整個視頻行業(yè)已經進聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控時代，平安工程、智能交通系統(tǒng)建設模式也由原來單一重視增加視頻前端攝像頭，演變?yōu)橐曨l信息的采集、傳輸、存儲、共享、應用幾部分并重，視頻監(jiān)控網(wǎng)絡化、信息化的趨勢日益明顯。IP網(wǎng)絡，作為連接前端與后端的通信基礎平臺，是IP監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分?？煽康幕A網(wǎng)絡平臺，是治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)、卡口系統(tǒng)、電子警察系統(tǒng)能可靠運行的前提和基礎。

　　平安城市工程、智能交通組網(wǎng)可以使用視頻專網(wǎng)、租用寬帶專線、VPN網(wǎng)絡等幾種形式，從保障視頻監(jiān)控效果和安全性的角度出發(fā)，建議使用前兩種形式中的一種，其中優(yōu)選視頻專網(wǎng)。

　　網(wǎng)絡的可靠性可以從接入、核心與網(wǎng)絡協(xié)議三方面進行設計。

　　接入網(wǎng)絡設計

　　接入網(wǎng)絡將視頻信號從前端傳輸?shù)浇尤霗C房，是視頻傳輸?shù)牡谝徊?，需要合理?guī)劃，從源頭上解決信號的可靠傳輸問題。同時也需要注意，接入網(wǎng)絡設備主要放置在室外環(huán)境中，對可靠性要求較高。

　　點對點光纖直連模式

　　在傳統(tǒng)解決方案中，全景IPC、智能交通相機通過以太網(wǎng)線連接光端機回傳視頻信號。不但在室外環(huán)境中增加了一個故障點，而且采用以太網(wǎng)線連接需要增加額外的防雷措施。

　　點對點光纖直連方案取消了光電轉換環(huán)節(jié)，全景IPC、智能交通相機自帶光接口，通過光纖將信號傳輸?shù)綑C房的接入交換機，接入網(wǎng)絡的可靠性大大提高。

　　EPON無源光網(wǎng)絡

　　在平安城市工程、智能

　　交通的實施過程中，接入網(wǎng)絡需要借助運營商的骨干光纜，為了最大程度節(jié)約光纜使用，可以考慮使用串行總線模式進行信號傳輸。

　　EPON是一種可靠的、可以滿足室外應用的串行總線IP傳輸網(wǎng)絡。筆者公司的智能交通相機、IP攝像機都帶EPON傳輸模塊，可以實現(xiàn)光纖通過該模塊進智能交通相機或IP攝像機。同時EPON網(wǎng)絡的分光器是無源設備，不需要額外供電，網(wǎng)絡通信節(jié)點受外界影響小，可靠性高。

　　匯聚與核心網(wǎng)絡設計

　　匯聚和核心設備部署在區(qū)縣分局、市局機房，所有視頻流量都要匯聚到這些設備上。一旦這些設備出現(xiàn)問題，可能會引起整個視頻網(wǎng)絡的癱瘓，所以針對該部分網(wǎng)絡設備的選型、方案設計提出了更高的要求。

　　設備選型

　　匯聚和核心設備要選擇高可靠的插卡式交換機，配置雙電源、雙引擎，關鍵板卡做冗余備份，如圖3所示。

　　如圖3所示，對于匯聚與核心均采用可靠性較高的插卡式設備，通過交換、防火墻、IPS、無線等插卡，既實現(xiàn)了業(yè)務，又實現(xiàn)了后臺的無阻塞交換。

　　雙機、雙鏈路組網(wǎng)

　　出于網(wǎng)絡可靠性考慮，接入交換機和匯聚交換機之間可以考慮采用雙鏈路上行，核心交換機與匯聚交換機之間也建議采用雙鏈路上行，核心交換機采用雙機熱備，參見圖4。

　　匯聚交換機采用雙光模塊上行，核心交換機采用雙機熱備模式，兩臺核心交換機分別接入?yún)R聚交換機的一路光纖，兩臺交換機通過中心機房的聯(lián)機進行信息互通。該組網(wǎng)方式從模塊、設備、線路三方面考慮了網(wǎng)絡組網(wǎng)的冗余。

　　RPR環(huán)網(wǎng)

　　在大型平安城市工程、智能交通項目中，如果對核心網(wǎng)絡的可靠性提出最高的要求，可以考慮使用RPR（Resilient Packet Ring）環(huán)網(wǎng)作為系統(tǒng)的核心網(wǎng)，如圖5。

　　RPR（Resilient Packet Ring）彈性分組數(shù)據(jù)環(huán)技術集IP的智能化、以太網(wǎng)的經濟性和光纖環(huán)網(wǎng)的高帶寬效率、可靠性于一體，是核心組網(wǎng)中可靠性最高的方案。在典型的平安城市工程視頻監(jiān)控組網(wǎng)中，將分局、市局分配到環(huán)網(wǎng)的節(jié)點上，通過環(huán)網(wǎng)進行各局點數(shù)據(jù)和業(yè)務的交互。一旦區(qū)間光纜發(fā)生中斷，該系統(tǒng)可以在50ms以內將視頻業(yè)務切換到另外一段線路上，實現(xiàn)健壯的核心網(wǎng)絡。

　　網(wǎng)絡軟性特性設計

　　視頻監(jiān)控的網(wǎng)絡攝像機會產生視頻碼流，而卡口攝像單元、電警攝像單元也具備產生視頻監(jiān)控碼流的特性，特別是視頻監(jiān)控實時碼流，對IP網(wǎng)絡的波動較為敏感，例如網(wǎng)絡出現(xiàn)300ms左右的抖動，電視墻上的實時圖像就會出現(xiàn)卡頓。所以，視頻監(jiān)控設備與網(wǎng)絡設備的深度整合，網(wǎng)絡流量的合理規(guī)劃，對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的良好運行起到重要作用。

　　QoS保障

　　當IP網(wǎng)絡出現(xiàn)擁塞時，可以通過對網(wǎng)絡設備的QoS設置，讓對網(wǎng)絡波動敏感的實時視頻圖像優(yōu)先通過，見圖6。

　　在視頻監(jiān)控前端設備上啟用DSCP（Differentiated Services Code Point）功能，對不同優(yōu)先級的數(shù)據(jù)流打上不同的DSCP值，在流量通過網(wǎng)絡進行傳輸時，網(wǎng)絡設備根據(jù)不同流量的DSCP值進行流分類，實現(xiàn)不同的優(yōu)先級處理。

　　組播協(xié)議

　　組播技術作為一種監(jiān)控系統(tǒng)媒體轉發(fā)的優(yōu)化方案，用交換機的組播轉發(fā)代替?zhèn)鹘y(tǒng)模式中的流媒體服務器復制方式。組播分發(fā)時，前端只需發(fā)送一路實時媒體流到網(wǎng)絡上，媒體流在盡可能遠的分叉路口才進行復制和分發(fā)，當網(wǎng)絡交換機發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡中有用戶需要觀看監(jiān)控圖像時，對監(jiān)控圖像進行復制轉發(fā)，見圖7。

　　組播協(xié)議的啟用使得實時視頻的傳送路徑縮短，取消了流媒體服務器，客觀上提高了視頻監(jiān)控傳輸?shù)目煽啃浴?/span>

　　iSCSI直存儲協(xié)議

　　在傳統(tǒng)解決方案中，視頻集中存儲采用服務器轉存模式，即存儲視頻流傳送給流媒體存儲服務器，由流媒體服務器轉成視頻文件存儲在磁盤數(shù)組中。該傳輸模型在網(wǎng)絡和存儲之間存在流媒體服務器，流媒體服務器成為視頻存儲環(huán)節(jié)的單點故障，見圖8。

　　直存解決方案通過啟用iSCSI協(xié)議，由前端編碼器或者攝像機打包存儲流，直接存儲到IPSAN磁盤數(shù)組中。iSCSI協(xié)議的使用，繞開了流媒體服務器，提高了視頻存儲業(yè)務的可靠性。

　　結語

　　在實際的平安城市工程、智能交通方案設計中，建議使用專網(wǎng)來承載視頻監(jiān)控業(yè)務，保證視頻圖像的效果。在接入設計中，靈活采用點對點光纖直連、EPON、RRPP等接入技術來解決可靠性接入問題；在匯聚網(wǎng)和核心網(wǎng)選型上，優(yōu)選插卡式設備，關鍵部分采用雙鏈路、雙機備份，在條件允許的情況下，選擇RPR環(huán)網(wǎng)；在協(xié)議選擇上，通過選擇支持多媒體QoS、多媒體組播、iSCSI直存的網(wǎng)絡設備，完成視頻監(jiān)控設備與網(wǎng)絡設備的深度融合。

　　通過接入、匯聚、核心網(wǎng)絡的優(yōu)化設計，網(wǎng)絡協(xié)議的合理選擇，在各個層面保證視頻監(jiān)控網(wǎng)絡的可靠性，為視頻監(jiān)控業(yè)務提供可靠的傳輸平臺。