電信級技術(shù)在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控中的應(yīng)用

隨著安防行業(yè)市場的成熟和技術(shù)水平的提升，越來越多的IT企業(yè)，尤其是通信類產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)進入了安防行業(yè)。從表面上看，似乎是IT企業(yè)為了避開IT行業(yè)激烈的價格競爭，試水安防產(chǎn)業(yè)，期望從安防產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展中分一杯羹。但是仔細思考一下，這種行業(yè)滲透和轉(zhuǎn)移的背后反映了安防產(chǎn)業(yè)對技術(shù)升級的渴望和安防產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，電信級技術(shù)對傳統(tǒng)安防產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造已經(jīng)悄然啟動。   

電信級技術(shù)和服務(wù)的特點   

電信級技術(shù)和服務(wù)代表著IT技術(shù)的最高標準，它包含以下三個方面的內(nèi)涵：

電信級服務(wù)質(zhì)量。電信級服務(wù)意味著設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)7×24小時的連續(xù)、穩(wěn)定、可靠的服務(wù)保障。它不僅要求設(shè)備在硬件上具有高穩(wěn)定性和高可靠性，而且在軟件上要具有健壯性和防病毒能力。 

電信級運營管理能力。電信網(wǎng)絡(luò)是一個面向用戶的可運營、可管理的網(wǎng)絡(luò)，它要求所有的設(shè)備都是可管理的對象，而非孤立的系統(tǒng)。它通過一系列的協(xié)議和機制，來實現(xiàn)系統(tǒng)中所有設(shè)備的統(tǒng)一的配置管理、性能管理、安全管理、故障管理、日值管理等功能。同時，電信級網(wǎng)絡(luò)需要實現(xiàn)面向用戶的管理、認證、計費等功能，實現(xiàn)區(qū)別化服務(wù)。這就需要一個可靠的認證機制來保證。

電信級的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和可擴展性。電信級網(wǎng)絡(luò)是一個開放式、可擴展的系統(tǒng)，它要求系統(tǒng)滿足標準化、模塊化的設(shè)計要求，具有優(yōu)良的擴展性，以滿足網(wǎng)絡(luò)的擴容需要，同時在成本上要符合經(jīng)濟性的要求。

電信級技術(shù)和服務(wù)的這些特點和要求，與網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展趨勢和內(nèi)在要求完全一致。

首先，以視頻監(jiān)控為代表的安防產(chǎn)業(yè)是“花錢買平安”的行業(yè)，花了錢，能否真正買到“平安”，取決于設(shè)備是否能夠穩(wěn)定、可靠的運行。所以電信級的服務(wù)保障，是滿足安防行業(yè)用戶對設(shè)備穩(wěn)定、可靠運行要求的最佳標準。

其次，視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化時代的到來，徹底改變了原先閉路監(jiān)控各自為陣，難于管理的落后面貌，監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)，統(tǒng)一管理已經(jīng)成為一個必然的趨勢。在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控下，對設(shè)備和用戶的管理要求，甚至已經(jīng)遠遠高于被監(jiān)控的圖像本身。面對成千上萬的監(jiān)控設(shè)備和用戶，如何及時的了解設(shè)備的工作狀態(tài)、如何確保合法用戶對網(wǎng)絡(luò)的訪問甚至實現(xiàn)基于用戶的運營收費，成為系統(tǒng)管理者面臨的最大挑戰(zhàn)。   

電信級的設(shè)備管理和用戶管理機制，作為一種成熟的IT應(yīng)用，可以很容易的移植到安防行業(yè)應(yīng)用中，為網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的管理者提供經(jīng)濟、可靠的實現(xiàn)方式。   

最后，網(wǎng)絡(luò)化的視頻監(jiān)控，面對的同樣是一個開放式的網(wǎng)絡(luò)，將會有越來越多的監(jiān)控設(shè)備加入其中。視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，離不開電信傳輸網(wǎng)絡(luò)支撐，同時，在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備的開發(fā)上，也只有不斷吸收和借鑒電信級技術(shù)的成功經(jīng)驗，采用標準化、模塊化設(shè)計，才能夠勝任網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境下的管理要求。

電信級技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控中的具體應(yīng)用  

電信級的技術(shù)和服務(wù)需要設(shè)備廠家必須按照電信級的體系結(jié)構(gòu)來設(shè)計產(chǎn)品，這需要從硬件、軟件和操作維護三方面來考慮。

1.硬件方面  

(1)模塊化的硬件設(shè)計

電信級設(shè)備強調(diào)模塊化設(shè)計，要求硬件設(shè)計上采用模塊化結(jié)構(gòu)。  

模塊化設(shè)計有幾個好處，首先是模塊化設(shè)計有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計采用業(yè)務(wù)模塊和控制模塊分開設(shè)計的原則，每個硬件模塊只負責(zé)完成特定的功能，硬件實現(xiàn)和維護上均簡單可靠；其次，模塊化設(shè)計便于系統(tǒng)的升級和擴容，無需購置新機器，而只要增加接口板卡就可以實現(xiàn)；第三，模塊化設(shè)計可以縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期；此外，模塊化的設(shè)計，有利于提高產(chǎn)品生產(chǎn)過程的成品率，從而保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定和可靠。  

隨著視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的擴大，接入的監(jiān)控點越來越多，越來越密，這種情況下對大容量網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的需求也會增加，采用模塊化、插卡式的設(shè)計，就可以輕松突破現(xiàn)有的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器16路的端口限制，實現(xiàn)32路甚至更大路數(shù)接入，這大大提供了網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的單機容量。同時，模塊化、插卡式的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在提升了設(shè)備穩(wěn)定性的同時，也給用戶在端口選擇及系統(tǒng)擴容上提供了更多選擇。   

(2)關(guān)鍵部件的冗余設(shè)計：硬件上除了采用模塊化設(shè)計外，可以對CPU、電源等關(guān)鍵部件采用冗余設(shè)計，提供備份功能，這樣單一接口模塊的故障不致于導(dǎo)致整機宕機，從而提高產(chǎn)品的整體可靠性。  

2.軟件方面

(1)軟件架構(gòu)上采用B/S或者C/S結(jié)構(gòu)，便于擴展和維護，簡單可靠。   

(2)在軟件設(shè)計上，也同樣強調(diào)模塊化的設(shè)計，每個模塊或者組件必須進行包括壓力測試在內(nèi)的嚴格測試；由于采用模塊化設(shè)計，每個軟件模塊或者組件從實現(xiàn)到測試上都比較容易實現(xiàn)，從而保證了整個系統(tǒng)的可靠和穩(wěn)定

(3)軟件上必須考慮網(wǎng)絡(luò)病毒和網(wǎng)絡(luò)攻擊對設(shè)備產(chǎn)生的致命影響；由于網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品本質(zhì)上也是網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，必然會受到網(wǎng)絡(luò)病毒和網(wǎng)絡(luò)攻擊的毒害，網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品的軟件必須具備防網(wǎng)絡(luò)病毒和網(wǎng)絡(luò)攻擊的能力.

3.操作和維護上

(1)SNMP設(shè)備管理   

SNMP(SingleNetworkManagementProtocol)網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議是基于TCP/IP的Internet網(wǎng)的一個標準的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，它是目前IT行業(yè)用來監(jiān)測和管理網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備（如計算機、路由器、交換機、網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器，終端機等設(shè)備）的開放的標準協(xié)議。

SNMP本身的優(yōu)點是：  

開放的協(xié)議平臺，擴展性強，有許多免費的資源可利用。   

簡單明了、易于實現(xiàn)，它可以通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程的智能化監(jiān)測、控制、管理和維護網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備。  

占用的系統(tǒng)資源少。  

可以實現(xiàn)對不同廠家設(shè)備的統(tǒng)一管理   

在網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的設(shè)計和開發(fā)中，增加SNMP代理機制，就可以遠程實現(xiàn)視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理和維護，及時了解設(shè)備運行狀態(tài)，對設(shè)備故障和告警信息在第一時間做出反應(yīng)。

SNMP在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控中的應(yīng)用，不但會大大提高網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的管理水平和調(diào)度能力，而且將大大節(jié)省人力，提高效率。  

(2)集中用戶管理，網(wǎng)絡(luò)化的視頻設(shè)備需要集中用戶管理，所有用戶的信息都在集中的服務(wù)器平臺進行配置，可以方便的添加用戶，刪除用戶，修改用戶的權(quán)限，分配用戶在各個視頻設(shè)備中的權(quán)限等；另外，用戶管理服務(wù)器可以和認證服務(wù)器集成在一起，并且集成的服務(wù)器可以采取主備管理，以提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

(3)Radius認證方式  

Radius認證是一種電信級的用戶認證方式，具有安全性高、技術(shù)成熟、兼容性好的特點，而且管理比較方便。Radius認證廣泛用于電信行業(yè)的用戶認證計費系統(tǒng)中。 

Radius認證的過程如圖1所示，其中①②③④⑤是一個視頻監(jiān)控的過程，而⑥⑦⑧是一個錄像和告警數(shù)據(jù)的存取過程。

認證過程如下： 

第①步：客戶端要求使用者輸入用戶名和密碼 

第②步：用戶輸入用戶名和密碼后，通過網(wǎng)絡(luò)傳送給視頻服務(wù)器 

第③步：視頻服務(wù)器將用戶名和密碼通過radius協(xié)議傳送給RadiusServer，進行認證

第④步：RadiusServer將做出的決定發(fā)給視頻服務(wù)器，這樣視頻服務(wù)器就可以對用戶的要求給出響應(yīng)   

上述的所有交互均通過MD5加密，保密性好   

在多級網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中采用Radius認證方式，就可以輕松實現(xiàn)對用戶的集中管理，包括用戶生成、權(quán)限分配、用戶認證等功能，并可以在此基礎(chǔ)上，建設(shè)運營級視頻信息服務(wù)平臺，實現(xiàn)針對商業(yè)用戶的視頻業(yè)務(wù)的運營收費，這是網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)發(fā)展的一個新方向。

(4)網(wǎng)絡(luò)化的存儲方案  

(5)：網(wǎng)絡(luò)化的存儲方案應(yīng)該是分布式的存儲和集中化管理的方案，如下圖所示。分布式的存儲是指根據(jù)地理分布或者數(shù)據(jù)量的大小等原則，在不同的地點設(shè)置本地存儲中心，而集中化的管理則是指所有的存儲可以通過一套集中的軟件，并根據(jù)權(quán)限來對所有各地的存儲通過網(wǎng)絡(luò)進行統(tǒng)一的管理。另外，具體的存儲方案可以采用諸如iSCSI之類的IPSAN的方案，以提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。  

電信級網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控解決方案  

在監(jiān)控前端，網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器將攝像機、麥克風(fēng)、傳感器采集到的圖像、音頻及告警信息進行壓縮編碼，并轉(zhuǎn)換成符合TCP/IP協(xié)議標準的數(shù)據(jù)包，送入以太網(wǎng)進行局域或廣域傳輸。

根據(jù)監(jiān)控點的數(shù)量和密度，可以選擇不同的端口數(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，并為未來的升級擴容留有余地。

在監(jiān)控中心，通過Radius認證服務(wù)器，統(tǒng)一對用戶進行管理，包括用戶生成、用戶授權(quán)、用戶認證、用戶計費，以及用戶日志管理。監(jiān)控中心的管理主機上，安裝有卓揚科技VSTAR視頻管理軟件，管理員利用該軟件完成設(shè)備集中管理、視頻圖像實時監(jiān)控以及分布式錄像存儲等管理功能。普通用戶需要在監(jiān)控客戶機上安裝VSTAR視頻管理客戶端軟件，或者利用網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器內(nèi)置WEB服務(wù)器，進行圖像監(jiān)控。在對設(shè)備進行訪問時，用戶需要輸入經(jīng)過Radius服務(wù)器授權(quán)的用戶名和密碼，根據(jù)權(quán)限的不同，享有不同的操作、瀏覽和控制范圍。   

大容量網(wǎng)絡(luò)視頻矩陣為純IP內(nèi)核設(shè)計，支持以太網(wǎng)視頻輸入及云臺協(xié)議控制，單機支持24路視頻實時解碼輸出及1024路視頻管理。該設(shè)備為公安、交通、軍隊、電力、水利等行業(yè)的集中監(jiān)控和指揮，提供了一種經(jīng)濟型的電視墻解決方案。   

VSTAR視頻管理系統(tǒng)支持分布式存儲解決方案，遠程圖像信息可以統(tǒng)一傳輸至監(jiān)控中心集中存儲，也可以由分布在網(wǎng)絡(luò)中的幾個監(jiān)控中心分區(qū)域存儲，以達到節(jié)省帶寬、安全備份的目的。  

后記 

電信級技術(shù)對安防行業(yè)的滲透和改造，必將給安防行業(yè)整體技術(shù)水平的提升提供強有力的推動。傳統(tǒng)的安防企業(yè)，也要積極借鑒和導(dǎo)入電信行業(yè)的成熟技術(shù)，完成現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的升級換代，只有這樣，我們才能抓住信息化、網(wǎng)絡(luò)化給行業(yè)發(fā)展帶來的契機，將我國安防產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)水平提升到國際先進行列。