IP視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)部署

1、IP視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)部署關(guān)鍵詞：?jiǎn)尾?、組播、混播、視頻監(jiān)控摘 要：隨著視頻監(jiān)控應(yīng)用不斷深入，監(jiān)控規(guī)模和圖像共享需求日益突出，IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控成功地應(yīng)用在多個(gè)平安城市建設(shè)，并逐步成為建設(shè)主流方案。如何讓視頻監(jiān)控的各種業(yè)務(wù)在IP網(wǎng)絡(luò)上順利的開展，如何依托不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)如以太網(wǎng)、EPON以及無(wú)線技術(shù)來(lái)承載視頻監(jiān)控系統(tǒng)，如何利用舊有網(wǎng)絡(luò)部署視頻監(jiān)控系統(tǒng)，等等這些問(wèn)題都是視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)者需要考慮的。1 視頻監(jiān)控市場(chǎng)需求與部署技術(shù)視頻監(jiān)控目前已是安防中非常重要的組成部分，已逐步為各行各業(yè)所重視并得到廣泛應(yīng)用。經(jīng)過(guò)幾年國(guó)家“平安城市”工程的持續(xù)推進(jìn)，目前08年9月為止示范城市已達(dá)180多個(gè)城市，作為系統(tǒng)核心的視頻

2、監(jiān)控點(diǎn)預(yù)計(jì)已有200萬(wàn)個(gè)左右*；與此同時(shí)轉(zhuǎn)型中的運(yùn)營(yíng)商已推出為行業(yè)客戶提供各自可運(yùn)營(yíng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)如“全球眼”和“寬視界”，截至08年Q2電信共建設(shè)約10萬(wàn)個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，并計(jì)劃2010年發(fā)展到50萬(wàn)個(gè)。另外在銀行、港口和電力等行業(yè)都在大量使用視頻監(jiān)控系統(tǒng)?？偠灾?，視頻監(jiān)控已經(jīng)在各行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，而且隨著當(dāng)前對(duì)安全保障力度不斷增加，將在未來(lái)的市場(chǎng)上進(jìn)一步得到規(guī)模且深入的發(fā)展。眾所周知，傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)通常由攝像頭、傳輸、矩陣和存儲(chǔ)等部分組成，目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)已由矩陣為核心的模擬監(jiān)控逐步完成數(shù)字化轉(zhuǎn)變，并將模擬和數(shù)字技術(shù)相結(jié)合，DVR技術(shù)逐步成為市場(chǎng)主流；隨著視頻監(jiān)控應(yīng)用不斷深入，監(jiān)控規(guī)模和圖像

3、共享需求日益突出，規(guī)模應(yīng)用則意味著全方位的圖像資源記錄和多角度取證，圖像共享則意味著讓更多的專家能夠看到和分析圖像；視頻監(jiān)控的規(guī)模管理和資源共享必須利用成熟且共享的傳輸平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這個(gè)傳輸平臺(tái)就是標(biāo)準(zhǔn)的IP網(wǎng)絡(luò)，IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控成功地應(yīng)用在多個(gè)平安城市建設(shè)*，并逐步成為建設(shè)主流方案。截止2008年底，H3C中標(biāo)超過(guò)120個(gè)城市的平安工程，其中包括總規(guī)模超過(guò)5萬(wàn)路的平安杭州二期、 07年亞太地區(qū)最大存儲(chǔ)容量（超過(guò)1500T）的深圳福田平安工程以及多個(gè)3111試點(diǎn)和科技強(qiáng)警試點(diǎn)城市；2008年，H3C監(jiān)控順利保障了二十多個(gè)城市的奧運(yùn)火炬?zhèn)鬟f，包括杭州、井岡山、銀川、南寧、石河子等，覆蓋大江南北H3C

4、iVS IP智能監(jiān)控解決方案是H3C公司面向?qū)I(yè)監(jiān)控領(lǐng)域推出的監(jiān)控方案，包括視頻管理服務(wù)器VM Server（VM，Video Management）、數(shù)據(jù)管理服務(wù)器DM Server（DM，Data Management）、EC/ECR/DC（Encoder/Decoder）系列視頻編解碼器、視頻管理客戶端VC（VC，Video Management Client）、媒體交換服務(wù)器MS Server、IP SAN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備、IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和EPON無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。與傳統(tǒng)監(jiān)控的組成類似，iVS方案包括視頻源、傳輸及交換、存儲(chǔ)、顯示及管理控制等組成部分，系統(tǒng)組成圖如下所示：圖1 H3C iVS

5、 IP智能監(jiān)控解決方案示意圖H3C iVS方案可以實(shí)現(xiàn)各種監(jiān)控業(yè)務(wù)，包括實(shí)時(shí)監(jiān)控、視頻信息存儲(chǔ)及歷史視頻流回放等，主要業(yè)務(wù)流的實(shí)現(xiàn)機(jī)制如下圖所示：圖2 H3C iVS主要業(yè)務(wù)流示意圖l 實(shí)時(shí)監(jiān)視流：可在VC界面上發(fā)起實(shí)時(shí)監(jiān)視請(qǐng)求，VM 將控制指令發(fā)給相應(yīng)的EC，EC發(fā)送實(shí)時(shí)視頻流到需要觀看圖像的VC和DC。l 視頻存儲(chǔ)流：DM預(yù)先制定每個(gè)EC的存儲(chǔ)計(jì)劃，該存儲(chǔ)計(jì)劃通過(guò)VM下發(fā)到每個(gè)EC上。EC可根據(jù)存儲(chǔ)計(jì)劃，自動(dòng)將視頻流寫入到IP SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)中，不需要經(jīng)過(guò)其他設(shè)備，也不需要其他人工干預(yù)。l 歷史回放流：當(dāng)需要查看歷史視頻信息時(shí)，在VC操作界面上發(fā)起回放請(qǐng)求，VM將該指令發(fā)給DM，DM在IP

6、 SAN進(jìn)行檢索，找到相應(yīng)的歷史視頻數(shù)據(jù)后，IP SAN會(huì)直接將歷史視頻數(shù)據(jù)發(fā)給VC或者通過(guò)MS復(fù)制分發(fā)到VC，由VC進(jìn)行解碼播放。對(duì)于實(shí)時(shí)視頻流的承載，目前主要有單播和組播兩種技術(shù)方案選擇組播承載，EC以IP組播方式發(fā)送實(shí)時(shí)視頻流，需要觀看圖像的VC和DC可加入到該EC所對(duì)應(yīng)的組播組中，便可直接觀看相應(yīng)的實(shí)時(shí)視頻圖像了。由于采用了IP組播，無(wú)論有多少個(gè)VC或DC在觀看該EC的實(shí)時(shí)視頻流（實(shí)際部署取決于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的組播能力），所占有的IP骨干網(wǎng)帶寬都是一路視頻流帶寬，從而節(jié)省了大量網(wǎng)絡(luò)帶寬。單播承載，EC以IP單播方式發(fā)送實(shí)時(shí)視頻流，通過(guò)媒體服務(wù)器MS中轉(zhuǎn)到需要觀看圖像的VC和DC端。采用了IP

7、單播，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的要求更低一些，只要網(wǎng)絡(luò)可達(dá)即可，但帶來(lái)的問(wèn)題是MS需要復(fù)制多路媒體流，大量客戶訪問(wèn)需要通過(guò)流媒體服務(wù)器，存在流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器的性能瓶頸，同時(shí)也會(huì)占用網(wǎng)絡(luò)帶寬。2 IP視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)承載IP視頻監(jiān)控作為IP網(wǎng)絡(luò)上承載的數(shù)據(jù)密集型業(yè)務(wù)，不可避免的要受到IP網(wǎng)絡(luò)型態(tài)和拓?fù)涞挠绊憽Ｊ懿季€及傳輸系統(tǒng)限制，傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)多局限在場(chǎng)所和園區(qū)范圍，此外還有如交通、道路等鏈狀監(jiān)控。但是隨著IP網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，監(jiān)控的應(yīng)用和覆蓋范圍也越來(lái)廣泛，已經(jīng)逐步擴(kuò)展至城域，甚至廣域范圍。回顧IP網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，IP網(wǎng)絡(luò)最初只有廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的概念，局域網(wǎng)以以太網(wǎng)交換機(jī)為主，提供高帶寬數(shù)據(jù)交換和共享，但是路由能力很弱

8、，幾乎沒(méi)有三層功能，而廣域網(wǎng)則重點(diǎn)解決異種鏈路網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和廣域覆蓋問(wèn)題，以路由器組網(wǎng)，解決廣域的數(shù)據(jù)路由和交換問(wèn)題為主，但受路由器性能的影響，數(shù)據(jù)交換性能有限。后來(lái)隨著三層交換機(jī)設(shè)備的出現(xiàn)，以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)該范圍逐步擴(kuò)展至園區(qū)和小型城域的范圍，交換機(jī)的路由等三層能力越來(lái)越強(qiáng)。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷發(fā)展，又出現(xiàn)了城域網(wǎng)和園區(qū)網(wǎng)。目前城域網(wǎng)和園區(qū)網(wǎng)已經(jīng)成為最主要的IP基礎(chǔ)設(shè)施。與此相適應(yīng)，IP視頻監(jiān)控的組網(wǎng)型態(tài)和應(yīng)用模式也逐步發(fā)生相類似的演化。場(chǎng)所監(jiān)控、園區(qū)監(jiān)控、城域監(jiān)控、廣域監(jiān)控成為常見(jiàn)的幾種應(yīng)用型態(tài)，其承載網(wǎng)絡(luò)分別對(duì)應(yīng)于IP領(lǐng)域的局域網(wǎng)、園區(qū)網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)。2.1 IP視頻監(jiān)控的部署場(chǎng)景從覆蓋范圍和組網(wǎng)

9、型態(tài)來(lái)看，視頻監(jiān)控系統(tǒng)部署通?？煞譃閳?chǎng)所監(jiān)控、園區(qū)監(jiān)控、城域監(jiān)控以及廣域監(jiān)控。（1）場(chǎng)所監(jiān)控監(jiān)控范圍相對(duì)較小，一般局限在一個(gè)較小的場(chǎng)所或一座單體樓宇內(nèi)，攝像頭數(shù)量有限且相對(duì)比較集中，接入方式和組網(wǎng)都相對(duì)簡(jiǎn)單。如小型超市、酒店、娛樂(lè)場(chǎng)所、營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)等。（2）園區(qū)監(jiān)控所謂園區(qū)，一般指在一個(gè)固定地理區(qū)域內(nèi)的一個(gè)公司/單位或一個(gè)公司/單位的一部分，覆蓋范圍較大，具備多棟建筑，管理上具備相對(duì)的獨(dú)立性和完整性，一般有一定周界；同時(shí)擁有該園區(qū)網(wǎng)的公司/單位通常也擁有該園區(qū)內(nèi)所用的物理線路。園區(qū)是當(dāng)前社會(huì)組織（廠礦、企業(yè)、機(jī)構(gòu)等）生產(chǎn)、辦公、生活等活動(dòng)中涉及的最常見(jiàn)的地域范疇。因此也是應(yīng)用最廣泛的IP監(jiān)控組網(wǎng)型

10、態(tài)，園區(qū)監(jiān)控涵蓋企業(yè)園區(qū)、校園園區(qū)、政府機(jī)關(guān)園區(qū)、監(jiān)獄、港口、機(jī)場(chǎng)等多個(gè)行業(yè)的主要監(jiān)控應(yīng)用。（3）城域監(jiān)控相對(duì)于園區(qū)局限于城市中的部分區(qū)域，城域監(jiān)控的范圍覆蓋更廣。城域監(jiān)控點(diǎn)的部署將覆蓋城市中的多數(shù)，甚至全部區(qū)域，地域跨度一般是數(shù)十平方公里以上，同時(shí)組網(wǎng)型態(tài)也更復(fù)雜。城域監(jiān)控實(shí)際上在IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到監(jiān)控領(lǐng)域后發(fā)展起來(lái)的，在當(dāng)前城市公共安全和城市管理日益受到人們關(guān)注的背景下，城域監(jiān)控近兩年成為IP監(jiān)控領(lǐng)域發(fā)展最快的部分，如平安工程就是最典型的城域監(jiān)控，此外，如城管、城市環(huán)保等監(jiān)控也帶有城域監(jiān)控的一些特點(diǎn)。（4）廣域監(jiān)控廣域監(jiān)控是指跨廣域網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控應(yīng)用，通過(guò)廣域網(wǎng)互聯(lián)的機(jī)構(gòu)（如上下級(jí)單位）需要共

11、享實(shí)時(shí)和歷史圖像資源，多是上級(jí)單位調(diào)用下級(jí)單位的圖像，如在全國(guó)性連鎖機(jī)構(gòu)或大型企業(yè)的應(yīng)用中，總部調(diào)用分支/網(wǎng)點(diǎn)/分店的實(shí)時(shí)和歷史圖像。此外，很多時(shí)候園區(qū)/城域監(jiān)控也存在跨廣域聯(lián)網(wǎng)的需求，如目前的平安工程建設(shè)中，除了城市的視頻監(jiān)控外，很多省市已經(jīng)提出跨地市的實(shí)時(shí)和歷史圖像聯(lián)網(wǎng)共享需求。2.2 IP視頻監(jiān)控承載網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為綜合性多媒體應(yīng)用系統(tǒng)，包含了視頻、音頻、數(shù)據(jù)多種數(shù)據(jù)類型，并同時(shí)運(yùn)行實(shí)時(shí)音視頻編碼/傳輸、音視頻存儲(chǔ)、歷史視頻回放以及實(shí)施音視頻解碼/觀看等業(yè)務(wù)，在提供客戶更直觀的交流及監(jiān)控手段的同時(shí)，也給承載網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了巨大壓力。我們?cè)诳紤]整個(gè)IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的初期，就

12、要去了解IP視頻監(jiān)控的流量特征，明白監(jiān)控業(yè)務(wù)對(duì)IP承載網(wǎng)的壓力所在，并通過(guò)合理的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)減小網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，讓承載網(wǎng)絡(luò)更好的保障其承載的多媒體業(yè)務(wù)正常運(yùn)行。2.2.1 理解視頻監(jiān)控流量模型IP視頻監(jiān)控集成了音視頻多種業(yè)務(wù)，不同業(yè)務(wù)對(duì)于承載網(wǎng)絡(luò)的需求也各不一樣，在業(yè)務(wù)流量的方向、模型以及特征上區(qū)別較大。比如對(duì)于視頻存儲(chǔ)而言，數(shù)據(jù)安全性是第一位的，在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中首要保障的是可靠性，而實(shí)時(shí)視頻查看業(yè)務(wù)，用戶的感官體驗(yàn)是首要考慮的，數(shù)據(jù)傳輸要優(yōu)先考慮實(shí)時(shí)性，低延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)對(duì)實(shí)時(shí)視頻業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)是最重要的。視頻監(jiān)控各類業(yè)務(wù)的流量模型可見(jiàn)下表：業(yè)務(wù)類型流量方向流量模型流量特征實(shí)時(shí)視頻單向編碼器 解碼器

13、點(diǎn)到點(diǎn)（單播）點(diǎn)到多點(diǎn)（單播/組播）基于UDP，無(wú)線及廣域可選基于TCP傳輸要求高質(zhì)量的實(shí)時(shí)視頻圖像，帶寬要求高，當(dāng)前主流應(yīng)用的單路實(shí)時(shí)視頻帶寬要求在18Mbps視頻存儲(chǔ)單向編碼器 存儲(chǔ)多點(diǎn)匯聚基于TCP，要求可靠性第一全天候存儲(chǔ)或分時(shí)段存儲(chǔ)，流量穩(wěn)定，可事前規(guī)劃，流量總量占監(jiān)控業(yè)務(wù)總流量一半以上帶寬要求高，當(dāng)前主流應(yīng)用的單路視頻存儲(chǔ)帶寬要求多為2Mbps、4Mbps歷史圖像回放單向存儲(chǔ) 解碼器點(diǎn)到多點(diǎn)點(diǎn)播流量模型為典型的發(fā)散模式，具有突發(fā)性、分散性以及源集中性帶寬要求取決于歷史圖像的存儲(chǔ)碼率網(wǎng)絡(luò)壓力集中于存儲(chǔ)的帶寬及并發(fā)能力以及存儲(chǔ)子系統(tǒng)的接入層語(yǔ)音對(duì)講雙向編碼器 客戶端點(diǎn)到點(diǎn)視頻語(yǔ)音業(yè)務(wù)多

14、選用G.711、G.729或G.723.1等低碼率編碼方案對(duì)時(shí)延敏感語(yǔ)音廣播單向編碼器 客戶端點(diǎn)到多點(diǎn)同上上表基本匯集了當(dāng)前IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的主要業(yè)務(wù)流量特征，而要完成IP承載網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，還需要考慮以下問(wèn)題：1) 多媒體業(yè)務(wù)使能當(dāng)前IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)中啟用了哪些業(yè)務(wù)？視頻數(shù)據(jù)是滿足實(shí)時(shí)查看還是事后查詢？視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)策略（集中存儲(chǔ)或分布存儲(chǔ)）？2) 多媒體數(shù)據(jù)的生產(chǎn)和消費(fèi)視頻源（編碼器/攝像頭）部署在哪里？實(shí)時(shí)視頻在哪里查看？視頻源數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在哪里？3) 多媒體數(shù)據(jù)流向音視頻數(shù)據(jù)在IP承載網(wǎng)中的路由方向、匯聚點(diǎn)。4) 多媒體業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)水平指標(biāo)考慮多媒體數(shù)據(jù)的的帶寬需求，確定視頻源的數(shù)量、音視

15、頻碼率大小、以及為可能的數(shù)據(jù)突發(fā)考慮帶寬冗余度?？紤]其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)水平指標(biāo)，包括丟包率、抖動(dòng)、時(shí)延、亂序等。5) 系統(tǒng)擴(kuò)展需求需要了解整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可能的擴(kuò)展需求，在網(wǎng)絡(luò)接入端口擴(kuò)容、核心網(wǎng)擴(kuò)展以及存儲(chǔ)系統(tǒng)擴(kuò)展等方面留下必要的彈性空間。2.2.2 IP承載網(wǎng)絡(luò)面臨的壓力對(duì)于處于底層的IP承載網(wǎng)來(lái)說(shuō)，IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)承載說(shuō)帶來(lái)的壓力和需求主要集中在以下幾點(diǎn)：圖3 IP視頻監(jiān)控對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)的壓力l 高帶寬需求早期視頻監(jiān)控系統(tǒng)由于顯示系統(tǒng)以及模擬傳輸系統(tǒng)的限制，多為CIF分辨率（352288），隨著數(shù)字編解碼和顯示系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，高分辨率編解碼和顯示已經(jīng)逐漸普及，D1（720480/720576）分辨

16、率已經(jīng)成為主流，而更高的720P/1080P也在少量使用中，在這種背景下，對(duì)單路視頻來(lái)說(shuō)，2Mbps碼率下的圖像清晰度已經(jīng)不能滿足客戶的需求，4M、8M碼率的視頻應(yīng)用逐漸成為主流應(yīng)用。l 流量分布不均視頻存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)視頻查看的需求同時(shí)存在，存儲(chǔ)集中匯聚以及多路視頻的接入造成了流量的局部熱點(diǎn)，整體網(wǎng)絡(luò)流量分布不均衡。l 低時(shí)延要求根據(jù)ITU-T G.114建議，音視頻傳輸雙向延時(shí)不超過(guò)300ms，即單向延時(shí)不超過(guò)150ms。雖然傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延、抖動(dòng)和丟包率的平均值滿足要求，隨著高碼率應(yīng)用的普及，現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)難以滿足IP視頻監(jiān)控實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的承載要求。l 高可靠性要求視頻存儲(chǔ)數(shù)據(jù)一般要求可查證、可追

17、溯，對(duì)可靠性要求高，網(wǎng)絡(luò)的震蕩、故障乃至中斷都對(duì)業(yè)務(wù)可用性、數(shù)據(jù)可靠性造成威脅。l 業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)管理業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)在不同類型的承載網(wǎng)絡(luò)都是需要的，對(duì)于IP視頻監(jiān)控而言，在專網(wǎng)部署模式下需要考慮監(jiān)控不同業(yè)務(wù)間的優(yōu)先級(jí)設(shè)計(jì)問(wèn)題，比如視頻存儲(chǔ)對(duì)可靠性的要求就高于實(shí)時(shí)視頻；在非專網(wǎng)模式下需要考慮監(jiān)控業(yè)務(wù)和其他生產(chǎn)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)設(shè)計(jì)問(wèn)題，以免在數(shù)據(jù)傳輸中產(chǎn)生帶寬爭(zhēng)用和擁塞的情況。2.3 IP視頻監(jiān)控的承載網(wǎng)絡(luò)2.3.1 IP視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的承載需求IP視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性決定了其對(duì)于高可靠性承載網(wǎng)絡(luò)的需求，在網(wǎng)絡(luò)帶寬、丟包率、時(shí)延以及抖動(dòng)方面都提出了高于普通數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要求。l 帶寬網(wǎng)絡(luò)可用帶寬（Bandwidth

18、）決定了多媒體應(yīng)用的音視頻碼流速率，不同的碼流類型由于壓縮算法的不同，音視頻的質(zhì)量也有些不同，在相同的編解碼設(shè)置下，碼流速率越高，視頻質(zhì)量越好，但帶寬需求也越大。 可用帶寬需要綜合考慮2個(gè)方面 1) 接入帶寬，指多媒體終端接入的可用帶寬，這是終端可感知、可控的帶寬 2) 會(huì)話端到端帶寬，指多媒體應(yīng)用會(huì)話建立后，音視頻數(shù)據(jù)傳輸帶寬。在IP網(wǎng)絡(luò)下，會(huì)話端到端帶寬通常是終端難以感知的，它取決于IP鏈路多跳中的最小帶寬點(diǎn)。 音頻數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸多采用CBR方式，發(fā)包間隔多為固定時(shí)間間隔，固定報(bào)文大小。以G.711編解碼為例，打包間隔20ms，包長(zhǎng)200bytes。因此帶寬要求80Kbps，無(wú)突發(fā)流量視頻

19、數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸也以CBR方式為主，一般固定報(bào)文大小，固定幀間隔，由于I、P、B幀大小不一，存在突發(fā)流量。以高清視頻為例，帶寬215Mbps不等（依編解碼壓縮比而不同）每秒30幀，每幀由長(zhǎng)度不等的包組成，因此媒體流本身存在突發(fā)流量，一般為設(shè)定碼率的10%上下浮動(dòng)。如果CBR碼率控制不佳的話，突發(fā)流量會(huì)更大，可達(dá)到設(shè)定碼率的23倍或更多。l 丟包率丟包對(duì)音視頻播放質(zhì)量有直接的影響。無(wú)論音視頻丟包的類型（I，B，P幀）、編碼格式、碼率，在沒(méi)有適當(dāng)?shù)囊粢曨l解碼補(bǔ)償或者丟包重傳機(jī)制下，音視頻播放質(zhì)量都會(huì)出現(xiàn)不同程度的下降。 圖4 丟包率數(shù)據(jù)包丟失一般是由網(wǎng)絡(luò)中斷或擁塞引起，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如果分配帶寬不足或瞬間

20、不足，導(dǎo)致流量超出隊(duì)列Buffer容量，一般會(huì)造成數(shù)據(jù)包的丟失。l 時(shí)延時(shí)延（Latency）是處理和傳輸導(dǎo)致數(shù)據(jù)不能按時(shí)到達(dá)的延遲。為了避免網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)而產(chǎn)生視頻播放效果惡化，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和視頻解碼器往往需要對(duì)視頻流進(jìn)行緩沖。在緩沖的前提下，時(shí)延不影響視頻觀看的質(zhì)量，但時(shí)延會(huì)導(dǎo)致回聲干擾和交互性的劣化，降低用戶滿意度。 根據(jù)影響因素的不同，多媒體業(yè)務(wù)的端到端時(shí)延可以分解為固定時(shí)延和可變時(shí)延兩部分(如下所示)。 圖5 時(shí)延固定時(shí)延是與采用的音視頻壓縮算法、數(shù)據(jù)封裝大小、傳輸距離和傳輸鏈路相關(guān)。在給定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒁粢曨l壓縮算法和打包時(shí)長(zhǎng)的情況下，這部分時(shí)延可以較為準(zhǔn)確地計(jì)算出來(lái)。固定時(shí)延優(yōu)化只能通過(guò)選擇合

21、適的壓縮算法、較小的發(fā)包間隔等方法降低這部分時(shí)延。 可變時(shí)延與設(shè)備的端口速率、網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載情況、設(shè)備對(duì)QoS的支持方式、實(shí)現(xiàn)的QoS算法等密切相關(guān)。可變時(shí)延優(yōu)化通過(guò)選擇合理的報(bào)文大小、高端口速率、數(shù)據(jù)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先級(jí)設(shè)定等方法來(lái)降低這部分時(shí)延。 根據(jù)ITU-T G.114建議，音視頻傳輸單向延時(shí)不超過(guò)150ms，而可感知的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延基線是200ms，如下圖所示，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延高于200ms后，用戶滿意度將大打折扣。圖6 ITU-T G.114建議2.3.2 視頻監(jiān)控專網(wǎng)還是多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)用戶在建設(shè)IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)的時(shí)候，通常會(huì)面臨一個(gè)選擇：是建視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的專網(wǎng)？還是基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)去承載視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)？由于各個(gè)

22、行業(yè)特點(diǎn)不一，用戶需求和部署模式也各有不同，對(duì)于IP承載網(wǎng)絡(luò)選擇專網(wǎng)模式或多業(yè)務(wù)網(wǎng)模式，沒(méi)有絕對(duì)的好或不好，而是要分析用戶需求，選擇最合適的模式。用戶都應(yīng)該明白，不論選擇哪種承載網(wǎng)絡(luò)模式，IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)的承載要求是一樣的。不同建設(shè)模式下，要達(dá)到相同的效果，所付出的代價(jià)是不同的。專網(wǎng)模式子網(wǎng)模式多業(yè)務(wù)模式模式簡(jiǎn)介僅承載視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)多業(yè)務(wù)承載視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)在單獨(dú)的安防子網(wǎng)子網(wǎng)核心層和主網(wǎng)絡(luò)核心層相連接傳統(tǒng)3層IP網(wǎng)絡(luò)，承載視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的同時(shí)，還有其他數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)圖示適用場(chǎng)景園區(qū)監(jiān)控城域監(jiān)控廣域監(jiān)控場(chǎng)所監(jiān)控園區(qū)監(jiān)控場(chǎng)所監(jiān)控園區(qū)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜?jiǎn)單為視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)優(yōu)化較復(fù)雜分離視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)復(fù)雜多為辦公數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)

23、化的傳統(tǒng)3層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔O(jiān)控業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)高中、高低特點(diǎn)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)為主業(yè)務(wù)監(jiān)控點(diǎn)多且分布較廣實(shí)時(shí)視頻查看地點(diǎn)多且地理位置分散視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)較為獨(dú)立監(jiān)控點(diǎn)分布較為集中實(shí)時(shí)查看視頻地點(diǎn)大部分固定，偶有遠(yuǎn)程地點(diǎn)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)非主業(yè)務(wù)監(jiān)控點(diǎn)少實(shí)時(shí)查看視頻地點(diǎn)固定選擇原因無(wú)網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)條件一般安全要求較高，物理位置分布廣現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)接入層端口利用率高，核心層負(fù)載小，足以再承載監(jiān)控業(yè)務(wù)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)不需要監(jiān)控業(yè)務(wù)安全要求高，有業(yè)務(wù)隔離需求，物理位置集中，但功能上有分區(qū)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)接入層端口利用率低，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載小，足以承載監(jiān)控業(yè)務(wù)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)改造困難安全要求一般，物理位置較為集中應(yīng)用實(shí)例平安工程高速公路監(jiān)控大型園區(qū)監(jiān)控機(jī)場(chǎng)監(jiān)控工業(yè)生

24、產(chǎn)監(jiān)控大型園區(qū)監(jiān)控商業(yè)樓宇監(jiān)控場(chǎng)館監(jiān)控2.3.3 網(wǎng)絡(luò)接入層技術(shù)選擇 2.3.2.1. 不同網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銲P視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)首要解決的是監(jiān)控前端設(shè)備的接入問(wèn)題，在接入技術(shù)上可以考慮以太網(wǎng)直接接入、光纖以太網(wǎng)接入、Wi-Fi無(wú)線接入等方式，見(jiàn)下表。技術(shù)對(duì)比EPON接入有線以太接入Wi-Fi無(wú)線接入適用場(chǎng)景適合周界、區(qū)域覆蓋、園區(qū)道路、出入口及室外監(jiān)控接入適合園區(qū)功能區(qū)、室內(nèi)、樓宇樓層監(jiān)控適合作為布線不方便的非關(guān)鍵區(qū)、水域、危險(xiǎn)工作區(qū)以及移動(dòng)監(jiān)控組網(wǎng)拓?fù)?樹型、星型、鏈型等組網(wǎng)結(jié)構(gòu)各根據(jù)需要靈活使用，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)沒(méi)有特定的限制，可適用于任何光纖可達(dá)的環(huán)境樹型、星型、環(huán)型等組網(wǎng)結(jié)構(gòu)各根據(jù)需要靈

25、活使用，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)沒(méi)有特定的限制點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)、多點(diǎn)橋接級(jí)聯(lián)等模式傳輸距離可以在高帶寬的情況下保證10-20 KM的傳輸距離以太網(wǎng)的100m傳輸距離是其作為接入技術(shù)的最大問(wèn)題之一，通常只能通過(guò)級(jí)聯(lián)交換機(jī)延長(zhǎng)傳輸距離取決于天線，全向天線一般在100米左右，定向天線一般在2001200米左右，受天氣、障礙物、信號(hào)源功率、距離、客戶端服務(wù)端相對(duì)移動(dòng)速度以及干擾源的影響可靠性EPON為無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，傳輸可靠性高以太網(wǎng)技術(shù)屬于成熟技術(shù)，可靠性高，線路環(huán)節(jié)多，隱含故障點(diǎn)多受天氣、障礙物、信號(hào)源功率、距離、客戶端服務(wù)端相對(duì)移動(dòng)速度以及干擾源的影響供電及布線EPON傳輸無(wú)需供電，分光器為無(wú)緣器件網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要額外

26、供電無(wú)線AP需要額外供電接入帶寬EPON是長(zhǎng)距離、高帶寬的接入技術(shù)，目前能提供上下行對(duì)稱的1Gbps的帶寬，今后可望升級(jí)到10Gbps千兆GE接入已經(jīng)成為主流802.11a最大速率為54 Mbps802.11b最大速率為11 Mbps802.11g最大速率為54 Mbps802.11n最大速率為54300 Mbps2.3.2.2. 不同網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?.3.3.2.1. EPON接入EPON網(wǎng)絡(luò)采用點(diǎn)至多點(diǎn)的拓樸結(jié)構(gòu)，取代點(diǎn)到點(diǎn)結(jié)構(gòu)，大大節(jié)省了光纖的用量、管理成本。EPON支持的基本組網(wǎng)方式為星型和樹型，通過(guò)這兩種基本組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，結(jié)合不同類型的分光器（均分、固定非均分、可調(diào)分光比）可以衍生出其它多種網(wǎng)形式，可以滿足多種應(yīng)用的需要。圖7 EPON接入拓?fù)?.3.3.2.2. 有線以太