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如果组建100-500路大型拼接监控系统

2016年04月27日字体:
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大型监控系统如何组网,分布式还是集中式?可靠性与性价比又如何取舍?什么才是最合适的视频监控存储产品?在不同地区、行业的项目中,这些疑问均成为业主、专家、系统集成商等各方面共同关注的重要议题……随着网络化尤其是高清化视频监控的逐步普及,视频监控中心的存储、解码、监控中心如何设计施工成为视频监控系统,尤其是大规模视频监控系统中重要的支撑产品。本文试图从几个重要技术要素方面作出分析。
一:高清监控系统组网
前言
对于三网融合,想必读者都耳熟能详。然而在还有"两网"的融合,正在悄然的发生,多数人没有注意到,哪就

是"计算机网"和"安防监控网"。
传统的"安防监控网",是采用模拟技术传送视频和音频信号。优点是技术难度低,兼容性好;缺点是智能化程
度低,清晰度难以提高,网络扩展性差。
  新兴的"高清监控网络",采用最先进的局域网与互联网(IP)技术,具有以下优点:
  1、 入门即为高清,而且清晰度升级空间大,超清、4K 等技术都可以无缝升级;
   2 更加智能化,音视频信息和控制信息同网传输,具备整网融合智能管理的条件;
  3、 同网建设,可以同企业内部计算机网、互联网同网建设,大大减少建设和维护成本;
  4、 可扩展性强,无论是网络规模、还是功能扩展,都有很强的扩展能力;
作为未来趋势的"高清监控网",虽然提供了很多的便利,但是在流行的过程中也遇到了很多障碍。其中最大的 障碍是,传统的安防监控工程师,对计算机网络不熟悉,更严重的是,高清监控网络应用中一些情况与传统的安防 监控经验相冲突,以至在规划和实施中遇到前所未遇的问题。
本白皮书,集合了宙视达多 年 大型网络高清监控系统整体解决方案经验所得,针对高清监控网络在规划和实 施中的实际问题,进行分析和解答。希望与广大安防监控工程师一道成长,为高清监控网络的普及一尽绵薄之力。
 高清监控网络规划总略 高清监控网络的规划,同传统监控网络有很大不同,但同时,又与一般计算机网络在工程要点上有所出入,因此,它的规划既不同于传统监控网络,也不能照抄一般的计算机网络设计。对于高清监控组网经验尚不足够的工程 师,"宙视达"建议按照以下流程严格的进行网络规划:

1、 构画拓扑(TOP)图;
  2、 瓶颈计算与解决;
  3、 设备安置与供电考虑;
  4、 与计算机网络并网;
   5 特殊情况解决;
  6、 拓扑图定稿 所谓熟能生巧,如果工程师严格按照以上流程进行思考,几个项目之后,就可以略过以上流程,直接划出满足

用户需求的组网拓扑了。
 拓扑图 拓扑图就是表达的是网络设备间的连接关系,网络的基本结构,画拓扑图就是完成网络规划的过程。 初画拓扑图的时候,需要注意以下要点:
    1、 注意尽量采用金字塔结构。金字塔结构是快速以太网以上版本推荐使用的网络拓扑结构,这样的组网方式逻辑清晰,点到点的平均开销最小,流量分布均匀,易于发现瓶颈。
  典型的金字塔结构如下图:
2 级联交换机级数不宜过多,建议最多不超过 5 级。
3、 中心健壮原则。按照星形结构,居中的交换机(或者中心交换机)承载的负荷最重,如果发生故障,影响 也最大。因此中心交换机应该采用相对更为健壮的交换机,也应该考虑更大的冗余。

瓶颈的计算与解决
高清监控网络中,音视频不流畅是大敌,而我们从大量案例中发现,设备原因造成音视频不流畅只是其中很小
一部分,网络拥塞占到原因的 95%。
网络拥塞原因有两种,第一种是规划考虑不当或则施工不当造成的结构性拥塞,第二种是网络中应用非正常大 量报文造成的拥塞。对于第二种拥塞,我们应该建立起在网络管理的快速应对机制(详见后文)。与第一种结构性 拥塞,我们应该在产品规划中计算考虑清楚瓶颈问题,坚决杜绝此类问题的发生。
   一个单纯的监控网络中,流量瓶颈点主要在以下几个:
 1 交换机级联口;
  2、 存储设备(如 NVR)与交换机接口;
3、 解码设备(如矩阵)与交换机接口;
  4、 外网(互联网)接口;
  怎样判断一个监控网络是否存在瓶颈?如何计算? 先对于以上端口,用以下公式计算所需带宽:
  所需带宽=流经 IPC 数量*(主码流率+辅码流率)*1.5
  如果所需带宽>端口带宽,那么就意味着有结构瓶颈。如
连接端口①:所需带宽=20×4M×1.5=120M>100M,存在瓶颈; 连接端口②:所需带宽=20×8M×1.5=240M<1000M,不存在瓶颈; 连接端口③:所需带宽=120M+240M=360M<1000M,不存在瓶颈。 (图例,对于流经 IPC 数量的计算方法,用图例说明)
如果出现瓶颈,那么怎么解决?
1、 改 用更 高速 的接口 。 普通 快速 以太网 的接 口最大 带宽为 100Mbits/s,我 们 可以 改用千 兆以 太网接 口1000Mbits/s。
2、 如果是交换机级联,则可用"链路聚合"技术"并线",利用宙视达智能交换机,可以并线 4 条 100M 线路最大达到 400M,4 条 1000M 线路最大达到 4000M。
3、 重新设计设备间的连接关系,消除瓶颈。
设备安置与供电考虑
设备的放置地理位置考虑,对网络拓扑结构会有很大影响,因此进行现场考察非常有必要。
哪些设备要集中在机房放置?哪些设备要楼道放置?都要结合用户需求考虑清楚。
以下是典型的完全集中放置方案,和分布式放置方案的对照参考。

宙视达科技有限公司 王湘武 QQ:466397751 电话:15889605227 专业网络高清数字矩阵厂家专、业大型远程联网监控系统、大型网络高清拼接监控系统整体解决方案提供商
特殊情况的解决 特殊情况一:网线距离过长
我们知道,传统模拟视频传输的允许最大距离为 500 米,快速以太网的标准距离为 100 米。而模拟视频传 输如果超过有效距离时,对视频产生的影响是视频质量下降,噪点增加,越来越模糊直至没有,是个逐渐的过程。而以太网超过有效距离时,效果是图像直接断掉,是个突然的过程。
  虽然我们安置楼道交换机或者其他中间网络设备,可以解决距离问题,但是确实有一些情况下,很难安装中间设备,因此需要一些解决的办法。
  对于交换机与 IPC 之间,如果距离超过 100 米,一般惯常的办法是加光纤收发器。如     图     :
但是这样成本增加较多,施工难度增大。如果延长距离不多,可以通过宙视达的"网线+"技术来实现。单向 通过"网线+"技术,合格的标准 5 类布线可以延长网线距离到 150 米,如果 IPC 端采用了类似技术,可以延长 网线距离到 300 米(注意此种情况不可同时使用 POE 供电)。
由于交换机之间传输数据量大,如果需要交换机之间距离延长,则"网线+"技术无法胜任。宙视达推荐使用千兆光纤级联技术。宙视达智能交换机带标准 SFP 插槽,可以通过更换模块来达到不同的距离要求。
室内布线困难跟室外布线困难这里先暂时不说。
附一:一百台典型方案
注:此一百台方案选用 HVS24G 28 口全千兆监控智能交换机作为中心交换机,接入层选择 5 台 HVS24G 24 口百兆标准 POE 口,2 口千兆交换机,每台 HVS24G 接 20 台 IPC,选取 1 个千兆口与中心交换机级联, 其余 5 个接口可接入工作 PC,中心交换机接 1 个服务器监控平台,通过光纤收发器可实现远端电视墙全面 监控,通过上层路由与互联网相通,方便户外工作人员实行监控。
附二:二百台典型方案
注:此 200 台方案同 100 台方案类似
附三:五百台典型方案
注:此 500 台方案采用两台 HVS24G 级联作为核心层,并且采用两端口链路聚合的方法将两交换机之间的 端口带宽增加至 2000M,每台 HVS24G 连接的 12 台接入层交换机接入 250 摄像头,此摄像头分配方案是由 于 HVS24G 最多支持 250 台 IPC,由于 IPC 接入数量较大,接入 NVR 数量太多不便管理,因此采用服务器监 控平台进行管理,每台服务器最多管理 100 台 IPC,因此选用 5 台服务器;此外,核心交换机连接解码矩阵, 方便在电视墙统一查看监控画面。
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