基于運(yùn)營商視頻監(jiān)控系統(tǒng)接入方式探討

陸悅偲　趙利

【摘 要】隨著社會的發(fā)展，安全保障需求推動著視頻監(jiān)控技術(shù)進(jìn)入了各行各業(yè)，包括金融網(wǎng)點(diǎn)、商業(yè)機(jī)構(gòu)、生活小區(qū)、企業(yè)生產(chǎn)等。視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以有效保障人民的生命和資產(chǎn)安全。各大運(yùn)營商也看準(zhǔn)了商機(jī)，利用自身的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢投身于視頻監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)務(wù)的發(fā)展。本文主要介紹了基于運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端監(jiān)控點(diǎn)3種可行的接入方式及實現(xiàn)方法。

【關(guān)鍵詞】視頻監(jiān)控；GPON；3G/4G；WLAN

Discussion on the Access Mode of Video Surveillance System

LU Yue-si ZHAO Li

（College of Communication and Information Engineering，Guilin University of Electronic Technology，Guilin Guangxi 541004，China）

【Abstract】With the development of society，the demand for security has promoted video surveillance technology into all walks of life，including financial networks，commercial organizations，living quarters，enterprise production and so on.Video surveillance system can effectively protect people's lives and asset security.Major operators have also been given the opportunity to use their own network advantages to join the development of video surveillance system business.This paper mainly introduces 3 feasible access modes and implementation methods of video surveillance system based on operator network.

【Key words】Video surveillance；GPON；3G/4G；WLAN

0 引言

隨著時代的進(jìn)步與技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)的使用越來越廣泛。視頻監(jiān)控系統(tǒng)在二十多年時間里，由最早的模擬監(jiān)控系統(tǒng)到數(shù)字監(jiān)控再到現(xiàn)在普遍使用的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，發(fā)生了翻天覆地的變化。從技術(shù)角度來說，第一代模擬監(jiān)控系統(tǒng)是CCTV系統(tǒng)，第二代數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)基于“PC+多媒體卡”，第三代網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)基于IP技術(shù)。隨著OTN、IPRAN等傳輸技術(shù)的成熟，匯聚層之上的傳輸帶寬完全滿足需求。在接入網(wǎng)側(cè)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)面臨使用環(huán)境的復(fù)雜化，要適應(yīng)多種不同的接入場景和應(yīng)對多種惡劣環(huán)境。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端部分主要由采集圖像信號的攝像機(jī)加上接入網(wǎng)絡(luò)組成。接入網(wǎng)絡(luò)的主要作用是將攝像機(jī)接入視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，接入網(wǎng)根據(jù)接入場景的不同通常有3G/4G無線接入、WLAN和GPON接入方式，本文主要探討視頻監(jiān)控系統(tǒng)的這3種接入方式。

1 3G/4G無線接入方式

3G/4G無線接入方式，實際上是將前端監(jiān)控點(diǎn)直接接入運(yùn)營商的3G/4G網(wǎng)絡(luò)，解決覆蓋、可靠性及建設(shè)成本的問題。目前，運(yùn)營商的寬帶速度大幅度提升，資費(fèi)下降，技術(shù)不斷進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)不斷優(yōu)化，使得帶寬不再是無線接入方式視頻監(jiān)控的限制，因此3G/4G網(wǎng)絡(luò)完全滿足視頻監(jiān)控系統(tǒng)的接入要求。3G/4G無線接入方式將前端的無線網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采集到的圖像經(jīng)過壓縮編碼后通過運(yùn)營商建設(shè)的3G/4G基站的無線信道接入，繼而通過運(yùn)營商的IP網(wǎng)絡(luò)傳遞到監(jiān)控中心[1]。

利用3G/4G無線方式實現(xiàn)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)接入總體構(gòu)架如圖1所示。

基于3G/4G前端監(jiān)控點(diǎn)無線接入方式根據(jù)應(yīng)用場景分為單點(diǎn)接入和匯集接入。單點(diǎn)接入方式通常用于前端只有一個監(jiān)控點(diǎn)的情況[2]，通過無線網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的無線通信模塊與基站相互通信。匯集接入方式用于監(jiān)控區(qū)內(nèi)攝像機(jī)較多，分布較集中的情況[3]。匯集接入放式將用到NVR，NVR的主要功能是儲存編碼后的視頻信息，與運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。

2 WLAN接入方式

目前運(yùn)營商的WLAN分布系統(tǒng)一般是由熱點(diǎn)或覆蓋區(qū)域所屬的傳輸機(jī)房為中心呈樹型結(jié)構(gòu)分布。例如在一個小區(qū)中，每個子樓中布放相應(yīng)數(shù)量的樓道交換機(jī)，由其按需求分配到各樓層設(shè)置對應(yīng)數(shù)量的AP，再由AP在其管轄樓層連接若干副天線發(fā)射運(yùn)營商的WLAN信號[4]。而最終由在傳輸機(jī)房內(nèi)的匯聚交換機(jī)對所有樓道交換機(jī)進(jìn)行收斂后上聯(lián)至傳輸設(shè)備，經(jīng)由其通過運(yùn)營商傳輸平臺進(jìn)入IP網(wǎng)絡(luò)[5]。

通常情況下運(yùn)營商對分布系統(tǒng)中的交換機(jī)采取劃分不同VLAN用于隔離。前端監(jiān)控攝像頭采集的視頻信息通過編碼后由WLAN傳至AP后經(jīng)由數(shù)據(jù)分流功能以不同的SSID從AP、樓道交換機(jī)傳至匯聚交換機(jī)[6]。并通過與匯聚交換機(jī)級聯(lián)的方式將數(shù)據(jù)傳送到本地監(jiān)控中心的交換機(jī)上，再經(jīng)由多媒體服務(wù)器到監(jiān)控用PC上，由后端軟件提供多路視頻監(jiān)控觀看。在無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，按前端采集點(diǎn)向無線AP傳輸圖像選擇D1格式，碼流設(shè)置為平均傳輸速率2Mbps。在不妨礙普通用戶從其他終端（手機(jī)、筆記本電腦等）訪問運(yùn)營商WLAN的使用環(huán)境下，每個AP至少能帶5路以上視頻，基本可以滿足一般的視頻監(jiān)控需求[7]。需要指出的是，在此無線視頻監(jiān)控應(yīng)用中，將用于視頻監(jiān)控的SSID單獨(dú)命名后在公共廣播中隱藏，避免其他用戶干擾。另一方面，鑒于無線信號在傳輸介質(zhì)中易受干擾的情況，考慮針對特定重要位置的前端無線網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)配置大容量SD卡以存儲當(dāng)天視頻信息，做到前后端分開存儲的模式，以確保整個監(jiān)控系統(tǒng)的安全性。按照每個監(jiān)控點(diǎn)以D1格式存儲1天需要消耗21G（2Mbps/8×3600秒×24小時/1024），在重要位置的前端采集點(diǎn)可配置32G或64G的SD卡以存儲當(dāng)天信息。

3 GPON接入方式

GPON技術(shù)是目前各大運(yùn)營商采用最廣泛的前端監(jiān)控點(diǎn)接入方式。GPON提供點(diǎn)到多點(diǎn)的用戶網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用光纖實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音和視頻的全業(yè)務(wù)接入的目的?；贕PON技術(shù)的設(shè)備基本結(jié)構(gòu)主要由局端的光線路中端（OLT）、無源光器件光分配網(wǎng)（ODN）、用戶端的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU組成。利用GPON方式實現(xiàn)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)接入情況如圖2所示。

通常情況，OLT與光分光器放置在中心機(jī)房，ONU放置在前端監(jiān)控點(diǎn)。OLT相當(dāng)于一個交換機(jī)或路由器，同時也是一個多業(yè)務(wù)提供平臺，面向無源光網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)提供PON接口。OND是一個無源光網(wǎng)絡(luò)分支器，上連OLT下聯(lián)ONU，起到集中上行數(shù)據(jù)，下發(fā)下行數(shù)據(jù)的作用。ODN支持多種分種比，例如：1：8、1：16、1：32、1：64、1：128，分光比越高的ODN能支持的ONU數(shù)量就越多。GPON系統(tǒng)中，OLT到ONU間的距離最大可以達(dá)到20km。基于GPON的視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端接入方式具有成本低、易維護(hù)、高帶寬、易升級等優(yōu)點(diǎn)，使它成為目前基于運(yùn)營商使用最廣泛的接入方式。

4 結(jié)束語

通過對以上視頻監(jiān)控系統(tǒng)的接入方式分析可以看出?；?G/4G接入方式完美解決覆蓋問題，成本低廉，只要有運(yùn)營商3G/4G基站就可以完成接入?；赪LAN的接入方式具有易安裝、移動性強(qiáng)、易管理等優(yōu)點(diǎn)。無線方式無需布線，實現(xiàn)簡單，但易受到外界環(huán)境干擾?；贕PON的視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端接入方式具有成本低、易維護(hù)、高帶寬、易升級等優(yōu)點(diǎn)，使它成為目前基于運(yùn)營商使用最廣泛的接入方式，但GPON屬于有線接入方式，相比無線方式實現(xiàn)稍復(fù)雜。三種接入方式各自有優(yōu)缺點(diǎn)，適用于不同的場景，使用時應(yīng)根據(jù)實際情況選擇，得到最優(yōu)方案。

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[責(zé)任編輯：田吉捷]