东莞高清网络监控 东莞集成监控 东莞数字监控系统
20多年来,视频监控系统经历了从第一代百分之百的模拟系统（VCR）,到第二代部分数字化的系统（DVR）,再到第三代完全数字化的系统（网络摄像机和DVR）三个阶段的发展演变。在这一过程中,始终有视频信号采集、信号传输、信号存储和应用三个基本结构,不同的是信号的类型发生了变化。近年来,随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高,以及各种视频信息处理技术的出现,全程数字化、网络化的视频监控系统优势愈发明显,其高度的开放性、集成性和灵活性为视频监控系统和设备的整体性能提升创造了必要的条件,此时的信号传输主要以网络交换机为核心的各类网络信号传输设备,那么如何选择这些网络传输设备呢？
一、有利于高清视频流传输
虽然视频流数据也是网络中的最常见的数据形态,但在安防中有其鲜明的行业特点。在日常网络数据应用中,如果出现数据丢包,或者是数据传输中暂时停顿等都属于正常现象,不用大惊小怪,在我们耐心等待点时间后,这些数据会如数到达指定地点,这就是IP网络的优点。但在安防监控中,我们对数据丢包和传输停顿就有更高的要求,因为我们在应用中非常讲究实时性！下面从几个方面来分析高清视频流传输的相关问题：
1、设备构成：
1）：采集端：网络摄像机是传统摄像机与网络视频技术相结合的新一代产品,除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外,机内还内置了数字化压缩控制器和基于WEB的操作系统,使得视频数据经压缩加密后,通过局域网,Internet或无线网络送至终端用户。网络摄像机有：高分辨率、简化布线、将智能集成到前端,智能一体化、集成音频、通讯安全、扩展性强等特点。
2）：传输端：网络摄像机与传统摄像机运行环境的重要区别,就是信号传输介质不同,传统摄像机通过视频线、双绞线或光纤传输,一般是每路都是采用“专线”传输,几乎没有带宽的约束,而网络监控中,每个网络摄像机都需要通过网线或其他传输设备进行传输,然后再通过交换机接入汇聚,所以特别需要注意的就是它的码率（带宽占用率）,因为这是网络视频监控系统的瓶颈所在。
3）：信息中心端：存储和显示的分辨率也更高。存储分辨率从CIF到D1,逐步往720P和1080P高清分辨率转变。由于网络摄像机通常采用双码流或多码流技术,近端存储、视频上墙显示、视频分析等视频处理业务时采用主码流,高分辨率,高清晰度等特点为这些业务提供了巨大便利,同时远程监控则是采用次码流,通常分辨率比较低,占用的传输带宽也比较小。
2、安防监控系统对网络带宽的要求：
1）：视频流量大：通常D1的码流达2Mbps,720P码流达4Mbps, 1080P的码流达到6-8Mbps。按每个通道的720P双码流计算,单个码流需要月4Mbps码流,每个网络通道需要约8Mbps码流,如果一个码流为720P,另一个为1080P码流,每个通道码流将大于10M网络带宽。如果是8口交换机,那么针对上行端口实际网络带宽将大于等于100M网络带宽。考虑到网络封包及网络交换等预留,还需要预留足够大余量。如此看来普通的100M家庭网络交换机从最基本的带宽都无法满足。为解决视频数据上行所带来的带宽的问题,在接入层8口交换机中,很有必要设置一光口一电口两个千兆上联口。千兆上联口可以解决光纤远距离传输的问题,省掉了千兆光纤收发器,将视频流汇聚到上一级交换机；而千兆电口可以接NVR,实现本地端存储。
2）：实时性的要求：通过网络视频和网络监控的实时视频有较大差异。通常,网络视频是在本地建立大量缓存,网络带宽不足、丢包等转发不实时也影响不大。但对于网络视频监控,没有大的缓存,需要实时转发传输数据。这就是说相同的网络环境下,同样的码流视频解码播放,可以流畅播放网络视频,而播放实时网络摄像机视频就出现严重丢包现象。目前市面上常用的8口交换机缓存一般是512K,用在网络工程中还是可以的,用在网络视频监控中,就会出现间断的丢包（卡顿现象）。实际测试表明,接有8个720P或1080P的摄像头、1台NVR和1个千兆光纤上联的交换机,如果要运行流畅,包数据缓存应该在1M或以上。
3）：汇聚能力：虽然都为2Mbps码流,但网络摄像机在每个图片数据转发时却是以网络数据包转发,即：每个数据包大小为1K-2kbps,当每个端口都是以数据汇聚转发。转发速度,转发缓存,上行带宽将制约网络汇聚能力。例如：2Mbps数据流采用10M网络交换机转发时,上行通道（汇聚通道）将耗时0.2秒以上,采用100M转发,需要0.02秒以上。
由此可见,要让高清视频流“实时、完整、流畅”起来还不是一件易事,普通市面家用型的交换机是很难达到安防监控级别要求的,因此在选择网络传输设备的时候,一定要注意此项指标是否达到要求。
二、有利于组网
组网主要与传输设备和组网结构类型相关,两者之间的关系密不可分,需要实现某种结构,就一点需要具备该功能的网传设备来实现。网络传输设备有很多种,包括网络交换机、网络传输器,光纤传输器、POE交换机等等。根据安防监控组网的特点,我们可以把整个网络构架分为：网络接入部分、网络汇聚部分、核心交换部分。相应对于设备就可分为网络接入交换机或设备,网络汇聚交换机,网络核心交换机。
各类网传设备：
安防监控网络类似普通网络,也包括网络接入层、网络汇聚层和核心交换机,由于安防监控领域里应用对象不同于普通网络里的电脑上网,而是是实现分布在各地的网络摄像头或其他智能终端连结入网,而这些智能终端都大多分布室外,例如广场、公园等场所,所以如何实现各类终端接入网络系统显得更为重要,而汇聚交换机需要能兼容各种网络设备并提供足够大的带宽和交换速度,核心交换机则普通商用交换机基本类似。总体上分为以下几类：
1）网络接入交换机及各类接入传输设备：
由于监控环境的复杂,在接入的布线和组网方面通常会碰到以下的三个问题：网络传输距离、布线方式和摄像头取电。距离指的是各个终端到监控中心的距离不同,有的只有几十米,而有的则超过几公里、几十公里；布线方式指的是,在各种应用场合的有各自的特点,有的监控点聚集在一起,而有的监控点比较分散,有的监控点呈某种几何特点：比如环形或圆形等,这些也给网络组网和布线带来难度；取电指得是,摄像头或终端会安装在户外或比较难取电的场合。而一些大型的监控系统里,这些状况通常会混合出现在工程项目中,给工程和安装带来较大的难度,也是普通交换机所不能解决的。
2）网络汇聚交换机：汇聚交换机是各个接入交换机的网络汇聚点。与普通商用汇聚交换机相比,安防用汇聚交换机对管理功能要求较小,除需要为每个带宽提供充裕的带宽,还需要Vlan等功能对各个监控点进行分类管理。监控网络往往做为一个独立的系统,而汇聚交换机实现接入交换机的汇聚,通常位于相对应监控中心,进行视频的存储、上墙和分析等,同时,还会为上级的监控中心或工作站提供监控视频数据。这类交换机由于在监控中心使用,对环境的适应性会低一些,但各种性能却要适合安防监控得的各种应用：总的来包括以下几个特征：
a) 提供M网络带宽,充裕的数据交换汇聚缓冲。
b) 更强的环境兼容能力：需要有防浪涌保护和防地电位差隔离保护,和静电保护。
c) 可靠网络和电源管理能力。冗余电源和长时间持续工作能力,一般在50000hs以上。
d) 利于安装和维护。
e) 成本合理（性价比高）。根据安防行业应用的专门设计,增强视频数据的转发速度和带宽,删除一些用不到的网管功能,所以产品的性价比高。
f) 兼容电口和光口,采用模块式。为了适应接入交换机的不同距离的接入方式,同时兼容光口和电口,并采用模块化,根据不同的接入,选择光口和电口。
3）网络核心交换机：安防系统中,核心交换机是对各种网络交换机,网络存储、数据分析、数据安全等业务管理的交换机,通常具备3层网络管理能力。安防系统中不同业务,虽然有分布式网络数据处理设计,但有时核心交换机还兼容数据汇聚等海量数据交换管理业务,即核心交换机还是需要强大的数据交换处理和管理能力,满足数据链路的畅通,数据安全,数据冗余等要求。
同时,网络系统还存在网路路由器,防火墙,或与业务相关的网络交换机。例如安防监控中就有既有数据汇聚功能,又有针对数据存储,视频解码上墙,视频分析和数据备份等业务的优化的网络汇聚多业务处理的交换机。
三、有利于适应现场环璄
为什么安防监控系统用普通家用型交换机不稳定？除了普通的家庭交换机对网络数据流量没有过高的要求,上联口通常不超过100M,流量较小,无法满足安防监控对大流量视频同步实时性、完整性和流畅性等严格要求外,还无法满足安防监控复杂多变的应用环境的要求。
1、可靠性
衡量可靠性的指标很多,通常以可靠度R（t）,亦称平均无故障时间MTBF、平均维修时间MTTR、失效率λ（t）。我们以MTBF指标来分析,家用的交换机系统平均无故障时间(MTBF)要求普遍不高,一般1,2年小时不等,有些甚至没有明确要求,而网络监控的则要求至少3年以上,有些复杂环境或要求高的环境通常在几十年以上。由于家庭系统小,替换一个设备成本低,影响小。而在安防监控工程,可靠性低,整个系统可靠性更低。这不仅影响监控业务,给工程商极大的增加了系统维护成本,有的甚至无法验收,造成严重损失。所以就可靠性这一项,普通交换机和安防专用交换机就有极大的差异。
2、气候环境兼容
针对设备对气候环境的适应能力有要求,GB/T 2423国家标准中对温度、湿度、气候等指标有明确的规范。由于安防监控设备,特别是前端摄像头、接入传输设备安装的气候环境较为复杂,这对设备对高低温度、高湿度防护、耐腐蚀性与抗老化性、气压等指标有很高的要求。不同安防监控环境对高湿度防护、耐腐蚀性与抗老化性、气压等的也有更高的要求,而这些都是对普通交换机没有特殊要求。
3、机械环境兼容
在汽车、轨道交通等机车运动环境下的安防监控系统,网络交换机要求兼容机械环境的能力。国家标准GB/T 2423对设备的机械冲击、碰撞、自由跌落、振动等指标有很高的要求。同样对于普通的网络交换机这没有要求。
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