高校智慧校園傳輸網(wǎng)絡系統(tǒng)設計VIP

1、高校智慧校園傳輸網(wǎng)絡系統(tǒng)設計目錄 TOC o 2-3 h z t 標題 1,1 HYPERLINK l _Toc43309518 第 1 章 系統(tǒng)總體設計 PAGEREF _Toc43309518 h 1 HYPERLINK l _Toc43309519 1.1 設計目標 PAGEREF _Toc43309519 h 1 HYPERLINK l _Toc43309520 1.2 設計思路 PAGEREF _Toc43309520 h 1 HYPERLINK l _Toc43309521 1.3 總體結(jié)構(gòu)設計 PAGEREF _Toc43309521 h 2 HYPERLINK l _Toc43

2、309522 1.3.1 邏輯架構(gòu) PAGEREF _Toc43309522 h 2 HYPERLINK l _Toc43309523 1.3.2 物理架構(gòu) PAGEREF _Toc43309523 h 4 HYPERLINK l _Toc43309524 第 2 章 系統(tǒng)詳細設計 PAGEREF _Toc43309524 h 6 HYPERLINK l _Toc43309525 2.1 傳輸網(wǎng)絡設計 PAGEREF _Toc43309525 h 6 HYPERLINK l _Toc43309526 2.1.1 傳輸網(wǎng)絡總體設計 PAGEREF _Toc43309526 h 6 HYPERLI

3、NK l _Toc43309527 2.1.2 網(wǎng)絡詳細設計 PAGEREF _Toc43309527 h 8系統(tǒng)總體設計設計目標系統(tǒng)采用高清視頻監(jiān)控、智能圖像分析、車牌識別、RFID/NFC與報警管理等技術，實現(xiàn)整個校園的綜合監(jiān)管，實現(xiàn)全網(wǎng)調(diào)度、管理及智能化應用，為用戶提供一套“高清化、網(wǎng)絡化、智能化、高集成”的安防綜合監(jiān)管系統(tǒng)，滿足用戶在綜合安防業(yè)務應用中日益迫切的需求。本方案主要實現(xiàn)以下目標：建成統(tǒng)一的中心管理平臺：通過管理平臺實現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一的安防資源管理，對視頻監(jiān)控、車輛管理、門禁管理、報警管理等系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)遠程參數(shù)配置與遠程控制等；通過管理平臺實現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一的用戶和權(quán)限管理，滿

4、足系統(tǒng)多用戶的監(jiān)控、管理需求，真正做到“坐陣指揮中心，掌控千里之外”。系統(tǒng)具備以下特征：系統(tǒng)具備高可靠性、高開放性的特征：通過采用業(yè)內(nèi)成熟、主流的設備來提高系統(tǒng)可靠性，尤其是錄像存儲的穩(wěn)定性，另外系統(tǒng)可接入其他廠家的攝像機、編碼器、控制器等設備，能與其他廠家的平臺無縫對接；具備高智能化、低碼流的特征：運用智能分析、帶有智能功能的攝像機等提高系統(tǒng)智能化水平，同時通過先進的編碼技術降低視頻碼流，減少存儲成本和網(wǎng)絡成本，減弱對網(wǎng)絡的依賴性，提高視頻預覽的流暢度；具備快速部署、及時維護的特征：通過采用高集成化、模塊化設計的設備提高系統(tǒng)部署效率，減少系統(tǒng)調(diào)試周期，系統(tǒng)能及時發(fā)現(xiàn)前端系統(tǒng)的故障并及時告警，

5、快速相應；具備高度整合、充分利舊的特征：新建系統(tǒng)能與原有系統(tǒng)高度整合、無縫對接，能充分利用原有監(jiān)控資源，避免前期投資的浪費。設計思路本方案的總體設計思路如下：統(tǒng)一采用IP化產(chǎn)品，同時在需要的場景中選用智能化產(chǎn)品，實現(xiàn)車輛、人員、門禁、報警等信息的識別與管理功能。建立統(tǒng)一的綜合信息管理應用平臺，實現(xiàn)對系統(tǒng)的統(tǒng)一管理；充分考慮原有系統(tǒng)利舊，實現(xiàn)新老系統(tǒng)的無縫對接，降低成本，減少資源浪費?？傮w結(jié)構(gòu)設計邏輯架構(gòu)本方案從邏輯上可分為視頻監(jiān)控、車輛管理、門禁管理、報警管理等幾個系統(tǒng)，如下圖所示。邏輯架構(gòu)圖視頻監(jiān)控系統(tǒng)：采用先進的高清、智能監(jiān)控技術，對校園進行全方位、全天候的全面監(jiān)控，最大限度地減少各種安全

6、隱患；車輛管理系統(tǒng)：采用車輛識別和智能分析技術，實現(xiàn)對校園內(nèi)車輛的統(tǒng)一監(jiān)控與管理；門禁管理系統(tǒng)：以門禁業(yè)務為核心，幫助學校在人力防范的基礎上，對學校重要場所進行全面管理；報警管理系統(tǒng)：以報警業(yè)務為核心，幫助學校在人力防范的基礎上，最大限度地減少各種安全隱患。物理架構(gòu)綜合安防系統(tǒng)物理拓撲如下圖所示：物理架構(gòu)圖該系統(tǒng)圖是學校的綜合監(jiān)管架構(gòu)圖，包含視頻監(jiān)控系統(tǒng)、車輛管理系統(tǒng)、門禁管理系統(tǒng)、報警管理系統(tǒng)等，結(jié)合智慧校園綜合監(jiān)管平臺，實現(xiàn)整個校園的安全綜合監(jiān)管。學校周界、出入口、校園內(nèi)部等不同區(qū)域安裝合適的高清或標清攝像機，在控制中心利用視頻綜合平臺進行視頻解碼輸出，利用海康威視專用大屏系統(tǒng)進行上墻顯示

7、，同時在中心架設專用存儲系統(tǒng) ，對前端視頻資源進行中心集中存儲。 系統(tǒng)結(jié)合智能化管理手段，運用智能分析技術，同時利用車輛管理系統(tǒng)、門禁管理系統(tǒng)、報警管理系統(tǒng)，對學校內(nèi)外的人，車，物進行綜合管理，變被動監(jiān)控為主動防御，中心管理平臺同時可以集成學校其它安防系統(tǒng)，達到信息共享，統(tǒng)一聯(lián)動，提高學校綜合安防管理水平。系統(tǒng)詳細設計傳輸網(wǎng)絡設計網(wǎng)絡的整體設計不僅關系到整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的性能，還涉及到未來網(wǎng)絡系統(tǒng)如何有效地與新技術接軌以及系統(tǒng)的平滑升級等問題。本系統(tǒng)立足于滿足高清視頻接入、轉(zhuǎn)發(fā)、存儲、解碼等需求，同時選擇適合的有發(fā)展前途的網(wǎng)絡技術，充分滿足未來五年監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)務的需求。傳輸網(wǎng)絡總體設計設計思路監(jiān)控系

8、統(tǒng)網(wǎng)絡的建網(wǎng)思路需要做一個整體規(guī)劃，應考慮如下幾個方面：采用新一代、主流網(wǎng)絡技術來設計監(jiān)控網(wǎng)絡，新一代網(wǎng)絡技術往往能提供更高的性能，而且有更長的產(chǎn)品生命周期，便于維護。傳統(tǒng)的設計方法是按核心層、匯聚層、接入層分級設計，但是隨著網(wǎng)絡管理技術的進步和發(fā)展，網(wǎng)絡設計向扁平型方向發(fā)展，采用核心、接入層設計。監(jiān)控網(wǎng)絡需要按照模塊化、結(jié)構(gòu)化的原則設計，便于今后擴容和升級。針對網(wǎng)絡的安全隱患，系統(tǒng)應通過多種安全措施保障系統(tǒng)的安全。設計要求網(wǎng)絡傳輸協(xié)議要求系統(tǒng)網(wǎng)絡層應支持 IP 協(xié)議，傳輸層應支持TCP 和UDP 協(xié)議。 媒體傳輸協(xié)議要求視音頻流在基于IP的網(wǎng)絡上傳輸時應支持RTP/RTCP協(xié)議； 視音頻流的

9、數(shù)據(jù)封裝格式應符合標準要求。信息傳輸延遲時間當信息（包括視音頻信息、控制信息及報警信息等）經(jīng)由 IP 網(wǎng)絡傳輸時，端到端的信息延遲時間（包括發(fā)送端信息采集、編碼、網(wǎng)絡傳輸、信息接收端解碼、顯示等過程所經(jīng)歷的時間）應滿足要求： 前端設備與信號直接接入的監(jiān)控中心相應設備間端到端的信息延遲時間應不大于2s。前端設備與用戶終端設備間端到端的信息延遲時間應不大于4s。 網(wǎng)絡傳輸帶寬聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡帶寬設計應能滿足前端設備接入監(jiān)控中心、監(jiān)控中心互聯(lián)、用戶終端接入監(jiān)控中心的帶寬要求，并留有余量。網(wǎng)絡傳輸質(zhì)量聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng) IP 網(wǎng)絡的傳輸質(zhì)量（如傳輸時延、包丟失率、包誤差率、虛假包率等）應符合如下要求：網(wǎng)絡時延上限值

10、為 400ms；時延抖動上限值為 50ms；丟包率上限值為110-3；包誤差率上限值為110-4。傳輸網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設計監(jiān)控傳輸網(wǎng)絡系統(tǒng)主要作用是接入各類監(jiān)控資源，為中心管理平臺的各項應用提供基礎保障，能夠更好的服務于各類用戶。網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如下圖所示：傳輸網(wǎng)絡拓撲示意圖核心層核心層主要設備是核心交換機，作為整個網(wǎng)絡的大腦，核心交換機的配置性能較高。目前核心交換機一般都具備雙電源、雙引擎，故核心交換機一般不采用雙核心交換機部署方式，但是對于核心交換機的背板帶寬及處理能力要求較高。接入層前端視頻資源接入前端網(wǎng)絡采用獨立的IP地址網(wǎng)段，完成對前端多種監(jiān)控設備的互聯(lián)。前端視頻資源通過IP傳輸網(wǎng)絡接入監(jiān)控中心或者

11、數(shù)據(jù)機房進行匯聚。前端網(wǎng)絡接入目前通常采用以下幾種方式：對于遠距離傳輸，通常為點對點光纖接入的方式；對于近距離接入，可采用直接接入交換機的方式。用戶接入對于用戶端接入交換機部分，需要增加相應的用戶接入交換機，提供用戶接入服務。網(wǎng)絡詳細設計VLAN規(guī)劃VLAN就是虛擬局域網(wǎng)，隨著視頻專網(wǎng)中用戶和終端設備大規(guī)模接入，網(wǎng)絡廣播的流量呈幾何級數(shù)量增多，通過VLAN技術，把一定規(guī)模的用戶和終端歸納到一個廣播域當中，從而限制視頻專網(wǎng)的廣播流量，提高帶寬利用率。每一個VLAN在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時，可以二層和三層方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā) ，二層VLAN 技術能將一組用戶歸納到一個廣播域當中，從而限制廣播流量，提高帶寬利用率。

12、三層VLAN 是基于IP協(xié)議，一組用戶歸納到一個網(wǎng)段內(nèi)，通過網(wǎng)關與別的組進行交換。在網(wǎng)絡用戶VLAN規(guī)劃方面，一般可根據(jù)視頻用戶、前端設備、后臺設備等所屬的部門，以及具體的網(wǎng)絡應用權(quán)限來劃分。在具體VLAN規(guī)劃中，應合理規(guī)劃每一個VLAN中實際用戶數(shù)量。一般規(guī)劃VLAN資源參考如下幾個做法：VLAN1在所有設備上不啟用三層接口地址，不使用VLAN1承載實際業(yè)務或者作為網(wǎng)管VLAN。全網(wǎng)每臺設備的網(wǎng)管VLAN可以使用同一個，方便設備預配置與日常管理。我們一般建議按照每個區(qū)域進行VLAN資源的劃分，所有IPC使用的VLAN均遵從所在區(qū)域的VLAN規(guī)劃。盡管在不同的匯聚設備上使用相同的VLAN并不沖

13、突，但是不允許這樣的做法，會對后期的維護和故障的排除造成很大的困難。如果建設網(wǎng)絡所使用的設備不能直接在端口上配置互聯(lián)用的IP地址，需要綁定相應的VLAN的話，還需要單獨劃分出來一大段VLAN資源用于設備互聯(lián)，強烈建議全網(wǎng)設備互聯(lián)用VLAN按照鏈路去劃分，每條鏈路使用一個互聯(lián)VLAN。注：交換機中標記vlan的數(shù)據(jù)長度是12位，所以vlan取值范圍是04095，通常0和4095是系統(tǒng)保留，1通常是交換機的默認vlan號。網(wǎng)絡IP地址規(guī)劃IP地址的合理分配是保證網(wǎng)絡順利運行和網(wǎng)絡資源有效利用的關鍵，要充分考慮到地址空間的合理使用，保證實現(xiàn)最佳的網(wǎng)絡地址分配及業(yè)務流量的均勻分布。IP地址空間的分配與

14、合理使用與網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡組織及路由有非常密切的關系，將對網(wǎng)絡的可用性、可靠性與有效性產(chǎn)生顯著影響。因此在對網(wǎng)絡IP地址進行規(guī)劃建設的同時，應充分考慮本地網(wǎng)對IP地址的需求，以滿足未來業(yè)務發(fā)展對IP地址的需求。IP地址規(guī)劃原則：唯一性：一個IP網(wǎng)絡中不能有兩個主機采用相同的IP地址；這就需要選擇一個足夠大的IP地址范圍，不但能夠滿足現(xiàn)有的需要，同時能夠滿足未來網(wǎng)絡的擴展。兩個不同網(wǎng)絡互聯(lián)時應避免使用同一網(wǎng)段IP地址，以免造成IP地址沖突。簡單性：地址分配應簡單易于管理，降低網(wǎng)絡擴展的復雜性，簡化路由表項。連續(xù)性：連續(xù)地址在層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡中易于進行路徑疊合，大大縮減路由表，提高路由算法的效率；I

15、P地址分配既要考慮到擴充，又要能做到連續(xù)?？蓴U展性：地址分配在每一層次上都要留有余量，在網(wǎng)絡規(guī)模擴展時能保證地址疊合所需的連續(xù)性。靈活性：地址分配應具有靈活性，以滿足多種路由策略的優(yōu)化，充分利用地址空間。路由總體規(guī)劃路由分為靜態(tài)路由和動態(tài)路由，根據(jù)項目實際情況進行選擇。靜態(tài)路由是在路由器中設置的固定的路由表。除非網(wǎng)絡管理員干預，否則靜態(tài)路由不會發(fā)生變化。由于靜態(tài)路由不能對網(wǎng)絡的改變作出反映，一般用于網(wǎng)絡規(guī)模不大、拓撲結(jié)構(gòu)固定的網(wǎng)絡中。靜態(tài)路由的優(yōu)點是簡單、高效、可靠。在所有的路由中，靜態(tài)路由優(yōu)先級最高。當動態(tài)路由與靜態(tài)路由發(fā)生沖突時，以靜態(tài)路由為準。動態(tài)路由是網(wǎng)絡中的路由器之間相互通信，傳遞路

16、由信息，利用收到的路由信息更新路由器表的過程。它能實時地適應網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的變化。動態(tài)路由適用于網(wǎng)絡規(guī)模大、網(wǎng)絡拓撲復雜的網(wǎng)絡。其中最常用的動態(tài)路由是OSPF (Open Shortest Path First HYPERLINK /view/1238699.htm t _blank 開放式最短路徑優(yōu)先）協(xié)議。網(wǎng)絡傳輸帶寬要求 考慮到網(wǎng)絡傳輸過程及其它應用的開銷，鏈路的可用帶寬理論值為鏈路帶寬的80%左右，為保障視頻圖像的高質(zhì)量傳輸，帶寬使用時建議采用輕載設計，輕載帶寬上限控制在鏈路帶寬的50%以內(nèi)。核心層交換機到接入交換機的網(wǎng)絡采用光模塊來傳輸，帶寬需達到千兆以上，原有帶寬未達到要求的，增加帶寬；

17、傳輸設備如光纖收發(fā)器到接入交換機之間的帶寬建議達到百兆；傳輸設備如光纖收發(fā)器之間的傳輸帶寬建議達到百兆；結(jié)合項目實際需求，網(wǎng)絡帶寬規(guī)劃可做相應調(diào)整。網(wǎng)絡可靠性設計網(wǎng)絡的可靠性是為了保證視頻在傳輸過程中，重要環(huán)節(jié)在出現(xiàn)設備損壞或失敗時，還能夠保證正常傳輸。網(wǎng)絡可靠性主要可從傳輸鏈路可靠性、網(wǎng)絡設備可靠性兩個方面進行設計。傳輸鏈路可靠性傳輸鏈路的可靠性一般通過鏈路聚合技術來進行保障。鏈路聚合設計增加了網(wǎng)絡的復雜性，但是提高了網(wǎng)絡的可靠性，使關鍵線路上實現(xiàn)了冗余功能。除此之外，鏈路聚合還可以實現(xiàn)負載均衡。網(wǎng)絡設備可靠性網(wǎng)絡設備的可靠性主要通過關鍵部件冗余備份、設備冗余備份、傳輸告警抑制和快速鏈路故障

18、檢測來進行保障。關鍵部件冗余備份是指網(wǎng)絡設備提供主控、電源等關鍵部件的1+1冗余備份；另外系統(tǒng)各單板及電源、風扇模塊均具有熱插拔功能。這些設計使得設備或網(wǎng)絡出現(xiàn)嚴重異常時，系統(tǒng)能夠快速地恢復和作出反應，從而提高系統(tǒng)的平均無故障運行時間，盡可能地降低不可靠因素對正常業(yè)務的影響。設備冗余備份是指通過雙機虛擬化或虛擬路由器冗余協(xié)議等方式實現(xiàn)網(wǎng)絡設備的冗余備份。一旦出現(xiàn)設備不可用的情況，可提供動態(tài)的故障轉(zhuǎn)移機制，允許網(wǎng)絡系統(tǒng)繼續(xù)正常工作。傳輸告警抑制是指對告警進行過濾和抑制，避免網(wǎng)絡頻繁振蕩，因為當接口啟動快速檢測功能后，告警信息上報速度加快，會引起接口的物理層狀態(tài)頻繁在Up和Down之間切換。快速鏈路故障檢測是一套全網(wǎng)統(tǒng)一的檢測機制，用于快速檢測、監(jiān)控網(wǎng)絡中鏈路或者IP路由的轉(zhuǎn)發(fā)連通狀況。網(wǎng)絡安全性設計網(wǎng)絡安全性方面是保護網(wǎng)絡系統(tǒng)中的軟件、硬件及數(shù)據(jù)信息資源，使之免受偶然或惡意的破壞、篡改和泄露，