在园区监控应用中, IP网络监控已经逐渐替代了传统的模拟监控, IT技术不断发展并引入视频监控领域, 最大的特点就是将基于网络的技术在监控解决方案的各个部分都实现了渗透和应用, 使传统的监控解决方案在网络化的同时, 更加高效、易用、方便维护和共享。
以往的园区监控, 在小型化园区监控方面能够较好的满足需要, 或基于模拟技术构建, 或以本地场所监控为主实现简单的联网。但伴随着园区规模的扩大及企事业单位分支机构 (如分校、分厂、异地厂区) 的不断加入, 园区的监控规模和密度都比以往增加了许多, 对于这类大型园区的监控, 传统的园区监控技术在很多方面显得有些力不从心, 比如媒体流的处理、监控资源的共享、监控业务与其他应用在IP网络上的共用与质量控制、监控系统的统一网管等。
这些问题都需要将IP网络的特色技术很好地应用在监控系统中, 与监控技术融合在一起, 才能够有效地解决。
在园区视频监控应用中, 当某个监控点范围出现紧急事件或称为热点时, 经常会出现多个用户会同时查看某路摄像机采集的实况视频的情况, 同时观看的人多了, 带来的就是大规模媒体流分发的需求。
传统IP监控解决方案主要采用单播方式进行媒体流的分发, 前端摄像机需要为每一个观看者提供一路图象, 此时可以采用流媒体服务器进行流量的转发分发, 编码器或摄像机发送一路实时媒体流给分发服务器, 分发服务器复制媒体报文, 并点到点地发送给多个请求客户端。但在系统规模扩大时, 由于流媒体服务器性能有限, 其数量也需要同步扩充, 一方面比较消耗服务器数量, 另一方面在视频流的传输通道上, 增加了服务器的转发, 也相当于增加了可能的故障点。
组播技术作为一种监控系统媒体转发的优化方案, 使监控传输网络的规划更加合理。组播是一种允许一个或多个发送者 (组播源) 发送单一的数据包到多个接收者的网络技术。采用组播技术后, 可以将每一个编码器作为组播源, 将监控图像传输到接入网络交换机。当网络交换机发现网络中有用户需要观看监控图象时 (用户加入相应的组播组) , 就对监控图像复制转发。如果网络中没有任何人观看, 则不进行转发。组播分发时, 编码器或摄像机只需发送一路实时媒体流到网络上, 媒体流在尽可能远的分叉路口才进行复制和分发, 无论有多少个目标地址, 在整个网络的任何一条链路上只传送一路流的数据包。因此组播可以大大的节省网络带宽, 因为同时由于使用网络转发, 相比于媒体服务器转发, 延时更小、故障点更少, 无论有多少人同时观看, 整个监控系统对网络带宽的极限要求都可以计算, 网络的规划设计也更有依据。
在很多园区网络监控中, 承载网络既承载监控业务也同时承载其他业务, 即监控业务与其他业务共用网络。比如有些企业的监控, 可能会利用企业内部网同时传送监控及校内办公、学生上网的数据流量。
监控业务本身是多媒体业务类型, 对网络的时延、丢包率、抖动等性能指标要求较高, 要求网络能够实现视频流的高可靠、低延时转发。在共用网络的条件下, 如果其他业务有瞬间大流量数据的情况发生, 反映在监控中心的图像画面很可能会受到影响。
此时一方面要求网络本身能够保证性能指标的稳定, 另一方面, 网络需要能够运用Qos技术, 区分各种业务类型, 对重要的监控业务流能够给予优先转发和处理, 这样才能够最大限度地保证监控业务图像的流畅。而要做到这一点, 仅仅依靠网络设备还不够, 还需要将网络Qos技术应用到监控系统中, 监控设备在生成视频数字信号时, 需要在视频流中设置QoS标记, 以便网络设备针对信令、实况图像、回放业务不同的QoS优先级, 进行相应的转发, 这样在网络拥塞时也能保证高优先级的业务得到充分的带宽保障。
IP技术越来越多的融入视频监控领域后, 各种目的不同、范围不同的监控业务在系统中实现共享和融合已经成为可能。比如安防监控和生产监控, 以往均是独立建设, 现在可以统一建设、基于不同的权限机制实现共享;再比如一个企业的多个园区, 以往只能本地建设, 就近管理, 现在可以实现跨区域联网, 统一管理。这些变化也带来监控规模的进一步扩大, 系统需要对大量的监控资源统一管理, 对大量的前端设备统一维护, 提升故障发现及处理的效率。
传统的园区监控设备大量是基于模拟或本地数字DVR, 可管理性很弱。当网络监控逐渐成为主流时, 大量的前端编码设备和网络传输、存储设备及服务器均基于IP协议构建, 使得这些设备的统一管理维护、配置升级成为可能, 而类似的管理手段在网络领域早已成为标准技术, 基于标准SNMP网管协议的管理手段可以很好地解决全网设备的统一管理。
这就需要在监控系统的各个组成部分, 包括前端网络摄像机、编解码设备、存储设备、网络传输设备、管理服务器均能够支持标准的SNMP网管协议, 从而通过管理软件能够方便地进行设备状态、参数配置的管理。
通过统一的多媒体操作系统, 将IP组播技术、网络Qos技术、IP网管技术引入监控, 提供了包括编解码器、网络存储设备、网络系统和管理平台四大基础组件的IP网络监控解决方案, 基于统一的系统架构, 实现了网络特性在监控方案的深度融合和优化。
所有前端摄像机及编码设备、后端解码设备、传输设备、媒体转发设备等均同时支持网络单播、组播技术, 可以根据园区监控的不同应用环境, 完成监控实况视频流的单、组播转发并实现单、组播视频流的相互转换。同时基于全网组播的高性能传送能力, 能够保障前端监控点摄像头的低时延控制 (300ms) 。
IP网络监控系统可以针对实况、回放、报警等各业务设置不同的Qos优先级, 和网络设备的QoS功能配合, 实现业界领先的多业务QoS保障能力, 形成全流程的Qos保障。当前端编码设备进行监控视频流的处理时, 会自动为数据流打上QoS标记 (DSCP) , 网络设备则根据数据流的QoS标记进行相应处理, 最大程度保证监控实况流的实时传送, 监控存储流、存储回放流的传送质量。 (表1)
对于监控设备的管理, 实现了全局的SNMP协议支持。管理平台全面遵循SNMP协议, 可以方便地基于SNMP协议对前端摄像机或编码器、后端解码器、平台中心服务器、媒体服务器、数据管理服务器、存储IPSAN设备等进行管理, 从而实现网络、监控、存储、前端设备的统一管理。
摘要：本文探讨了深度融合-IP网络技术在园区监控中的应用思路, 相信对从事相关研究的同行能有所裨益。
关键词：IP网络技术,质量保证,网管
