視頻監(jiān)控技術在廣電雙向網(wǎng)中應用與分析

王治博

摘? 要：文章詳細介紹了視頻監(jiān)控技術的歷史發(fā)展，在當前社會中的應用，以及如何利用廣電雙向網(wǎng)絡更好滿足廣電雙向增值業(yè)務發(fā)展。

關鍵詞：視頻監(jiān)控技術雙向網(wǎng);TCP/IP;應用

中圖分類號：TN948.6? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）11-0171-02

Abstract： This paper introduces in detail the historical development of video surveillance technology， its application in the current society， and how to use the two-way network of radio and television to better meet the development of two-way value-added services of radio and television.

Keywords： video surveillance technology bidirectional networ

引言

在進入信息化社會的今天，網(wǎng)絡和信息技術的發(fā)展極大地改變著人們的生產(chǎn)生活方式。生產(chǎn)生活方式的改變又對信息技術和網(wǎng)絡支持提出了更高的要求。隨著近年來數(shù)字信息技術和網(wǎng)絡技術的高速發(fā)展，基于IP互聯(lián)的各種業(yè)務呈現(xiàn)出幾何般飛速發(fā)展，業(yè)務的發(fā)展又對網(wǎng)絡提出了更高的要求。視頻監(jiān)控作為新的業(yè)務種類正在廣泛進入各大運營商的新業(yè)務之中。在新的時期視頻監(jiān)控行業(yè)又迎來了新的發(fā)展。視頻監(jiān)控行業(yè)作為安全行業(yè)里的重要內(nèi)容在中國經(jīng)過多年的發(fā)展，在技術和產(chǎn)品上已經(jīng)從最早的特種行業(yè)的模擬系統(tǒng)發(fā)展到數(shù)字系統(tǒng)。從最早期的本地小規(guī)模發(fā)展到現(xiàn)在基于IP構建可以為大型系統(tǒng)服務的系統(tǒng)。隨著計算機和信息技術的發(fā)展，使得大量新的通信技術、安全技術、編碼技術等運用到視頻監(jiān)控領域。視頻監(jiān)控行業(yè)迎來新的發(fā)展，監(jiān)控手段也由過去單一監(jiān)視器發(fā)展到電腦、平板、手機等等多種可行而且價格低廉的解決方案。廣電作為雙向網(wǎng)絡運營服務提供者可以利用自身雙向網(wǎng)絡，提供更高的網(wǎng)絡質(zhì)量、保障能力、服務能力，開展多種類型的視頻監(jiān)控業(yè)務。

1 視頻監(jiān)控業(yè)務技術發(fā)展過程

第一代視頻監(jiān)控技術主要是基于以模擬信號傳輸為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。它的主要系統(tǒng)構成由攝像機、監(jiān)視設備、錄像機、模擬切換設備等組成，這些設備都使用模擬信號，通過電纜將這些設備互聯(lián)。因技術限制，第一代視頻監(jiān)控技術主要用于小規(guī)模的場合。第一代視頻監(jiān)控存在很多缺點，它的距離受電纜限制距離有限、信號傳輸安全性差、操作控制不靈活、廠家集成度高不好引入第三方產(chǎn)品、造價高等缺點。

第二代視頻監(jiān)控技術主要是基于電腦或單片板卡式視頻監(jiān)控系統(tǒng)。主要特點數(shù)字化程度非常高。隨著技術的發(fā)展進步，第一代視頻監(jiān)控技術里需要的很多硬件，通過計算機的發(fā)展可以通過計算機來實現(xiàn)。第二代視頻監(jiān)控技術的核心是計算機，通過電纜將視頻數(shù)據(jù)傳到電腦接口，電腦通過軟件或者硬件來進行編碼處理。如果是硬件處理需要單獨視頻壓縮卡，如果軟件處理需要軟件支持。第二代技術確立了以電腦為中心端，其它輔助配合的組合。這種以電腦為中心端的第二代技術廣泛應用在超市、工廠、小區(qū)等環(huán)境，現(xiàn)在也是視頻監(jiān)控市場的主力。以電腦為中心端的第二代技術極大的發(fā)展視頻監(jiān)控市場，成本低、施工難度小，技術要求不高都是它的特點。但是第二代技術也存在著很多問題。如電腦面臨著系統(tǒng)極不穩(wěn)定、安全漏洞多、容易被黑客利用、軟件編碼對軟件要求高、網(wǎng)絡的聯(lián)網(wǎng)管理能力差等缺點。

第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)擁有攝像頭編碼硬件化、信號傳輸IP化、視頻格式多樣、中心與終端遠程化等特點。這些特點形成新一代視頻監(jiān)控系統(tǒng)。新一代的視頻監(jiān)控技術的核心思想就是IP化。攝像頭不再以視頻線作為傳媒介質(zhì)。通過IP傳輸?shù)姆绞剑瑯O大的克服了第一代、第二代的距離問題，同時通過攝像頭集成高速DSP處理芯片嵌入式系統(tǒng)進行硬件編碼，使得第一代、第二代的視頻編碼卡、電視編碼卡等不再需要，簡化了設備種類和施工難度。通過IP架構使中心點與終端可以遠距離，將大型的、分散的，地理區(qū)域監(jiān)控集中管理。符合通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢，具備專業(yè)的和廣泛而靈活的特點。通過引入IP技術，第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)在第二代的基礎上得到了更大發(fā)展，它解決了第二代限制距離問題、計算機編碼資源占用大不穩(wěn)定問題、不能遠程控制等問題。通過第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在向高清化、多功能化、智能化發(fā)展。

2 雙向網(wǎng)監(jiān)控業(yè)務技術設計思想

遵循技術上先進、功能上齊全、性能上穩(wěn)定、價格上節(jié)約的原則。充分考慮綜合施工、維護及操作因素。并為今后的發(fā)展、擴展，改造等因素留有擴充的余地。設計要求是系統(tǒng)的、完整的，全面的。設計具有科學性、合理性、可操作性，主要原則如下：

2.1 先進性與適用性

采用科學的、主流的、符合發(fā)展方向的技術，設備和理念。系統(tǒng)集成化、模塊化程度高。設計合理、架構簡潔、功能完備、切合實際，能夠有效控制和提高工作效率。滿足監(jiān)控業(yè)務和其它雙向業(yè)務的實際需求。網(wǎng)絡設備和監(jiān)控系統(tǒng)的技術性能和質(zhì)量能夠達到用戶需要。設備的安裝調(diào)試、網(wǎng)絡配置操作使用應簡單方便容易掌握，適合廣電網(wǎng)特點。

2.2 經(jīng)濟性與實用性

在先進性、可靠性和得到充分滿足的前提下，要體現(xiàn)高性價比。采用經(jīng)濟實用的技術和設備。充分利用現(xiàn)有資源，綜合考慮系統(tǒng)的設計、網(wǎng)絡的建設、設備的升級和維護。充分考慮實際需要和技術發(fā)展趨勢。根據(jù)不同的用戶現(xiàn)場環(huán)境，根據(jù)現(xiàn)場情況設計選用功能適合的設備及技術。通過對網(wǎng)絡設備的嚴密、有機的組合實現(xiàn)最佳的性能價格比，以便節(jié)約投資，保證功能實施的需求經(jīng)濟實用性。

2.3 可靠性與安全性

設備選擇非常成熟的PON技術。PON是成熟的、穩(wěn)定的、完善的技術。其它系統(tǒng)要求具有一致性、升級能力能夠保證長期穩(wěn)定運行。設備具有一整套完整的系統(tǒng)管理策略可以保證系統(tǒng)的運行安全，網(wǎng)絡具備迅速恢復的功能。在網(wǎng)絡及設備布置上使用多點連接的方式，在單點線路或者設備因事故造成中斷后，能確保備份設備及線路正常使用。同時確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中準確性、完整性和一致性。

2.4 開放性與可擴充性

交換機和PON設備是現(xiàn)有成熟的產(chǎn)品。在網(wǎng)絡布置上還考慮到周邊網(wǎng)絡環(huán)境的現(xiàn)狀和技術的發(fā)展趨勢，可以與多種品牌設備進行連接。攝像頭擁有網(wǎng)絡接口，通過網(wǎng)絡可以管理。在網(wǎng)絡設備選型上要求支持標準化網(wǎng)絡協(xié)議，可以多種設備之間互聯(lián)，降低單一設備廠家依賴，降低設備采購價格。在設計中空有一定數(shù)量端口，防止故障或者測試沒有端口使用。在線路管理上擁有SNMP、HTTP等工具，可以通過網(wǎng)絡進行綜合全面遠程管理。在網(wǎng)絡設備選型上要求中心端、分前端、匯聚設備支持國際標準化一層、二層、三層網(wǎng)絡協(xié)議，在線路上規(guī)劃過程中設計一定余地，方便以后在系統(tǒng)需要增加功能或者升級時可以進行升級，網(wǎng)絡線路中保留一定數(shù)量光纖，保證以后與其它設備和新技術的升級能力。

2.5 優(yōu)化雙向網(wǎng)絡及設備

在滿足用戶對功能全面、質(zhì)量可靠、性價比高和服務質(zhì)量有保證的情況下，在技術方案設計上盡力以最優(yōu)的方式配置資源、在保證質(zhì)量的情況下降低整體成本。設備管理要求能以高效率運行并節(jié)能。通過中心網(wǎng)管平臺可以對各分節(jié)點情況進行有效管理、時時動態(tài)了解設備和網(wǎng)絡的運行情況。并能通過SNMP等網(wǎng)絡協(xié)議進行統(tǒng)一管理，減少設備和網(wǎng)絡的維護工作，減少設備損維修管理費用，從而提高綜合網(wǎng)絡管理水平。

3 廣電雙向網(wǎng)開展監(jiān)控業(yè)務建設思想

根據(jù)廣電雙向網(wǎng)技術特點結合多種視頻監(jiān)控技術的特點，充分考慮到特殊環(huán)境下安防系統(tǒng)的攝像頭及各種探頭密集、監(jiān)視的廣度和深度要求較高、監(jiān)視過程實時性高、高清晰的圖像質(zhì)量、高度的系統(tǒng)集成及全方位的信息等。我們計劃將網(wǎng)絡與攝像頭初步建立一個功能完善、應用范圍廣、初期投資少、擴容方便的數(shù)字化網(wǎng)絡系統(tǒng)。技術體系、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設、充分發(fā)揮整體效能達到更充分利用資源、更好、更方便的管理網(wǎng)絡及設備目的。監(jiān)控系統(tǒng)基于IP網(wǎng)絡建設，充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡及設備，突出特點。網(wǎng)絡結構為星型網(wǎng)絡，中心點與各站之間是萬兆連接，各站與OLT是4千兆連接，OLT隨著帶寬增加升級到萬兆，OLT下使用千兆結點方式，可以保證單結點下10-33個攝像頭使用。能夠滿足監(jiān)控、遠程控制、錄像存儲等要求。

4 POE組網(wǎng)的特點

PON（Passive Optical Network： 無源光纖網(wǎng)絡）。PON（無源光網(wǎng)絡）是指光配線網(wǎng)中不含有任何電子器件及電子電源，ODN全部由光分路器（Splitter）等無源器件組成，不需要貴重的有源電子設備。PON系統(tǒng)結構主要由中心局的光線路終端（OLT： Optical Line Terminal）、包含無源光器件的光分配網(wǎng)（ODN： Optical Distribution Network）、用戶端的光網(wǎng)絡單元/光網(wǎng)絡終端（ONU/ONT Optical Network Unit / Optical Network Terminal）組成。PON網(wǎng)絡的突出優(yōu)點是消除了戶外的有源設備，所有的信號處理功能均在交換機和用戶宅內(nèi)設備完成。根據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的不同，有APON、EPON、GPON等PON技術有如下特點：

（1）相對成本低，維護簡單，容易擴展，易于升級。PON結構在傳輸途中不需電源，沒有電子部件，因此容易鋪設，基本不用維護，長期運營成本和管理成本很節(jié)省，PON系統(tǒng)對局端資源占用很少，模塊化程度高，系統(tǒng)初期投入低，擴展容易。PON系統(tǒng)是面向未來的技術，大多數(shù)PON系統(tǒng)都是一個多業(yè)務平臺，對于向全IP網(wǎng)絡是很好的選擇。

（2）提供非常高的帶寬。PON目前可以提供上下行對稱的帶寬，并且隨著以太網(wǎng)技術的發(fā)展可以升級到10Gb/s。

（3）服務范圍大。PON作為一種點到多點網(wǎng)絡，以一種扇形的結構來節(jié)省有限的光纜資源，服務大量用戶。

（4）使得網(wǎng)絡距離跨度大，消除了戶外的有源設備，所有信號處理功能都由前端側(cè)設備完成，減少線路和設備的故障率低，提高系統(tǒng)可靠性，同時減少維護成本。通過PON組網(wǎng)應用還具有高帶寬可滿足高清監(jiān)控要求的優(yōu)點，具有多樣化的接入方式。

5 結束語

視頻監(jiān)控正朝著數(shù)字化、網(wǎng)絡化、規(guī)?；较虬l(fā)展。傳統(tǒng)視頻監(jiān)控技術已經(jīng)不再適應時代發(fā)展的需要，舊的視頻監(jiān)控系統(tǒng)升級是必要的，新的需求也在不斷增加。在這種情況下，廣電網(wǎng)絡利用自身網(wǎng)絡特點，通過PON、IP技術可以在雙向網(wǎng)增值業(yè)務中有大的發(fā)展。

參考文獻：

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k; TCP/IP; application