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多样接入 实现网络与监控深度融合

木马童年 2019-4-29 14:35 37 0

目前在安防领域一个无可争辩的事实就是:安防监控系统已经从一个模拟的监控系统,过渡到数字化、网络化、智能化监控系统。监控前端的接入方式从模拟介质的视频线缆的传输方式,逐步过渡到光纤、双绞线的数字线缆的传 ...

目前在安防领域一个无可争辩的事实就是:安防监控系统已经从一个模拟的监控系统,过渡到数字化、网络化、智能化监控系统。监控前端的接入方式从模拟介质的视频线缆的传输方式,逐步过渡到光纤、双绞线的数字线缆的传输方式。

在监控系统中,视频传输是至关重要的环节,选择何种介质和设备传送视频和控制信号,直接关系到监控系统的质量和可靠性。随着监控的应用范围从单点监控,向IP联网监控发展之后,监控系统所跨越的物理距离甚至高达上千公里。编码器、网络摄像机、DVR等前端图像采集编码设备所处物理位置的网络状况也不一而足,对系统的网络接入方式也提出了更高的要求。为此,如何实现更为灵活的系统接入,已经成为厂商与用户关注的重点问题之一。

传统视频监控接入方式

传统的用来传输视频信号的介质主要有同轴电缆、双绞线和光纤,对应的传输设备分别是同轴视频放大器、双绞线视频传输设备和光端机。

1.同轴电缆传输

同轴电缆是较早使用,也是使用时间最长的传输方式,具有价格较便宜、铺设较方便的优点。但传输距离有限,在监控系统中使用时,为了保证有较好的视频质量,一般将传输距离范围限制在四、五百米左右。

2.双绞线传输

双绞线的传输在IP网络监控中应用比较广泛,只要IP网络存在的地方就有双绞线传输的使用,接入方式简便,铺设成本低。但是同样传输距离有限,比较好的双绞线传输也仅能达到二百米左右。

3.光纤传输

光纤具有传输带宽高、容量大、不受电磁干扰、受外界环境影响小等诸多优点,一根光纤就可以传送监控系统中需要的所有信号,传输距离可以达到上百公里。近年来由于光纤通信技术的飞速发展,光纤监控系统的成本也大幅降低,所以光纤和光端机在监控系统中的应用越来越普及。

其实,不同的传输方式也即意味着不同视频监控接入方式,同轴电缆传输仍然是模拟监控传输的主要方式。而数字监控中采用的双绞线、光纤传输,即意味前端设备支持以太网接入或者光纤接入。

H3C创新的网络监控接入方式

H3C基于对IP技术的深厚积淀,提出了“安防IT化,监控大联网”的理念,融合交换、视频、存储、信令控制等多维度技术,创造性的推出了融合开放、简单易用、业界领先的iVS IP智能监控解决方案,涵盖视频编解码、视频存储、网络传输和管理平台四大组件,是目前业界唯一能够保证大规模应用时“看、控、存、管、用” 综合性能的网络监控解决方案。

针对具体的应用场景,H3C创新性的把网络产品的传输技术融合到IP监控系统中,使得iVS智能监控解决方案拥有了更为灵活丰富的前端接入技术,支持Ethernet(以太网)、SFP(光纤)、EPON(无源光网络)、RRPP(快速环路保护)、无线等多种接入方式,从而帮助用户可以更为灵活地部署视频监控应用。

在目前光纤应用越来普及的大环境下,H3C视频监控设备对光纤接入同样具备良好的支持性。由于基于以太网技术而实现的光纤、双绞线接入使用已经十分普遍,因此在光端机存在的场合,完全可以通过编码器内置光纤接口替代。

H3C的编码设备自身内置SFP光纤接口,编码器对视频图像进行压缩之后,直接通过内置的光纤接口发送出去,经过后端的光纤网络传递到监控中心。通过编码器内置光纤接口,可以很好的解决光端机方式在系统的维护管理、系统的施工扩容等方面的不足。

多样接入 实现网络与监控深度融合

图:编码器内置SFP光纤接口

而在系统接入的架构方面,H3C解决方案中最值得一提的就是EPON接入技术与RRPP环网接入技术。下面,我们就这两种接入方式分别进行介绍。

EPON在IP监控中的创新应用

EPON技术由第一英里以太网联盟(EFMA)在2001年初提出,采用点到多点的用户网络拓扑结构,利用光纤实现数据、语音和视频的全业务接入的目的。一个典型的EPON系统由OLT、ONU、POS组成。OLT(Optical Line Terminal)放在中心机房,ONU(Optical Network Unit)放在用户设备端附近或与其合为一体。POS(Passive Optical Splitter)是无源光纤分支器,是一个连接OLT和ONU的无源设备,它的功能是分发下行数据,并集中上行数据。

把EPON的网络传输技术引入视频监控系统中,主要缘起平安工程的建设。平安城市对光纤的需求量很大,因此可以采用EPON技术,在一根光纤线路上,接入多个前端编码设备,实现点到多点的终端接入,从而实现节省光纤资源,节省系统建设成本。经过在平安城市的长期实践,EPON技术在视频监控系统中已经得到广泛的应用。

在H3C的监控解决方案中,室外监控点大多采用EPON方式接入,在编码器上集成ONU模块,图像采集之后,进行压缩处理,最后形成的IP报文,通过ONU模块向上传输到OLT设备。

多样接入 实现网络与监控深度融合

图:EPON在监控中的应用

EPON技术的优点主要表现在:

(1)相对成本低,维护简单,容易扩展,易于升级。EPON结构在传输途中不需电源,没有电子部件,因此容易铺设,基本不用维护,长期运营成本和管理成本的节省很大;对局端资源占用很少,模块化程度高,系统初期投入低,扩展容易,投资回报率高;EPON系统是面向未来的技术,大多数EPON系统都是一个多业务平台,对于向全IP网络过渡是一个很好的选择。

(2)采用EPON的组网方式,可以极大的节省主干线路光纤资源,且每个监控点到交换机都为独享带宽,根据每路摄像头的码流要求,并考虑将来的扩展,每路带宽设计为10Mbps,即每个EPON树能最大支持100路的枝节点。

(3)节省光纤资源,节约工程施工投资,服务范围大。EPON作为一种点到多点网络,以一种扇出的结构来节省资源,服务大量用户。

(4)带宽分配灵活,服务有保证。对带宽的分配和保证都有一套完整的体系。EPON可以通过DBA(动态带宽算法)、DiffServ、PQ/WFQ、WRED等来实现对每个用户进行带宽分配,并保证每个用户的QoS。

RRPP在IP监控中的创新应用

目前,带有封闭周界的企业园区、学校校园、公共场所,都大量存在建设监控系统的需求,但是面临的问题是,人为的恶意破坏监控传输的线路,影响监控系统的线路安全,如何尽可能保证系统的可靠,同时又方便维护。另外,对于采用IP技术为主的园区监控解决方案中,园区的网络交换设备为监控预留的网络接口很少,在交换设备上不可能为每一路监控点提供一个接入网络接口,如何能够通过有限的网络接口接入更多的监控编解码设备。

综合这两方面的情况,H3C创新性的把RRPP环网保护技术引入到监控系统中,及解决了环网保护问题,又有效节约核心接入设备的网络占用。

RRPP是一个专门应用于以太网环的链路层协议,当以太网环上一条链路断开时,能迅速启用备份链路以恢复环网上各个节点之间的通信通路。

H3C的编码器设备内置RRPP模块,图像采集之后,进行压缩处理,形成的IP报文,通过RRPP模块向上传输到支持RRPP协议的交换机设备。

多样接入 实现网络与监控深度融合

图:RRPP在监控中的应用

从图中可以看出7个编码器围成一圈RRPP环网,最终只占用了接入交换设备的两个网络端口,很好的解决了大量编码器对于端口的占用,否则每个编码器都要接入交换机,则会占用7个端口,如果更多的编码器需要接入,则占用更多。若环网中编码器之间链路出现故障,并不会影响其他节点编码设备的使用,则RRPP协议快速启用链路保护技术,数据开始反向传输。

通过采用RRPP技术,视频监控系统既可解决光缆资源部署的问题,又实现了业务的高可靠性。在多个园区实际运行中,RRPP技术取得了良好的效果。正如某高校信息主管所言,自从我们的高校校园采用H3C RRPP自愈环网技术以后,再也不用担心各种光缆意外中断而影响业务运行了。

总结

若要组建一个高质量的监控网络,就必须清楚各种视频接入方式的特点和使用环境,以便针对实际工程选择合适的介质和设备。H3C的监控解决方案灵活的接入方式,对用户自由选择组网方案具有十分重要的意义。

此外,随着3G、wifi无线网络的部署,目前部分监控系统提出了无线传输的要求,针对有线传输方式,无线具有部署方便,施工方便的特点。在一些特殊环境的监控应用中,无线接入是有线网络接入的一种很好的补充。H3C作为网络产品的提供商,同样能够提供各种无线监控接入方案,满足用户的实际需求。

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