SIP在視頻監控系統互聯互通中的應用研究

方曉旻

摘要：目前，視頻監控互聯互通系統在治安監察和社會治安方面發揮重要作用，構建大規模視頻監控系統成為政府和司法部門關注的焦點。文章研究了SIP在視頻監控系統互聯互通中的應用，介紹了SIP的核心功能，并給出了一個SIP視頻監控互聯系統方案。

關鍵詞：SIP；視頻監控系統；互聯互通；治安監察；社會治安 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP393 文章編號：1009-2374（2016）29-0046-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.29.019

隨著寬帶的普及和速度的提升，視頻監控互聯互通系統在治安監察和社會治安方面將發揮更大的作用，構建大規模視頻監控系統成為政府和司法部門關注的焦點，同時在其他大范圍區域或重要目標的安全監控系統中也發揮著非常重要的作用。

1 SIP

SIP會話初始化協議（Session Initiation Protocol）是一種用于多媒體通信的IP網絡應用層控制協議，用于創建、修改、終止一個或多個參加者參與的會話進程。SIP會話初始化協議中的會話可以是任何類型的終端設備之間通信，包括視頻通話、即時信息處理、協作通話，該協議不會在任何情況下定義或者限制使用業務，且所有會話的QoS、計費、安全等問題都交由核心網絡以及其他協議進行處理。

1.1 核心功能

SIP會話初始化協議的核心功能是建立、修改和終止多媒體通信，能夠實現用戶定位、通信、意愿交互、建立會話、呼叫處理等多種功能，使用客戶機/服務器結構，邏輯層有用戶代理和服務器兩個層次，而用戶代理可以細分為用戶代理客戶和用戶代理服務器兩部分，用戶代理客戶用戶發起會話，用戶代理服務器用于接收和響應會話請求，二者之間只是邏輯功能，實際上網絡客戶端同時具有這兩個功能，同時能夠發起、接收和回應會話。

1.2 SIP視頻監控互聯系統

基于SIP的視頻監控互聯互通系統基于網絡寬帶，是兼具遠程監控、傳輸和管理等多種功能于一身的智能視頻監控系統，在公安、交通、金融、醫院和物業等多個領域都有著廣泛的應用前景，這種系統摒棄了傳統的專線設計理念，使用通用SIP協議實現了寬帶網絡時代大規模監控、遠程方位和集中管理，能夠實現電信級互聯互通。

2 基于SIP的視頻監控互聯系統構建

2.1 整體結構

2.1.1 系統組成。基于SIP的IP網絡視頻監控系統是視頻監控系統新的發展方向，現有的視頻監控系統都存在部署范圍有限、聯網程度有限、接入設備規格不統一和監控平臺之間數據連通困難等問題。SIP視頻監控互聯系統由卡口、卡口接入平臺、共享平臺、安全接入以及Web平臺等部分組成。

2.1.2 上下級共享平臺互聯互通。該系統在公安視頻專網上部署共享平臺，充分利用現有公安視頻專網實現和上級共享平臺之間的連通，從而實現卡口系統采集社會圖像資源的匯集以及與公安視頻專網圖像資源之間的連通，省廳建立省級共享平臺，市縣級公安局建立對應級別共享平臺，利用公安視頻專網實現上下級連通。

2.1.3 安全接入/聯網平臺。建立安全接入平臺目的是保證卡口數據以及公安信息網絡的安全性。公安視頻專網圖信息需要通過邊界安全接入平臺之后才能夠進入公安信息網。聯網平臺則建立在公安信息網上，用于實現公安信息網子系統之間的圖像和信息資源共享。

2.2 聯網結構

SIP視頻監控系統有級聯和互聯兩種聯網結構，無論是哪一種聯網方式，系統之間的連接關系都有信令和媒體兩部分，所以SIP視頻監控系統聯網結構可以分為信令和媒體兩方面。

2.2.1 級聯。級聯聯網的兩個信令安全路由網關之間為上下級邏輯結構，由下級信令安全路由網關向上級信令安全路由網關主動發起請求，上級信令安全路由進行網關鑒定認證之后交換管轄目錄與設備信息，所有信令流均逐級發放。

2.2.2 互聯。信令安全路由網關之間級別相同，雙方SIP監控域內監控資源需要共享時，信令安全路由網關向目的信令安全路由網關發起請求，同樣需經過網關鑒定認證后共享目錄和設備信息。

2.3 功能實現

2.3.1 SIP卡口系統。利用SIP會話初始化協議建立分布式系統的集中管理卡口，選擇分層設計結構，邏輯層有卡口系統、運營商網絡以及卡口接入平臺三部分。

第一，卡口系統。用于采集車輛的綜合信息，包括車輛特征照片、車牌號碼和顏色等，同時具備圖片信息識別、車速檢測、超速判定、數據緩存和壓縮上傳等管理功能，系統硬件設備主要有高清抓拍攝像機、補光燈、車輛檢測器、主機、工業交換機、光纖收發器、電源以及避雷器等。

第二，運營商網絡。數據傳輸網絡由運營商負責組網，實現數據的傳輸交換功能，使用自建局域網、專用網、中央視頻網以及現有公安光纖網絡形成傳輸通道并建立網絡傳輸子系統，使前端系統和后端管理系統互聯互通。考慮到卡口系統的安全性需求，租用運營商光纖網絡組建光纖專用鏈路網，裸光纖連接前端點和中心，市區密集點可組EPON/GPON網，偏遠地區可組無線網。

第三，卡口接入平臺。用于匯集、處理、存儲、傳輸、應用轄區內所有相關數據，有中心管理平臺和數據庫系統兩部分，管理平臺是搭載各種管理軟件模塊的服務器，有數據庫、管理服務器、應用服務器和Web服務器等多種類型。

2.3.2 設備注冊。設備注冊本質上是設備合法認證的過程，沒有經過合法認證的未注冊設備不能和SIP服務器通訊尋址到目標設備。SIP視頻監控互聯系統使用Register注冊方法，注冊中對設備進行認證：Step1：SIP代理發送Register請求到SIP服務器，請求中無Authorization字段；Step2：SIP服務器回執401，消息頭給出和設備適應的認證體制與參數；Step3：SIP代理重新向服務器發送包含信任書、認證信息的Authorization字段的Register請求；Step4：SIP服務器驗證該請求，鑒定SIP代理身份是否合法，合法即響應200OK，不合法則拒絕應答。

2.3.3 實時流媒體點播。該功能是視頻監控系統互聯互通的關鍵性功能，SIP消息由本域或其他域SIP服務器進行路由轉發，目標設備實時流媒體首先由域內媒體服務器轉發，通過SIP協議Invite方法建立實時媒體點播會話連接，并借助實時媒體RTP/RTCP傳輸協議完成流媒體傳輸。

實時媒體點播信令流程有客戶端發起和第三方SIP服務器發起兩種形式，本次研究選擇了客戶端主動發起方法，具體流程如下：Step1：客戶端向SIP服務器發送Invite消息，消息頭域包含Subject字段，涉及到點播視頻的相關參數；Step2：SIP服務器將去掉Subject字段的Invite請求發送給媒體服務器；Step3：媒體服務器向SIP服務器發送帶有SDP消息體的200OK響應；Step4：SIP向客戶端發送帶有SDP的200OK的Invite請求；Step5：客戶端200OK響應，帶SDP信息；Step6：SIP服務器向媒體服務器發送ACK請求，包含客戶端帶SDP的200OK響應消息體；Step7：SIP收到客戶端200OK響應后向客戶端發送不帶消息體ACK請求，建立和媒體流的Invite會話。

3 結語

SIP視頻監控系統作為一種純信令協議能夠建立任何類型接入網絡話路，不限制話路類型，能夠實現多種媒體類型在多終端之間的交換，提高了監控網絡的可操作性，同時也控制了運營商的成本。

參考文獻

[1] 葉賈寧，吳學智.SIP在視頻監控系統互聯互通中的應用研究[J].艦船電子工程，2010，（1）.

[2] 肖行詮，李富祥.視頻監控系統平臺互聯互通的建設思路[J].電力系統通信，2014，（7）.

（責任編輯：蔣建華）