視頻監控技術在廣電雙向網中應用與分析

王治博

摘? 要：文章詳細介紹了視頻監控技術的歷史發展，在當前社會中的應用，以及如何利用廣電雙向網絡更好滿足廣電雙向增值業務發展。

關鍵詞：視頻監控技術雙向網;TCP/IP;應用

中圖分類號：TN948.6? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）11-0171-02

Abstract： This paper introduces in detail the historical development of video surveillance technology， its application in the current society， and how to use the two-way network of radio and television to better meet the development of two-way value-added services of radio and television.

Keywords： video surveillance technology bidirectional networ

引言

在進入信息化社會的今天，網絡和信息技術的發展極大地改變著人們的生產生活方式。生產生活方式的改變又對信息技術和網絡支持提出了更高的要求。隨著近年來數字信息技術和網絡技術的高速發展，基于IP互聯的各種業務呈現出幾何般飛速發展，業務的發展又對網絡提出了更高的要求。視頻監控作為新的業務種類正在廣泛進入各大運營商的新業務之中。在新的時期視頻監控行業又迎來了新的發展。視頻監控行業作為安全行業里的重要內容在中國經過多年的發展，在技術和產品上已經從最早的特種行業的模擬系統發展到數字系統。從最早期的本地小規模發展到現在基于IP構建可以為大型系統服務的系統。隨著計算機和信息技術的發展，使得大量新的通信技術、安全技術、編碼技術等運用到視頻監控領域。視頻監控行業迎來新的發展，監控手段也由過去單一監視器發展到電腦、平板、手機等等多種可行而且價格低廉的解決方案。廣電作為雙向網絡運營服務提供者可以利用自身雙向網絡，提供更高的網絡質量、保障能力、服務能力，開展多種類型的視頻監控業務。

1 視頻監控業務技術發展過程

第一代視頻監控技術主要是基于以模擬信號傳輸為核心的視頻監控系統。它的主要系統構成由攝像機、監視設備、錄像機、模擬切換設備等組成，這些設備都使用模擬信號，通過電纜將這些設備互聯。因技術限制，第一代視頻監控技術主要用于小規模的場合。第一代視頻監控存在很多缺點，它的距離受電纜限制距離有限、信號傳輸安全性差、操作控制不靈活、廠家集成度高不好引入第三方產品、造價高等缺點。

第二代視頻監控技術主要是基于電腦或單片板卡式視頻監控系統。主要特點數字化程度非常高。隨著技術的發展進步，第一代視頻監控技術里需要的很多硬件，通過計算機的發展可以通過計算機來實現。第二代視頻監控技術的核心是計算機，通過電纜將視頻數據傳到電腦接口，電腦通過軟件或者硬件來進行編碼處理。如果是硬件處理需要單獨視頻壓縮卡，如果軟件處理需要軟件支持。第二代技術確立了以電腦為中心端，其它輔助配合的組合。這種以電腦為中心端的第二代技術廣泛應用在超市、工廠、小區等環境，現在也是視頻監控市場的主力。以電腦為中心端的第二代技術極大的發展視頻監控市場，成本低、施工難度小，技術要求不高都是它的特點。但是第二代技術也存在著很多問題。如電腦面臨著系統極不穩定、安全漏洞多、容易被黑客利用、軟件編碼對軟件要求高、網絡的聯網管理能力差等缺點。

第三代視頻監控系統擁有攝像頭編碼硬件化、信號傳輸IP化、視頻格式多樣、中心與終端遠程化等特點。這些特點形成新一代視頻監控系統。新一代的視頻監控技術的核心思想就是IP化。攝像頭不再以視頻線作為傳媒介質。通過IP傳輸的方式，極大的克服了第一代、第二代的距離問題，同時通過攝像頭集成高速DSP處理芯片嵌入式系統進行硬件編碼，使得第一代、第二代的視頻編碼卡、電視編碼卡等不再需要，簡化了設備種類和施工難度。通過IP架構使中心點與終端可以遠距離，將大型的、分散的，地理區域監控集中管理。符合通信網的發展趨勢，具備專業的和廣泛而靈活的特點。通過引入IP技術，第三代視頻監控系統在第二代的基礎上得到了更大發展，它解決了第二代限制距離問題、計算機編碼資源占用大不穩定問題、不能遠程控制等問題。通過第三代視頻監控系統的發展，視頻監控系統正在向高清化、多功能化、智能化發展。

2 雙向網監控業務技術設計思想

遵循技術上先進、功能上齊全、性能上穩定、價格上節約的原則。充分考慮綜合施工、維護及操作因素。并為今后的發展、擴展，改造等因素留有擴充的余地。設計要求是系統的、完整的，全面的。設計具有科學性、合理性、可操作性，主要原則如下：

2.1 先進性與適用性

采用科學的、主流的、符合發展方向的技術，設備和理念。系統集成化、模塊化程度高。設計合理、架構簡潔、功能完備、切合實際，能夠有效控制和提高工作效率。滿足監控業務和其它雙向業務的實際需求。網絡設備和監控系統的技術性能和質量能夠達到用戶需要。設備的安裝調試、網絡配置操作使用應簡單方便容易掌握，適合廣電網特點。

2.2 經濟性與實用性

在先進性、可靠性和得到充分滿足的前提下，要體現高性價比。采用經濟實用的技術和設備。充分利用現有資源，綜合考慮系統的設計、網絡的建設、設備的升級和維護。充分考慮實際需要和技術發展趨勢。根據不同的用戶現場環境，根據現場情況設計選用功能適合的設備及技術。通過對網絡設備的嚴密、有機的組合實現最佳的性能價格比，以便節約投資，保證功能實施的需求經濟實用性。

2.3 可靠性與安全性

設備選擇非常成熟的PON技術。PON是成熟的、穩定的、完善的技術。其它系統要求具有一致性、升級能力能夠保證長期穩定運行。設備具有一整套完整的系統管理策略可以保證系統的運行安全，網絡具備迅速恢復的功能。在網絡及設備布置上使用多點連接的方式，在單點線路或者設備因事故造成中斷后，能確保備份設備及線路正常使用。同時確保數據在傳輸過程中準確性、完整性和一致性。

2.4 開放性與可擴充性

交換機和PON設備是現有成熟的產品。在網絡布置上還考慮到周邊網絡環境的現狀和技術的發展趨勢，可以與多種品牌設備進行連接。攝像頭擁有網絡接口，通過網絡可以管理。在網絡設備選型上要求支持標準化網絡協議，可以多種設備之間互聯，降低單一設備廠家依賴，降低設備采購價格。在設計中空有一定數量端口，防止故障或者測試沒有端口使用。在線路管理上擁有SNMP、HTTP等工具，可以通過網絡進行綜合全面遠程管理。在網絡設備選型上要求中心端、分前端、匯聚設備支持國際標準化一層、二層、三層網絡協議，在線路上規劃過程中設計一定余地，方便以后在系統需要增加功能或者升級時可以進行升級，網絡線路中保留一定數量光纖，保證以后與其它設備和新技術的升級能力。

2.5 優化雙向網絡及設備

在滿足用戶對功能全面、質量可靠、性價比高和服務質量有保證的情況下，在技術方案設計上盡力以最優的方式配置資源、在保證質量的情況下降低整體成本。設備管理要求能以高效率運行并節能。通過中心網管平臺可以對各分節點情況進行有效管理、時時動態了解設備和網絡的運行情況。并能通過SNMP等網絡協議進行統一管理，減少設備和網絡的維護工作，減少設備損維修管理費用，從而提高綜合網絡管理水平。

3 廣電雙向網開展監控業務建設思想

根據廣電雙向網技術特點結合多種視頻監控技術的特點，充分考慮到特殊環境下安防系統的攝像頭及各種探頭密集、監視的廣度和深度要求較高、監視過程實時性高、高清晰的圖像質量、高度的系統集成及全方位的信息等。我們計劃將網絡與攝像頭初步建立一個功能完善、應用范圍廣、初期投資少、擴容方便的數字化網絡系統。技術體系、統一規劃、統一建設、充分發揮整體效能達到更充分利用資源、更好、更方便的管理網絡及設備目的。監控系統基于IP網絡建設，充分利用現有網絡及設備，突出特點。網絡結構為星型網絡，中心點與各站之間是萬兆連接，各站與OLT是4千兆連接，OLT隨著帶寬增加升級到萬兆，OLT下使用千兆結點方式，可以保證單結點下10-33個攝像頭使用。能夠滿足監控、遠程控制、錄像存儲等要求。

4 POE組網的特點

PON（Passive Optical Network： 無源光纖網絡）。PON（無源光網絡）是指光配線網中不含有任何電子器件及電子電源，ODN全部由光分路器（Splitter）等無源器件組成，不需要貴重的有源電子設備。PON系統結構主要由中心局的光線路終端（OLT： Optical Line Terminal）、包含無源光器件的光分配網（ODN： Optical Distribution Network）、用戶端的光網絡單元/光網絡終端（ONU/ONT Optical Network Unit / Optical Network Terminal）組成。PON網絡的突出優點是消除了戶外的有源設備，所有的信號處理功能均在交換機和用戶宅內設備完成。根據數據鏈路層和物理層的不同，有APON、EPON、GPON等PON技術有如下特點：

（1）相對成本低，維護簡單，容易擴展，易于升級。PON結構在傳輸途中不需電源，沒有電子部件，因此容易鋪設，基本不用維護，長期運營成本和管理成本很節省，PON系統對局端資源占用很少，模塊化程度高，系統初期投入低，擴展容易。PON系統是面向未來的技術，大多數PON系統都是一個多業務平臺，對于向全IP網絡是很好的選擇。

（2）提供非常高的帶寬。PON目前可以提供上下行對稱的帶寬，并且隨著以太網技術的發展可以升級到10Gb/s。

（3）服務范圍大。PON作為一種點到多點網絡，以一種扇形的結構來節省有限的光纜資源，服務大量用戶。

（4）使得網絡距離跨度大，消除了戶外的有源設備，所有信號處理功能都由前端側設備完成，減少線路和設備的故障率低，提高系統可靠性，同時減少維護成本。通過PON組網應用還具有高帶寬可滿足高清監控要求的優點，具有多樣化的接入方式。

5 結束語

視頻監控正朝著數字化、網絡化、規模化方向發展。傳統視頻監控技術已經不再適應時代發展的需要，舊的視頻監控系統升級是必要的，新的需求也在不斷增加。在這種情況下，廣電網絡利用自身網絡特點，通過PON、IP技術可以在雙向網增值業務中有大的發展。

參考文獻：

[1]FTTx PON技術與應用[M].人民郵電出版社.

[2]智能視頻監控系統[M].中國電力出版社.

[3]TCP/IP路由技術[M].人民郵電出版社.

k; TCP/IP; application