模拟、数字、网络视频监控系统对比

模拟、数字、网络视频监控系统 宣讲人：徐文杰 内容介绍 行业概述 模拟监控 数字监控 网络监控 技术对比 宽视界方案 行业概述 我国安防行业经过几十年的发展，从早期的模拟监控进入数字监控阶段，现今随着计算机技术、存储容量、视频编解码技术、宽带覆盖率及网络带宽的不短提高，安防行业中的视频监控领域正逐步进入网络化的全数字阶段。网络化监控正以直观、方便、内容丰富等特点日益受到各届关注，同时也引发了监控技术的一场革命。从 2005年开始，各地视频监控系统纷纷开始网络化数字化布局，但地域覆盖面较小，无法真正实现网络化监控。纵览全国，能够很好推进视频监控系统网络化进程的企业非拥有丰富网络资源的电信运营商莫属。据权威部门的统计，国内网络化视频监控行业每年的平均增幅在 15 30左右，因此视频监控行业正面临着良好的发展机遇。 内容介绍 行业概述 模拟监控 数字监控 网络监控 技术对比 宽视界方案 模拟监控 在 20世纪 90年代初以前，主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称为第一代模拟监控系统。图像信息采用视频电缆，以模拟方式传输，一般传输距离不能太远，主要应用于小范围内的监控，监控图像一般只能在控制中心查看。本地模拟信号监控系统主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机等组成，利用视频传输线将来自摄像机的视频连接到监视器上，利用视频矩阵主机，采用键盘进行切换和控制，录像采用使用磁带的长时间录像机；远距离图像传输采用模拟光纤，利用光端机进行视频的传输。 摄像头 矩阵控制键盘 矩阵控制主机 磁带录像机 监控中心电视墙 模拟监控 _设备概述 摄像机： 云台： 支架： 防护罩： 摄像机是获取监视现场图像的前端设备，它以面阵 CCD图像传感器为核心部件，外加同步信号产生电路、视频信号处理电路及电源等。 云台是承载摄像机进行水平和垂直两个方向转动的装置。云台内装两个电动机。这两个电动机一个负责水平方向的转动，另一个负责垂直方向的转动。 如果摄像机只是固定监控某个位置不需要转动，那么只用支架就可以满足要求。支架有长短弯直之分，根据不同要求选择不同型号，主要考虑承重。 防护罩是监控系统中最常用的设备之一，主要作用是防尘、防破坏。室外防护罩密封性能一定要好，保证雨水不能进入防护罩内部侵蚀摄像机。 模拟监控 _设备概述 矩阵控制主机（包括控制键盘）： 多路视频信号要送到同一处监控，可以一路视频对应一台监视器，但监视器占地大，价格贵，如果不要求时时刻刻监控，可以在监控室增设一台矩阵控制主机，把摄像机输出信号接到矩阵的输入端，矩阵的输出端接监视器，矩阵的输入端分为 2、 4、 6、 8、 12、16路等，输出端分为单路和双路。监视器上的图像由控制键盘负责切换，这样 1台监视器上可以查看到多路监控点图像。 视频分配器： 一路视频信号对应一台监视器或录像机，若想一台摄像机的图像送给多个管理者看，需要选择视频分配器。因为并联视频信号衰减较大，送给多个输出设备后由于阻抗不匹配等原因，图像会严重失真，线路也不稳定。 视频分配器除了阻抗匹配，还有视频增益，使视频信号可以同时送给多个输出设备而不受影响。 模拟监控 _设备概述 监视器： 监视器是监控系统的标准输出，有了监视器我们才能观看前端送过来的图像。监视器分彩色、黑白两种，尺寸有 9、 10、 12、 14、 15、 17、 21英寸等，常用的是 14英寸。 监视器也有分辨率，同摄像机一样用线数表示，实际使用时一般要求监视器线数要与摄像机匹配。 另外，有些监视器还有音频输入、 S-video输入等。 磁带录像机： 监控系统中最常用的记录设备是长延时录像机，与家用录像机不同，延时录像机可以长时间工作，可以录制 24小时（用普通 VHS 录像带）甚至上百小时的图像。由于长延时录像机采用的是普通磁带作为存储介质，故磁带保存受环境的严重影响，无法长期保存，同时受磁带存储原理限制，录像回放需做倒带操作，调看早期录像时等待时间长。 模拟监控 _技术方案 相关设备配置： 摄像头 视频信号放大器 模拟矩阵 摇杆键盘 磁带式录像机（需要录像） 监视器 内容介绍 行业概述 模拟监控 数字监控 网络监控 技术对比 宽视界方案 数字监控 在 20世纪 90年代中期，基于 Windows的数字监控系统随着视频编解码器技术的发展而产生。系统在远端安装若干个摄像机及其他告警探头，通过视频线汇接到监控中心的工控机或硬盘录像机，并且在显示器上显示监控图像。同时，工控机或硬盘录像机配合交换机及相关软件使局域网内其他用户监控图像。数字监控系统稳定性较差，可靠性不高；需要多人值守；软件开放型差；图像传输距离有限等。 摄像头 显示器 工控机或硬盘录像机 交换机 PC客户端 PC客户端 PC客户端 数字监控 _设备概述 工控机： 工控机即工业控制计算机（ IPC）。通俗的说就是专门为工业现场而设计的计算机。监控用工控机配合视频采集卡进行远端监控点图像采集，通过软件解码方式在显示器上呈现各监控点图像。工控机方式的监控系统受限于视频采集卡的插槽数及采集卡上视频端子的数量，一般用于小规模本地监控。 硬盘录像机： 硬盘录像机从系统结构上主要分基于 PC插卡的硬盘录象机和以 DSP+MPU为核心的嵌入式硬盘录象机。嵌入式硬盘录像机脱离了 PC架构，采用的是以 DSP为核心的整体结构，视频采集、视频压缩处理、网络接口等各功能模块均集成在单一的电路板上。嵌入式硬盘录像机从某种程度避免了由于 Windows操作系统带来的不稳定性。硬盘录像机是现有应用较为广泛的数字监控方式。 数字监控 _技术方案 相关设备配置： 摄像头 视频信号放大器 硬盘录像机 硬盘 监视器 交换机 电脑显示器 分控计算机 内容介绍 行业概述 模拟监控 数字监控 网络监控 技术对比 宽视界方案 网络监控 在 21世纪初，随着宽带网络技术及带宽的大大提高，以及数字处理技术和视音频编解码效率的改进，视频监控系统正在步入全数字大网络化的全新阶段。网络化视频监控系统中所有的设备都以 IP地址来识别和相互通信，采用通用的 TCP/IP协议进行图像、语音和数据的传输和切换。由电信运营商建设的运营级网络视频监控平台不再受地域的限制，真正做到了“天涯若比邻”；不再受规模的束缚，系统具有强大的无缝扩展能力；不再受资金的困扰，业务支持多种建设模式。 摄像头 公网地址访问 互联网 编码器 宽视界平台 私网地址访问 私网地址访问 私网地址访问 监控中心电视墙 网络监控 _设备概述 编码器： 编码器是模数转换设备，主要作用是将模拟视音频码流转换为标准的 TCP/IP数据包，传送至互联网供用户调用。通过业内先进的编解码格式 MPEG-4/H.264将清晰的图像以较低的码率传输，同时编码器支持外接告警设备，例如门磁探头、烟感探头、红外探头等，保证对现场全方位的掌控。 解码器： 解码器是数模转换设备，主要作用是将标准的TCP/IP数据包转换为模拟的视音频码流，在监视器上直接显示图像。解码器支持 C端子或 VGA端子输出，支持通过透明串口连接摇杆键盘直接控制摄像机，支持1路或多路显示等功能。 网络监控 _设备概述 业务受理服务器： 业务受理服务器主要提供了用户登陆的认证、授权、计费以及业务受理等操作。同时在 AAA系统中提供了对设备、帐户、计费策略、管理员、运行状态的查看和管理。 中心管理服务器： 中心管理服务器是中心平台的核心控制单元，主要提供前端和客户端鉴权接入、信令的转发处理、信息的管理、网络录像、两级平台级联等功能。 网络监控 _设备概述 录像服务器： 录像服务器主要实现监控点在中心平台的网络录像存储功能、录像检索功能、录像回放功能、录像下载功能等。 磁盘阵列： 磁盘阵列是由许多台磁盘机或光盘机按一定的规则，如分条 (Striping)、分块 (Declustering)、交叉存取 (Interleaving)等组成一个快速，超大容量的外存储器子系统。它在阵列控制器的控制和管理下，实现快速，并行或交叉存取，并有较强的容错能力。在物理设备上可能是几个或者几十个盘组成，但在用户看来只是一个盘，其容量高达几百至几千吉，大量用于多媒体业务中。 网络监控 _设备概述 访问客户端（包括软件）： 访问客户端是用户基于宽带基础上使用指定软件登陆网络监控系统平台实现对监控点的远程控制，包括图像浏览、摄像机 PTZ控制、录放像控制、内部帐号管理、历史资料查看、预案设置等功能。访问客户端提供友好界面、操作简单。 网络监控 _技术方案 网络监控 _技术方案 相关设备配置： 认证服务器 网管服务器 用户登陆服务器 数据库服务器 中心管理服务器 存储服务器 分发服务器 磁盘阵列 交换机 防火墙 平台侧设备 监视器 解码器 交换机 主控计算机 分控计算机 监控中心侧设备 编码器 硬盘（需要前端存储） 摄像头 客户端计算机 节点侧设备 内容介绍 行业概述 模拟监控 数字监控 网络监控 技术对比 宽视界方案 技术对比 系统稳定性： 模拟监控系统技术含量不 高、系统功能少但相对成 熟、工作稳定、不易死 机。 模拟监控 数字监控 网络监控 数字监控基于计算机技术发 展和视频压缩技术出现而产 生。由于操作系统本身的缺 陷带来了数字监控系统一定 程度上的不稳定性，随着工 控机的出现及嵌入式系统的 发展，数字监控系统在稳定 性上有所改善。 网络监控系统大量使用高 性能服务器保障了整个系 统的稳定运行，再结合服 务器双备、 UPS不间断电 源、稳定的传输网络等， 真正实现了 7*24小时稳定 运行。 技术对比 系统安全性： 模拟监控 数字监控 网络监控 数字监控系统使用软件方式 调看图像，需要进行用户认 证。无法较好防范因操作系 统漏洞造成的网络攻击、在 网络上传输的媒体数据包没 有加密措施（易被截取或替 换）。 网络监控系统采用高性能 硬件防火墙或网闸，保障 监控平台不受非法入侵、 恶意攻击、病毒感染等。 前端设备对媒体数据做 AES128位加密，保障数 据在传输过程中的安全。 用户登陆经过多次认证， 同时可限制或允许特定登 陆 IP。 模拟监控系统大多采用模 拟方式传输，最简单的是 将图像基带信息直接送入 视频传输电缆进行传送至 监控室矩阵，传输电缆易 受环境及人为破坏。操作 界面无认证功能，任何人 都可以使用。 技术对比 系统容量： 模拟监控适合小型化本地 监控，设备一般可达到 16 64路能力，监控点增 加时需再配中心设备（矩 阵）。 模拟监控 数字监控 网络监控 数字监控适合中小型规模、 有一定网络需求的小范围监 控，设备一般可支持 64路接 入，同时设备之间可以进行 少量级联来扩大监控规模， 一般最大可以达到一两百 路。 网络监控适合大规模、有 远程访问需求的大型监控 系统。前端设备一般采用 单路输入，平台设备接入 前端能力可达到数千路 （甚至上万）。支持按照 行政区域划分的多级级 联，方便管理。 技术对比 接入方式： 模拟监控系统基本不涉及 网络，前端监控点与中心 控制室通过模拟视频线直 接连接，方式单一。 模拟监控 数字监控 网络监控 数字监控一般局限于小型化 局域网内使用，局域网内副 控主机接受广播码流浏览图 像。 网络监控具有强大的线路 适应能力。前端监控点可 通过 LAN、 WAN、 E1、光 纤、 ADSL等多种线路方 式接入平台，客户端登陆 支持公网 IP登陆 （ ADSL）、私网 IP登陆 （ NAT转换、 Socket5穿 越）。 技术对比 存储方式： 一般采用直接对模拟视频 信号进行录像的方式，存 储介质为模拟磁带。该方 式无法长时间连续录像、 录像资料检索回放复杂、 大量磁带占用存放空间、 磁带存放环境要求高等。 模拟监控 数字监控 网络监控 采用普通 PC硬盘作为存储 介质，将经过编码压缩的视 频文件存放在指定路径上的 硬盘中。编解码格式一般采 用 MPEG-2，进行无损压缩 传输带宽要求较高。支持长 时间连续录制，并且检索回 放简便。 使用超大容量磁盘阵列设 备，采用业内最新编解码 技术 MPEG-4/H.264格式。 对模拟视频信号进行有损 压缩，降低对传输带宽的 要求。支持远程回放及下 载录像文件。 技术对比 设备网管： 模拟监控无网管功能，不 支持对系统内相关设备的 管理。 模拟监控 数字监控 网络监控 数字监控具有简单网管，主 要对中心点设备（工控机 / 硬盘录像机）的 CPU使用 率、内存占用率、图像断续 状态等进行查看。数字监控 系统无法针对各前端点进行 管理，无法控制副控主机的 登陆。 网络监控配置专门的网管 服务器，分别对平台设备 及前端设备进行统一网 管。支持设备相关参数查 看、远程修改、版本升 级、设备故障告警及分析 处理等。网管系统支持帐 户管理，保障超大型监控 网络设备维护。 技术对比 传输距离： 模拟监控受限于同轴电缆 视频线的极限传输距离以 及线路上信号放大器的数 量，监控范围一般在数百 米之内。 模拟监控 数字监控 网络监控 数字监控前端设备与中心点 设备传输距离与模拟监控相 近，副控主机视局域网规模 可在一定程度上的进行远程 访问。 网络监控依托于运营商强 大的线路资源，真正实现 了“千里眼”、“顺风耳”的古 老神话。在运营商网络涉 及之处，某普通用户只需 要 1台普通 PC加上指定软 件帐号在宽带上网条件 下，可随时随地查看授权 范围内地点的现场情况。 技术对比 系统功能及操作： 模拟监控功能单一，主要 涉及对监控点图像的调看 及手动操作录像，同时相 关操作繁琐。 模拟监控 数字监控 网络监控 数字监控功能有所增加，除 了简单的图像浏览及录像 外，还增加了语音呼叫、自 动录像、录像检索及调用、 叠加文字时间、操作