基于運營商視頻監控系統接入方式探討

陸悅偲　趙利

【摘 要】隨著社會的發展，安全保障需求推動著視頻監控技術進入了各行各業，包括金融網點、商業機構、生活小區、企業生產等。視頻監控系統可以有效保障人民的生命和資產安全。各大運營商也看準了商機，利用自身的網絡優勢投身于視頻監控系統業務的發展。本文主要介紹了基于運營商網絡的視頻監控系統前端監控點3種可行的接入方式及實現方法。

【關鍵詞】視頻監控；GPON；3G/4G；WLAN

Discussion on the Access Mode of Video Surveillance System

LU Yue-si ZHAO Li

（College of Communication and Information Engineering，Guilin University of Electronic Technology，Guilin Guangxi 541004，China）

【Abstract】With the development of society，the demand for security has promoted video surveillance technology into all walks of life，including financial networks，commercial organizations，living quarters，enterprise production and so on.Video surveillance system can effectively protect people's lives and asset security.Major operators have also been given the opportunity to use their own network advantages to join the development of video surveillance system business.This paper mainly introduces 3 feasible access modes and implementation methods of video surveillance system based on operator network.

【Key words】Video surveillance；GPON；3G/4G；WLAN

0 引言

隨著時代的進步與技術領域的發展，監控系統的使用越來越廣泛。視頻監控系統在二十多年時間里，由最早的模擬監控系統到數字監控再到現在普遍使用的網絡視頻監控系統，發生了翻天覆地的變化。從技術角度來說，第一代模擬監控系統是CCTV系統，第二代數字監控系統基于“PC+多媒體卡”，第三代網絡監控系統基于IP技術。隨著OTN、IPRAN等傳輸技術的成熟，匯聚層之上的傳輸帶寬完全滿足需求。在接入網側，視頻監控系統面臨使用環境的復雜化，要適應多種不同的接入場景和應對多種惡劣環境。視頻監控系統的前端部分主要由采集圖像信號的攝像機加上接入網絡組成。接入網絡的主要作用是將攝像機接入視頻監控系統中，接入網根據接入場景的不同通常有3G/4G無線接入、WLAN和GPON接入方式，本文主要探討視頻監控系統的這3種接入方式。

1 3G/4G無線接入方式

3G/4G無線接入方式，實際上是將前端監控點直接接入運營商的3G/4G網絡，解決覆蓋、可靠性及建設成本的問題。目前，運營商的寬帶速度大幅度提升，資費下降，技術不斷進步，網絡不斷優化，使得帶寬不再是無線接入方式視頻監控的限制，因此3G/4G網絡完全滿足視頻監控系統的接入要求。3G/4G無線接入方式將前端的無線網絡攝像機采集到的圖像經過壓縮編碼后通過運營商建設的3G/4G基站的無線信道接入，繼而通過運營商的IP網絡傳遞到監控中心[1]。

利用3G/4G無線方式實現的視頻監控系統接入總體構架如圖1所示。

基于3G/4G前端監控點無線接入方式根據應用場景分為單點接入和匯集接入。單點接入方式通常用于前端只有一個監控點的情況[2]，通過無線網絡攝像機的無線通信模塊與基站相互通信。匯集接入方式用于監控區內攝像機較多，分布較集中的情況[3]。匯集接入放式將用到NVR，NVR的主要功能是儲存編碼后的視頻信息，與運營商網絡進行通信。

2 WLAN接入方式

目前運營商的WLAN分布系統一般是由熱點或覆蓋區域所屬的傳輸機房為中心呈樹型結構分布。例如在一個小區中，每個子樓中布放相應數量的樓道交換機，由其按需求分配到各樓層設置對應數量的AP，再由AP在其管轄樓層連接若干副天線發射運營商的WLAN信號[4]。而最終由在傳輸機房內的匯聚交換機對所有樓道交換機進行收斂后上聯至傳輸設備，經由其通過運營商傳輸平臺進入IP網絡[5]。

通常情況下運營商對分布系統中的交換機采取劃分不同VLAN用于隔離。前端監控攝像頭采集的視頻信息通過編碼后由WLAN傳至AP后經由數據分流功能以不同的SSID從AP、樓道交換機傳至匯聚交換機[6]。并通過與匯聚交換機級聯的方式將數據傳送到本地監控中心的交換機上，再經由多媒體服務器到監控用PC上，由后端軟件提供多路視頻監控觀看。在無線視頻監控系統中，按前端采集點向無線AP傳輸圖像選擇D1格式，碼流設置為平均傳輸速率2Mbps。在不妨礙普通用戶從其他終端（手機、筆記本電腦等）訪問運營商WLAN的使用環境下，每個AP至少能帶5路以上視頻，基本可以滿足一般的視頻監控需求[7]。需要指出的是，在此無線視頻監控應用中，將用于視頻監控的SSID單獨命名后在公共廣播中隱藏，避免其他用戶干擾。另一方面，鑒于無線信號在傳輸介質中易受干擾的情況，考慮針對特定重要位置的前端無線網絡攝像機配置大容量SD卡以存儲當天視頻信息，做到前后端分開存儲的模式，以確保整個監控系統的安全性。按照每個監控點以D1格式存儲1天需要消耗21G（2Mbps/8×3600秒×24小時/1024），在重要位置的前端采集點可配置32G或64G的SD卡以存儲當天信息。

3 GPON接入方式

GPON技術是目前各大運營商采用最廣泛的前端監控點接入方式。GPON提供點到多點的用戶網絡拓撲結構，利用光纖實現數據、語音和視頻的全業務接入的目的?；贕PON技術的設備基本結構主要由局端的光線路中端（OLT）、無源光器件光分配網（ODN）、用戶端的光網絡單元ONU組成。利用GPON方式實現的視頻監控系統接入情況如圖2所示。

通常情況，OLT與光分光器放置在中心機房，ONU放置在前端監控點。OLT相當于一個交換機或路由器，同時也是一個多業務提供平臺，面向無源光網絡網提供PON接口。OND是一個無源光網絡分支器，上連OLT下聯ONU，起到集中上行數據，下發下行數據的作用。ODN支持多種分種比，例如：1：8、1：16、1：32、1：64、1：128，分光比越高的ODN能支持的ONU數量就越多。GPON系統中，OLT到ONU間的距離最大可以達到20km?；贕PON的視頻監控系統前端接入方式具有成本低、易維護、高帶寬、易升級等優點，使它成為目前基于運營商使用最廣泛的接入方式。

4 結束語

通過對以上視頻監控系統的接入方式分析可以看出?；?G/4G接入方式完美解決覆蓋問題，成本低廉，只要有運營商3G/4G基站就可以完成接入?；赪LAN的接入方式具有易安裝、移動性強、易管理等優點。無線方式無需布線，實現簡單，但易受到外界環境干擾?；贕PON的視頻監控系統前端接入方式具有成本低、易維護、高帶寬、易升級等優點，使它成為目前基于運營商使用最廣泛的接入方式，但GPON屬于有線接入方式，相比無線方式實現稍復雜。三種接入方式各自有優缺點，適用于不同的場景，使用時應根據實際情況選擇，得到最優方案。

【參考文獻】

[1]黃小琦.基于3G移動通信的視頻監控系統的設計與實現[D].西安電子科技大學，2012.

[2]楊波.基于3G網絡的視頻加密監控系統的設計與實現[D].電子科技大學 ， 2012.

[3]郁小加.視頻監控系統設計與實現[D].北京工業大學，2013.

[4]趙麗麗，王兵，謝靜雯，關學忠，崔凡，卞強.嵌入式無線視頻監控小車[J].化工自動化及儀表，2017.

[5]李虹.無線視頻監控關鍵技術研究[J].化工管理，2015.

[6]陳志鳳.用于智能交通管理的無線視頻監控系統的研究[J].電子技術與軟件工程，2015.

[7]馬朋飛，李柳群，趙寧波.試論無線視頻監控系統的應用[J].山東工業技術，2016.

[8]鄔曉駿.基于GPON的“三網融合”實現技術淺析[J].數字技術與應用，2014.

[9]劉海成.GPON技術與應用探討[J].電腦與電信，2012.

[10]李朋.GPON技術和應用淺析[J].中國新通信，2012.

[責任編輯：田吉捷]