用，否則每個(gè)編碼器都要接入交換機(jī)，則會(huì)占用7個(gè)端口，如果更多的編碼器需要接入，則占用更多。若環(huán)網(wǎng)中編碼器之間鏈路出現(xiàn)故障，并不會(huì)影響其他節(jié)點(diǎn)編碼設(shè)備的使用，則RRPP協(xié)議快速啟用鏈路保護(hù)技術(shù)，數(shù)據(jù)開(kāi)始反向傳輸。

通過(guò)采用RRPP技術(shù)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)既可解決光纜資源部署的問(wèn)題，又實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)的高可靠性。在多個(gè)園區(qū)實(shí)際運(yùn)行中，RRPP技術(shù)取得了良好的效果。正如某高校信息主管所言，自從我們的高校校園采用H3C RRPP自愈環(huán)網(wǎng)技術(shù)以后，再也不用擔(dān)心各種光纜意外中斷而影響業(yè)務(wù)運(yùn)行了。

總結(jié)

若要組建一個(gè)高質(zhì)量的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，就必須清楚各種視頻接入方式的特點(diǎn)和使用環(huán)境，以便針對(duì)實(shí)際工程選擇合適的介質(zhì)和設(shè)備。H3C的監(jiān)控解決方案靈活的接入方式，對(duì)用戶(hù)自由選擇組網(wǎng)方案具有十分重要的意義。

此外，隨著3G、wifi無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的部署，目前部分監(jiān)控系統(tǒng)提出了無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)囊?，針?duì)有線(xiàn)傳輸方式，無(wú)線(xiàn)具有部署方便，施工方便的特點(diǎn)。在一些特殊環(huán)境的監(jiān)控應(yīng)用中，無(wú)線(xiàn)接入是有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入的一種很好的補(bǔ)充。H3C作為網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的提供商，同樣能夠提供各種無(wú)線(xiàn)監(jiān)控接入方案，滿(mǎn)足用戶(hù)的實(shí)際需求。