深度融合—IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在園區(qū)監(jiān)控中的應(yīng)用

張勇　曹丹　謝躍偉

摘要：本文探討了深度融合-IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在園區(qū)監(jiān)控中的應(yīng)用思路，相信對(duì)從事相關(guān)研究的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)質(zhì)量保證網(wǎng)管

中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）08（c）-0028-02

在園區(qū)監(jiān)控應(yīng)用中，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，IT技術(shù)不斷發(fā)展并引入視頻監(jiān)控領(lǐng)域，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，在小型化園區(qū)監(jiān)控方面能夠較好的滿足需要，或基于模擬技術(shù)構(gòu)建，或以本地場(chǎng)所監(jiān)控為主實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的聯(lián)網(wǎng)。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(duì)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。

1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)，前端攝像機(jī)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)，編碼器或攝像機(jī)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(qǐng)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)。

組播技術(shù)作為一種監(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)控圖像傳輸?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(duì)監(jiān)控圖像復(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)，編碼器或攝像機(jī)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(duì)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)。

2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)。比如有些企業(yè)的監(jiān)控，可能會(huì)利用企業(yè)內(nèi)部網(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(duì)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(duì)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(duì)信令、實(shí)況圖像、回放業(yè)務(wù)不同的QoS優(yōu)先級(jí)，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(jí)的業(yè)務(wù)得到充分的帶寬保障。