吴泾电厂视频监控网络和办公局域网整合的可行性研究.doc

吴泾电厂视频监控网络和办公局域网整合的可行性研究【摘 要】传统的视频监控网络和企业局域网是两个独立的系统，但局域网技术的发展和ip监控技术的成熟，提供了两网合一的可能性。笔者从ip监控技术的特点、使用条件等方面论述了利用局域网实现视频监控功能即采用ip监控技术的可能性。【关键词】ip监控技术；局域网；整合；可行性研究引言吴泾电厂是一家安保要求较高的单位，安装有近20路视频监控系统。视频监控采用的是时下运用较普遍的dvr监控系统，主要由摄像机、线缆、监控存储终端等组成。此外，电厂有一个规模较大的局域网。吴泾电厂目前的视频监控网络和企业局域网是两个独立的系统，互不相干。根据安防的需要，电厂计划明年对视频监控系统进行扩容改造，计划再增加近40路监控点，形成一个覆盖全厂的监控网络。这个监控网络的分布，与企业局域网的覆盖面基本重合。而ip监控技术的发展，也已经为视频监控网络和局域网合二为一提供了可能性。根据以上条件，吴泾电厂准备对视频监控网络和办公局域网整合的可行性进行研究，如果可行，将在明年计划中予以落实。1、技术背景视频监控是许多企业内部不可缺少的一项技防措施，视频监控技术从一开始的vcr技术，到dvr监控技术，已经日趋成熟。在近几年，又发展了ip视频技术。vcr是基于录像带的纯模拟的视频监控系统，后来的dvr系统是半数字化的基于硬盘录像机的视频监控系统，其特点是用硬盘取代了录像带，用数字化存储取代了模拟量存储。并且用到了视频压缩技术，使存储的视频信号具有更好的清晰度，占用存储资源更少，也使检索更为便捷。ip视频监控技术出现之前，dvr监控系统一直是企业建立视频监控系统的首选方案。人们普遍认为dvr是最新和最好的技术，许多人还认为dvr是一种全数字网络技术，但事实并非如此。与vcr相比，dvr具有许多优点：无需更换录像带、图像质量稳定、搜索快速。但是，到处是模拟电缆，这些电缆可影响图像质量，且它们相当昂贵。然而，ip视频技术的成熟使监控网络的组成方式有了新的选择。ip是internet protocol（因特网协议）的缩写，它是通过计算机网络进行交流的最常用的协议之一。ip监控解决方案就是通过有线或者无线ip网络把视频信息以数字化的形式来进行传输。只要是网络可以到达的地方就一定可以实现视频监控和记录，并且这种监控还可以与很多其它类型的系统进行完美的结合。2、ip监控技术的优点ip监控技术具有dvr系统的所有优点和更多的功能，包括以下几点：2.1 更高的监控质量普通摄像机的像素大约在四十万左右，ip摄像机支持更高的像素，现在一般都在二百万左右。并且ip监控可随时为各类摄像机提供各种帧速率，并无限制。2.2 系统的升级和扩容更加方便。ip监控是基于电脑网络技术及相应的软件和硬件。系统的软件可以方便的进行升级。而电脑网络的硬件如路由器、交换机、主机等也属于通用性很强的设备，可以方便地进行更换或扩容。如果要增加监控点数量，也非常方便，只需将ip摄像头就近接入电脑网络并进行相应的参数设定就可以了。可以随意由1台摄像机增加到上千台摄像机。而dvr系统则不同，一旦需要扩容，会出现8路、16路的剧增，并且摄像头的像素有一定限制。硬件也属于专用设备，如需升级改造则工作量和难度都非常高。2.3 能够降低工程造价由于ip监控系统是利用电脑网络传输视频信号，若利用ip架构则不需要额外布线（cctv安装项目中一项较大的开支）。即便需要增加部分线路，由于大多数设备都由双绞线相连，其施工成本也很低。并且使网络同时管理着数据、视频、音频和其他文件，实现高效、低成本的管理。而dvr等系统需要每个摄像头都铺设一条信号电缆到监控终端，不仅电缆的单价相比双绞线要高，而且施工工作量和工程成本也大大增加。2.4 能够实现远程访问ip监控系统具有极大的灵活性，只要有网络连接，可以在企业局域网的任何地方通过有线或无线网络，来安全地访问和控制实时或记录的视频流，也可以通过广域网来实现更远距离更大范围的监控。2.5 提高摄像机的智能性ip摄像机由于内置了智能芯片，除了实现联网功能外，还可以实现动态检测、事件处理、传感器输入、中继输出、时间和日期，以及其他内置功能。这就使摄像机可以做出智能判断，以确定报警发送的时间和对象，和视频发送的时间，甚至帧速率或清晰度等。2.6 设备采购更方便对于许多安装系统来说，ip监控系统经实践证明是成本较低，易于实现的一种系统。由于采用开放和标准的网络、服务器和存储设备，使多个厂商可以参与市场竞争，打破了单一厂商垄断dvr市场的局面。此外，只需要较低的外加硬件作为安装和维护成本，就能获得较好的性能表现，很清楚，既可节省相当多的成本，又能大大降低设备采购难度。2.7 系统保密程度更高dvr等传统视频监控，线路上传输的是模拟的视频信号，不带加密措施，很容易截取和解码。在电影里普通摄像机常常被人在摄像机端更换和窃取视频信号，而ip摄像机因为需要用ip地址来建立传输所以很难做到。2.8 拥有更高的系统集成度ip监控系统可以将视频、音频、控制信号等都通过网络进行传输，有的还可以采用poe方案，即通过以太网向网络摄像机供电，从而进一步简化系统。而dvr系统中每一路普通摄像机都需要布电源线、视频线、控制线等线路到监控存储主机，大量的模拟线路，使主机周围很混乱，线路成本和工作量大，系统复杂。2.9 便于实现智能监控ip摄像机远程连接方便，兼容性较好，由于其从摄像头到主机都实现了数字化，智能化，软件的升级较为方便，从而可以在前端进行智能分析，实现智能报警、智能存储等以前模拟系统中难以实现的功能。这不仅可以大大提高监控的精度、可靠性，还可以减少监控值班人员的劳动强度，降低漏报率，提高工作效率和工作质量。3、ip监控技术在电厂中运用可行性研究3.1 是否拥有足够的带宽由于视频传输需要占用大量的带宽，所以当监控点数较多时，局域网的带宽就成了瓶颈。一般清晰度的视频信号，以每秒30帧的传输量，需要占用的带宽为24mbps，如果采用100mbps上行速率的交换机，理论上可以接入25路。网络如果接入交换机采用ge上行，对于4mbps的视频图像，理论上应该是可以接入250路图像，但由于突发流量的存在以及交换机自身缓存报文的能力限制，实际上是无法达到的，如果突发码率变为5mbps，ge上行的交换机也仅可处理200路而已。若要考虑到网络上还需要传输其他数据流量，可以安全接入的监控点数量就更少了。按照以上计算方法，结合吴泾电厂的实际情况进行分析：吴泾电厂目前的局域网主网为1000mbps交换式以太网，个别子网为100mbps交换式以太网。网络结构为星形拓扑。根据计算，100mbps子网的最大监控点数量不能超过25路，而实际情况下，在某一区域的子网内监控点不会超过16路。主网为1000mbps，则最大监控点的总数不能超过200路，而实际的需求不会超过100路。因此，从局域网的带宽来看，完全能够满足ip监控中视频流的传输要求。3.2 网络拓扑结构是否与监控布点需求相接近使用ip监控技术，就必须要求监控摄像头能够就近接入局域网，因为普通双绞线的可靠传输距离不能超过100米，这就对网络接入点与监控点的距离有了一定限制。如果各个监控点都离开网络接入点较远，则会降低系统的可靠性，增加施工成本。根据吴泾电厂的实际监控安装要求，监控点中仅有一处离开最近的网络接入点（交换机）距离有150米，其余皆为100米以下。这单独的一个监控点可以通过增加线路中继或采用光缆传输的方法解决100米传输距离的限制。从总体上看，将监控系统全部改为ip监控的线路工作量并不大。因此从网络结构上也能够满足ip监控方案的要求。3.3 能否接受或控制ip监控系统的缺点任何一种监控方案，都不可能十全十美，ip监控方案也不例外。虽然在技术上比传统监控方案更先进，但也存在着以下几个缺点：（1）对网络提出了更高的技术规格和可靠性要求，一旦网络故障，监控系统也同时瘫痪。（2）对网络维护人员提出了更高的要求，维护人员既要懂得以太网的维护，又要懂得ip监控系统方面的知识。对于以上问题，就目前吴泾电厂的网络质量状况和维护人员的技术能力上，基本不成问题。3.4 应考虑网络结构的进一步优化方案（1）骨干网络尽量采用1000mbps及以上的带宽，由于ip监控系统有监控中心和存储中心，数据码流在骨干网络上会有一个迭加汇聚作用，导致局部网络链路上的流量很大，为防止发生网络拥塞和传输质量的急剧下降，在连接监控中心或存储中心关键链路上尽可能采用较高的带宽。（2）由于ip监控系统同时存在监控流量和存储流量，如果两者都集中在一处，则在该网络节点上的流量非常大。如果按照每路4mbps的监控流量加上4mbps的存储流量计算，一路监控就需要占用8mbps的带宽，如果在局域网内有100路监控点，则在最后汇聚节点的流量达到800mbps，因为网络传输中的流量不是均衡的，经常会出现较大的突发流量。有时甚至是理论平均流量的23倍，如此高的节点流量，即便用1000mbps的交换机，恐怕也力不从心。为避免出现流量过于集中的“热点”，我们可以将ip监控系统按网络结构划分成若干个子网，进行各自的存储和监控，这样可以分解网络流量，使流量更均衡，减轻网络负担。如果必需采用集中监控，亦可将集中式存储改为分布式存储，这样也能减少关键节点的流量，又不会影响监控效果。4、结论ip监控技术的不断成