淺談高校網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

陳越華

(四川商務(wù)職業(yè)學(xué)院， 四川成都 611130)

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淺談高校網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

陳越華

(四川商務(wù)職業(yè)學(xué)院， 四川成都 611130)

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)也逐漸由模擬走向數(shù)字化。視頻監(jiān)控系統(tǒng)是安防領(lǐng)域中的重要組成部分，是所有安全系統(tǒng)中最關(guān)鍵的子系統(tǒng)。文章結(jié)合該校網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，詳細(xì)論述了高校網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的難點(diǎn)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、VLAN規(guī)劃、安裝調(diào)試。可供其他高校網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)參考。

高校； 視頻監(jiān)控系統(tǒng)； 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

為提升我校安保技術(shù)防范水平以及管理水平，提高學(xué)校安全管控能力，根據(jù)學(xué)校的整體規(guī)劃和實(shí)際需求，按照校園IP監(jiān)控系統(tǒng)治安綜合防范實(shí)際要求，計(jì)劃在校園的重點(diǎn)部門、重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)目標(biāo)、重要場所安裝電子監(jiān)控設(shè)備。實(shí)現(xiàn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，構(gòu)建校園綜合防范體系，提高校園治安綜合防范預(yù)警能力，為校園的教學(xué)和生活提供一個有序、穩(wěn)定、安全的環(huán)境。

1 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)難點(diǎn)分析

我校建設(shè)的這套大型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，具有覆蓋范圍廣、點(diǎn)位多、數(shù)據(jù)交換量大等特點(diǎn)，因此對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩浴⒎€(wěn)定性、可靠性帶來了較大挑戰(zhàn)。

為了系統(tǒng)建設(shè)順利推進(jìn)，我們在前期集中我校各需求部門老師和網(wǎng)絡(luò)中心專家對項(xiàng)目進(jìn)行了多輪會商討論，對項(xiàng)目難點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)。

1.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸安全性

本系統(tǒng)監(jiān)控范圍涉及學(xué)校內(nèi)各個區(qū)域各個部門，其中部分區(qū)域?yàn)檩^敏感區(qū)域，如學(xué)生宿舍、財(cái)務(wù)室等，這些區(qū)域視頻信息泄露會造成較為惡劣的影響。

1.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸穩(wěn)定性、可靠性

本系統(tǒng)建設(shè)涉及到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備達(dá)600多個，僅前端攝像機(jī)就有500多個，眾多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備帶來了大量的數(shù)據(jù)交互量，以每個攝像機(jī)4 M碼流計(jì)算，僅前端攝像機(jī)每秒鐘就有超過2 000 M的視頻數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中完成傳輸交換。而且由于TCP/IPV4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的限制，每個網(wǎng)段中最多只能容納255個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，因此數(shù)據(jù)傳輸還存在跨網(wǎng)段傳輸?shù)入y題。

2 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)設(shè)計(jì)

基于我校監(jiān)控系統(tǒng)中先進(jìn)性、可靠性、開放性、安全性、可擴(kuò)展性、易操作性、易維護(hù)性、經(jīng)濟(jì)性的要求，結(jié)合前期各部門會商分析的總結(jié)，我們對傳輸網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行了重點(diǎn)設(shè)計(jì)。

2.1 傳輸網(wǎng)設(shè)計(jì)

(1)建設(shè)獨(dú)立的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，傳輸主干采用光纖傳輸，以提高信號傳輸?shù)陌踩浴⒎€(wěn)定性；

(2)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心機(jī)房、分控中心、各樓棟等節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，依托新建的光纜資源建設(shè)高可靠性、高帶寬的承載網(wǎng)絡(luò)；

(3)監(jiān)控網(wǎng)點(diǎn)通過百兆到樓棟接入交換機(jī)，通過樓棟之間監(jiān)控專網(wǎng)1 000 M光纖主干網(wǎng)絡(luò)到機(jī)房；

(4)每棟樓接入交換機(jī)采用100 M接入數(shù)據(jù)流，1 000 M上行匯聚到集中的樓棟，再接入全1 000 M匯聚交換機(jī)，匯聚交換機(jī)到監(jiān)控中心核心交換采用全1 000 M傳輸，核心交換機(jī)采用千兆數(shù)據(jù)傳輸；

(5)接入交換機(jī)、匯聚交換機(jī)、核心交換機(jī)均采用可網(wǎng)管交換機(jī)，提高網(wǎng)絡(luò)的高可靠性和安全性能力；

(6)簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容能力，降低運(yùn)維成本；

(7)能夠通過Telnet、Web或網(wǎng)管軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理。

2.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

整個系統(tǒng)構(gòu)架在IP網(wǎng)絡(luò)平臺上，實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)全數(shù)字的網(wǎng)絡(luò)傳輸及控制，傳輸網(wǎng)絡(luò)是監(jiān)控專網(wǎng)，是建立在通訊設(shè)備之上的IP網(wǎng)絡(luò)，按照監(jiān)控系統(tǒng)集中存儲管理架構(gòu)，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)采用星形網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)。

整個網(wǎng)絡(luò)采用扁平化設(shè)計(jì)理念，分為接入層、匯聚層、核心層。

2.2.1 接入層

負(fù)責(zé)前端攝像機(jī)的接入，攝像機(jī)要求100 M 接入攝像機(jī)，1 000 M光口上行的匯聚。

(1)室外點(diǎn)位根據(jù)距離分批集中到相應(yīng)的某一個或幾個監(jiān)控立桿掛箱內(nèi)，并設(shè)計(jì)1臺帶光口的交換機(jī)通過光纜到就近樓棟接入交換機(jī)。

(2)每棟樓周邊所有監(jiān)控點(diǎn)位集中到本棟弱電井接入交換機(jī)。

2.2.2 匯聚層

負(fù)責(zé)將前端接入層上行的數(shù)據(jù)匯聚傳輸?shù)街付ǖ暮诵慕粨Q機(jī)或本地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

2.2.2.1 A校區(qū)

(1)在監(jiān)控中心設(shè)計(jì)光配線架及核心交換機(jī)，將校園所有上行監(jiān)控光纜進(jìn)行總匯聚。

(2)學(xué)生宿舍設(shè)置一個匯聚點(diǎn)，將學(xué)生公寓1～7棟、食堂、實(shí)訓(xùn)樓內(nèi)接入交換機(jī)通過1 000 M光纖上行匯聚到匯聚交換機(jī)，再上行到監(jiān)控中心總匯聚點(diǎn)。

(3)在1號教學(xué)樓設(shè)置一個匯聚點(diǎn)將1～3號教學(xué)樓及周邊室外接入交換機(jī)通過1 000 M光纖上行匯聚到匯聚交換機(jī)，再上行到監(jiān)控中心總匯聚點(diǎn)。

(4)在4號教學(xué)樓設(shè)置一個匯聚點(diǎn)將4～6號教學(xué)樓及周邊室外接入交換機(jī)通過1 000 M光纖上行匯聚到匯聚交換機(jī)，再上行到監(jiān)控中心總匯聚點(diǎn)。

2.2.2.2 B校區(qū)

(1)在監(jiān)控中心設(shè)計(jì)光配線架及核心交換機(jī)，將校園所有上行監(jiān)控光纜進(jìn)行總匯聚。

(2)西區(qū)行政樓設(shè)置一個匯聚點(diǎn)，將教學(xué)樓及周邊室外接入交換機(jī)通過1 000 M光纖上行匯聚到匯聚交換機(jī)，再上行到監(jiān)控中心總匯聚點(diǎn)。

(3)在學(xué)生食堂設(shè)置一個匯聚點(diǎn)，將學(xué)生食堂及學(xué)校大門值班室內(nèi)接入交換機(jī)通過1 000 M光纖上行匯聚到匯聚交換機(jī)，再上行到監(jiān)控中心總匯聚點(diǎn)。

(4)東區(qū)行政樓設(shè)置一個匯聚點(diǎn)，將東區(qū)行政樓、東區(qū)教學(xué)樓、東區(qū)學(xué)生宿舍A～D棟室內(nèi)接入交換機(jī)通過1 000 M光纖上行匯聚到匯聚交換機(jī)，再上行到監(jiān)控中心總匯聚點(diǎn)。

(5)男生宿舍B棟、女生宿舍A、C棟、行政樓、閱覽室內(nèi)接入交換機(jī)通過1 000 M光纖上行到監(jiān)控中心總匯聚點(diǎn)。

2.2.3 核心層

考慮到監(jiān)控點(diǎn)位過多、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)流量大，網(wǎng)絡(luò)能夠劃分VLAN (虛擬局域網(wǎng))，減小廣播域和沖突域，提升網(wǎng)絡(luò)性能，加快傳輸速度，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。在監(jiān)控中心設(shè)備機(jī)房設(shè)計(jì)一個總核心層，分區(qū)劃分不同的VLAN，將校園所有的主干光纜不同VLAN數(shù)據(jù)流進(jìn)行存儲和轉(zhuǎn)發(fā)(表1)。

表1 VLAN規(guī)劃

整個網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)方案示意見圖1。

圖1 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案示意

3 安裝調(diào)試

我校網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)于2016年10月進(jìn)行施工，由于此前系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，既保證了系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性，又順利按時(shí)完成了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、中心機(jī)房建設(shè)、設(shè)備安裝等施工工作，于2016年12月投入試運(yùn)行。

本系統(tǒng)試運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)部分區(qū)域內(nèi)監(jiān)控畫面出現(xiàn)延時(shí)等現(xiàn)象，通過網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控軟件對交換機(jī)使用性能、端口流量監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，匯聚層至核心層交換機(jī)端口流量峰值超出了端口數(shù)據(jù)交換能力，這是由于前段攝像機(jī)網(wǎng)絡(luò)組播及P2P功能造成數(shù)據(jù)量過大，關(guān)閉攝像機(jī)組播及P2P功能，同時(shí)在匯聚層及核心層交換之間傳輸鏈路做端口聚合，提高傳輸帶寬從而解決了網(wǎng)絡(luò)延時(shí)問題。

4 總結(jié)

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建成后，我校第一次具備了標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)控機(jī)房，第一次實(shí)現(xiàn)了校園所有重點(diǎn)區(qū)域不間斷視頻監(jiān)控覆蓋及錄像回放。該系統(tǒng)彌補(bǔ)了我校治安防范體系中技防的缺失，提高了校園治安綜合防范預(yù)警能力，是我校建設(shè)平安校園工作的重要助手，將為校園的教學(xué)和生活提供一個有序、穩(wěn)定、安全的環(huán)境。

隨著視頻技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)清晰度越來越高，畫質(zhì)越來越細(xì)膩生動，攝像機(jī)像素也越來越高，在視頻畫質(zhì)觀感提升的同時(shí)，攝像機(jī)信號傳輸所需的帶寬也越來越大，因此傳輸鏈路成為了大型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的難點(diǎn)之一。合理的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)、有效的規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸成為保障大型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。在前期進(jìn)行充分調(diào)研分析、合理規(guī)劃設(shè)計(jì)，才能用最少的資金成本和時(shí)間成本建設(shè)出高質(zhì)量高標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

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[定稿日期]2017-03-05