平安城市无线监控系统解决方案20111207.doc

目目 录录 第一章第一章 项目概况项目概况 4 1 1 前言 4 1 2 用户需求分析 4 1 2 1 系统整体需求分析 4 1 2 2 功能需求分析 5 第二章第二章 设计依据与原则设计依据与原则 6 2 1 设计依据 6 2 1 1 遵循标准 6 2 1 2 安装与设计规范 6 2 2 设计原则 6 2 2 1 先进性原则 6 2 2 2 实用性原则 7 2 2 3 可扩充 可维护性原则 7 2 2 4 可靠性原则 7 2 2 5 经济性原则 7 第三章第三章 方案设计方案设计 8 3 1 技术要点阐述 8 3 1 1 无线接入的经济性 8 3 1 2 无线传输技术概述 8 3 1 3 视频传输技术对比分析 10 3 1 4 编码技术阐述 11 3 2 无线产品选型 12 3 2 1 Bitwave 无线产品 12 3 2 2 Bitwave 产品技术特点 13 3 3 方案设计 15 3 3 1 方案说明 15 3 3 2 无线主干链路传输系统 17 3 3 3 无线传输中继系统 18 3 3 4 前端监控点设计 20 3 3 5 中心视频监控系统 25 3 4 整体方案特点介绍 26 3 4 1 无线交换机的聚合隔离技术应用 26 3 4 2 无线交换机的隔离技术应用 26 3 4 3 链路规划 可视 大容量 频率 备份 27 3 4 4 Ip 地址规划 27 3 4 5 美观性考虑 27 3 4 6 无线安全性设计 28 九 原 区 3 4 7 监控点扩展性问题 28 3 4 8 防雷设计 28 3 4 9 支架设计及安装 29 3 4 10 系统备用电源设计 30 3 4 11 系统安全性综合评述 30 第四章第四章 产品介绍产品介绍 31 4 1 BWB 205 电信级无线网桥 31 4 2 BWB 210 电信级无线网桥 33 4 3 BWB 310 电信级无线网桥 35 4 4 BWB 510 电信级无线网桥 37 第五章第五章 售后服务售后服务 39 5 1 售后服务范围 39 5 2 售后服务期限 39 5 3 售后服务计划 39 5 4 售后服务条款 39 5 5 服务收费 39 5 6 问题协商 39 第一章第一章 项目概况项目概况 1 1 前言前言 平安城市项目是一个特大型 综合性非常强的系统 随着现代城市多职能化发展 城市布局日趋复杂 地 面监测点在上百个 几百个甚至上千个 城市视频监控中视频监控点的设立是根据城市治安重点而设立的 这 些布控点主要集中在商业金融街 社区 娱乐场所 主要路段 交通枢纽区等 布控点以图像采集 音频采集 及报警信息采集等设备为主 主要是通过图像来了解布控在城市各个敏感区的实时状况 实时传输的图像要保 证图像的清晰 同时要求图像的连贯性高 不能出现拖尾 马赛克的情况发生 保证职能部门的管理员是在第 一时间掌握实时的 清晰的高品质视频图像 城市治安视频监控系统一方面要做到事件即时处理 另一方面也 要给城市管理职能部门保留数据信息 这就要求在图像实时浏览的同时 对图像进行全天候的录像 对于城市 视频监控这样一个庞大的应用系统 对于存储的设计要求尽善尽美 可多级存储与分布式存储并存 以适合城 市不同的需求 面对以上城市视频监控共性及个性化需求 我公司针对平安城市的推出了一套先进的无线视频监控系统 可以很好的解决带宽问题 链路安全问题 综合无线网络管理问题 实现实用化的无线监控系统 是城市信 息采集和智能化管理的优质解决方案 该系统融合了最先进的无线通讯技术 移动视频传输技术 二层链路 聚合技术 智能网络管理技术 视频监控技术 智能控制技术 使得系统具有极高的稳定性和可用性 1 21 2 用户需求分析用户需求分析 平安包头数字化城市监控管理系统工程在九原区内初步选定 109 个监控区域 共需安装 109 个视频监控点 通过无线传输方式 将这些监控点视频经由中继传回到九原区公安分局的监控指挥中心 所有视频图像存储就 地存储于分局监控指挥中心 1 2 11 2 1 系统整体需求分析系统整体需求分析 首先 平安城市监控系统是一套覆盖整个城市的大型联网监控系统 随着系统的不断深入建设 未来 系统的监控点将数以千计 万计 因此 对系统整体上有如下要求 1 必须具有强大的接入能力 以实现大规模 大范围的监控点覆盖 2 必须支持灵活的接入方式 以适应各个监控点网络传输条件的差异性 3 必须能够整合已有的 分散的各个监控网络 以保证最大程度的利用现有资源 避免重复投资 4 必须具有集中管控功能 以保证整个系统可控制 易管理 其次 平安城市监控系统需要完成各类应用的整合与调用 包括 1 监控图像的录制 存储与点播 2 传统报警系统的视频化改造 3 与 110 119 等报警系统的联动 4 GIS 系统的融合 5 GPS 系统的结合 6 图像识别 移动侦测等 这就要求系统必须具备灵活的扩展能力和强大的整合能力 第三 平安城市监控系统需要结合分级 分层 分权的管理机制进行图像资源的合理化调用 不同级别 不同层次的用户对图像资源的使用权限 优先次序是不同的 这就要求系统必须支持分层组网架构 且 具有灵活的用户管理能力 第四 作为一个资源共享的平台 平安城市监控系统需要保证资源的保密性 运行的稳定性 因此系统 必须具备可靠 强大的安全特性 1 2 21 2 2 功能需求分析功能需求分析 一 信息采集功能 前端监控系统应能够采集视音频信息 报警信息和巡检信息等 并按照传输信息格式要求进行编码和打 包处理 使之成为能够传输的数据包 二 信息传输功能 控制信息 巡检信息 报警信息和视频信息等 按照工作流程在网络系统各级传输 三 权限管理功能 为保证平安城市监控系统的正常运行 应对系统用户进行分类 并综合考虑各种因素制定合理的权限管 理策略 实现对用户访问的控制 四 信息存储和备份功能 前端监控设备 各级监控中心 均应对巡检 报警 视音频 系统日志等信息予以存储 公安机关的相 应部门应按照规定的格式 存储报警信息及与报警关联的视音频信息 存储和备份的报警 巡检等历史 数据信息 可在网络系统中依据授权进行访问 五 系统控制功能 依据授权将网络用户发出的控制命令传送到前端监控设备 实现监控中心及授权用户对前端任意一路监 控图像的调用和控制 六 自动巡检功能 具有系统定时自动巡检和人工自动巡检两种方式 人工自动巡检优先级别高于系统定时自动巡检 定时 自动巡检功能和人工自动巡检功能由各级监控中心实施 要求巡检结果和内容能够按公安机关管理要求 以统计报表形式上报备案 第二章第二章 设计依据与原则设计依据与原则 2 12 1 设计依据设计依据 考虑到一些关键性问题和固有特点 我们提供用户的方案应该尽量采用国际上先进而成熟的无线网络技术 和标准的网络协议 TCP IP CSMA DS SNMP 等 坚持开放性 采用国际标准 如 ISO CCITT IEEE 国家标准 工业标准等 2 1 12 1 1 遵循标准遵循标准 在网络通讯中 我们为了保证网络整体的运行可靠和保持可兼容性 可扩展性 我们严格遵循 IEEE 802 3 10BASE T IEEE 802 3u Ethernet 100BASE T ANSI FDDI TPDDI 100 Mbps IEEE 802 11a b g H 264 编码标准 2 1 22 1 2 安装与设计规范安装与设计规范 信息产业部综合规划制定 YD T 5097 2005 固定无线接入工程设计规范 通信工程系统防雷技术规定 中国网络通讯工程化协会规定的标准 网络通讯系统工程施工及验收规范 计算机网络建设标准 2 22 2 设计原则设计原则 为了确保用户的投资利益与应用需求 我们在系统设计时充分考虑到系统的先进性 实用性 可扩 充性和可维护性 保证系统运行的可靠与安全保密 建立经济合理 资源优化的系统 2 2 12 2 1 先进性原则先进性原则 采用 OFDM 通信技术 使系统安全性 无线信道抗干扰能力 抗衰落能力大大增强 并提高了无线 信道的传输速率 采用开放 透明的无线网技术 产品的设计参数应符合无线网 IEEE802 11 标准的 同时也符合在全 球范围内免许可证的有关规定 因此能够保护投资和保证与未来符合标准的其他厂商的无线局域网 络产品进行互操作 硬件与协议透明 在有线网方面 符合 IEEE802 3 标准 可以顺利的和其他网络连接 2 2 22 2 2 实用性原则实用性原则 设备接口与网络操作系统的透明性 无论对系统现行安装与今后的需求扩展都提供方便性与可操作 性 2 2 32 2 3 可扩充 可维护性原则可扩充 可维护性原则 组网后如果需要增加新点 不需要对正在使用的设备做任何改动 只需要做新增加的设备的安装即可 对设备的维护也应非常简单 通过远程控制就可以看到每一个无线设备的工作情况 并可修改参数 改善 无线信道传输性能 2 2 42 2 4 可靠性可靠性原则原则 抗干扰性强 故障率低 接收灵敏度高 室外安装防风雨老化性要强 要有很强的抗高低温能力 2 2 52 2 5 经济性经济性原则原则 所使用产品具有一次性投资永远受益的特点 建立无线网络系统时要最大限度地提高资金的利用率 使其具有方便 经济的扩充和裁减的功能 第三章第三章 方案设计方案设计 3 13 1 技术要点阐述技术要点阐述 3 1 13 1 1 无线接入的经济性无线接入的经济性 无线的接入方式是性价比最高的一种接入方式 远比光纤和其他无线技术节约投资 一次性投资 而 无须支付昂贵的租用费用 网络视频技术的应用使系统具备了足够的灵活性 可以方便的进行扩充 任意的调整 无线监控最大的优势在于设备可以重复使用 当中心站调整以后 所有的设备都可以重新搭建使用 不影响任何使用效果 使用无线基站技术可以充分的保护用户的投资 提高政府部门的办公效能 使之达到最佳的投资收益 比 3 1 23 1 2 无线传输技术概述无线传输技术概述 根据客户建设宽带无线监控系统的现实情况和具体需求 我们将遵循可靠性高 运行速度快 安全保 密性好 扩展性强 维护简单 成本较低的原则选择最新的高稳定性的 OFDM 技术实现视频图像和实时 数据的高速稳定传输 OFDM 正交频分复用 技术实际上是 MCM Multi Carrier Modulation 多载波调制 的一种 其主要思 想是 将信道分成若干正交子信道 将高速数据信号转换成并行的低速子数据流 调制到在每个子信道上 进行传输 正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开 这样可以减少子信道之间的相互干扰 ICI 每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽 因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落 从而可以消除 符号间干扰 而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分 信道均衡变得相对容易 802 11a 是一种新技术的代表 与 802 11g b 互不兼容 它工作在 5GHz 的频带 采用正交频分复用 OFDM 的独特扩频技术 最大传输速率为 108 Mbps 其优点是 高带宽 5GHz 频段存在干扰少 8 个不重迭信道 具有更高的部署灵活性 非常适合搭建无线主干传输链路或者传输视频 选择无线通讯技术最好是流行的 大量使用的 安全的 成熟的 价格比较适中的技术 802 11a 完 全满足我们这个方案的所有技术要求 1 技术比较成熟 标准建立于 1999 年 2005 2007 年大量使用 2 抗干扰能力 由于独特的 OFDM 技术整合定向天线技术 使无线传输具有很强的抗干扰能力 3 躲避干扰的灵活性 基站要具有比较宽的频率使用范围 5 125GHz 5 85Ghz 共 28 个信道 使其具有 规避干扰的灵活性 4 5GHz 频率为非 WiFi 上网频率 所有躲避了大量民用设备的干扰 入侵 5 支持桥接技术 和 SuperA 技术 使其具有极强的技术扩展能力 启用 SuperA 技术 可以使带宽翻 倍 在链路较多的情况尽量不使用 因为这个技术降使用比较宽的频率 6 在此无线监控方案中 采用 802 11a 的技术可以建立足够多的传输链路 保证未来更多监控点的需要 频点和信号参见下图 频点和信号参见下图 3 1 33 1 3 视频传输技术对比分析视频传输技术对比分析 随着无线网络技术的进步 将无线技术应用于监控领域可以为用户提供更高的投资收益比 视频传输技术对照表视频传输技术对照表 比较项目比较项目无线视频监控无线视频监控有线模拟传输有线模拟传输有线视频监控有线视频监控 传输方式无线 OFDM有线视频电缆光纤 施工难易只需架设无线基站和天线 即可在无线覆盖范围内任何 地方安装视频点 需要挖沟布线 挖墙钻洞 甚 至破坏建筑原装修 需要挖沟布线 挖墙钻洞 甚至破坏建筑原装修 可扩展性可以随时添加新的监控点 增加传输点需要进行布线施工 比较烦琐 增加传输点需要进行布线施 工 比较烦琐 可扩展性可以随时添加新的监控点 增加传输点需要进行布线施工 比较烦琐 增加传输点需要进行布线施 工 比较烦琐 3 1 43 1 4 编码编码技术阐述技术阐述 视频监控应用已经从早期的模拟视频监控 到数字视频监控 再到今天的 IP 数字化智能监控 经历了三 个阶段 基于 IP 的数字化视频监控是建立在全球高速发展的全面数字化基础上的系统 简单的说 网络数字 监控就是将传统的模拟视频信号转换为数字信号 通过计算机网络来传输 通过智能化的计算机软件来处理 在未来的高速发展的视频监控应用中 数字化将成为视频监控体系产业链的基础 因为基于 IP 的视频监控体 系架构具有前两代体系无可比拟的优势 基于 IP 的流媒体方案采用 H 264 编码技术 也称为 MPEG 4 Part10 或高级视频编码 AVC 是 H 263 使用方便 在网络中任何一台电脑上均 可收看图像 甚至在移动中 也可监控远端 必须在机房才能集中看到传输 图像 必须在固定点才能集中看到 传输图像 标准化 遵循全球统一的通信技术标 准和协议 TCP IP 模拟传输系统之间彼此兼容性 较差 很难互通 遵循全球统一的通信技术 标准和协议 TCP IP 传输范围 50 最远可达百公里以上 可 提供从 64Kbps 到 54Mbps 的 通信速率 当传输距离大于 1000 米时 信 号容易产生衰耗 畸变 群延 时 并且易受干扰 使图像质 量下降 2 到 10 公里 维护管理 复杂 出现问题 需找专业 人员解决 复杂 出现问题 需找专业人 员解决 复杂 出现问题 需找专 业人员解决 录像存储 数字化信号 任何一台联网 电脑都可以存储 检索和回 放录像 也可配置专门的服 务器及相应软件来进行统一 集中存储和管理 图像质量 不会受保存时间的影响 模拟信号 需用专用录像机和 磁带进行存储 保存时间长了 存储的图像质量会受影响 可配置专门的服务器及相 应软件来进行统一集中存 储和管理 图像质量不会 受保存时间的影响 设备成本距离越远 成本越低成本低距离越远 成本越高 接口方式标准以太网模拟接口转换为以太口 图像质量 实时 可以达到接近 DVD 效 果 实时 可以达到 VHS 录像带效 果 实时 可以达到 DVD 效果 多点监控支持只能点对点支持 开发小组和 MPEG 4 开发小组合并后推出了新的下一代视频压缩标准 该标准只增加了有限的编码复杂度 用于实现极高的数据压缩 该标准在比原先压缩标准的比特率小很多的条件下仍可提供高质量的视频 国内市 场新推出的网络摄像机 很多都采用了 H 264 编码方案 由于编解码计算复杂度高 能提供实时视频流的网 络摄像机很少 很多的网络摄像机生产厂商都看好 H 264 编码方案 随着各种优化技术的成熟 H 264 编码 方案为市场的主流 AVS 编码方案是中国具备自主知识产权的第二代信源编码标准 编码效率比 MPEG 2 高 2 3 倍 与 H 264 相当 而且技术方案简洁 AVS 通过一站式许可政策 解决 MPEG 4 H 264 专利许可问题 2006 年 2 月 22 日 国家标准化管理委员会颁布通知 AVS 视频部分正式成为国家标准 一些 IT 厂商对该编码方案已经 开始测试 虽然 AVS 标准已经包含视频会议与视频监控优化工具 但目前市场上还没有出现采用 AVS 编码 的网络摄像机 由于其目的是绕开国外高额的专利授权费用 受到国内音视频设备上游生产厂商的关注 以上编码方案各有优缺点 H 264 编码方案 同等质量图像 H 264 编码产生的比特流比 MPEG 4 少 20 40 并且内建针对流媒体和无线网络的优化工具 3 23 2 无线产品选型无线产品选型 3 2 13 2 1 BitwaveBitwave 无线产品无线产品 无线通讯产品品牌 Bitwave 凭借在众多无线视频监控应用中所积累的成功经验及丰富的无线链路规划经验 已经在监控无线传输领域拔得头筹 高速率 高稳定性的无线网络设备高速率 高稳定性的无线网络设备 无线技术和标准的不断发展 使无线传输设备能够提供日益稳定的无线传输性能 在 Bitwave 的无线基站 系列产品中 可以为用户提供满足任何需求的无线基站设备 Bitwave 高可靠性和稳定性的基站可以提供单一 链路带宽 20M 40M 60M 80M 最大百兆以上的带宽 单一设备可以实现稳定传输 Bitwave 系列产品符合工 业级设计 适应各种复杂恶劣的室外环境 具有独特的防水防尘设计 配备支持远程供电 低损耗纯银射频线 设计 高接受灵敏度 极好的抗干扰能力 数据传输稳定可靠 专业无线传输视频处理系统专业无线传输视频处理系统 单凭强大的无线传输是不能建立完美的智能视频网络的 还需要有功能强大且稳定的视频处理设备 无线 技术不同于有线技术 相比较更容易受到外界环境变化的影响 比如同频干扰 或强电场 无线传输链路一但 受到影响 必然会产品生链路带宽的抖动 如果视频编码设备内部的传输机制不是针对无线进行设计的 图像 有可能会产生马赛克 图像连续性变差 严重的出现编码器死机 Bitwave 产品方案为无线传输提供了抗干扰 能力更强大 带宽抖动更小的特性 同时视频编码器和中心控制软件设计独特的算法和视频流堆栈技术 更加 适合无线视频应用 独特的设计实现非视距传输独特的设计实现非视距传输 建筑物或屏蔽遮挡是无线传输最大的问题 如何避开遮挡 搭建有效的无线网络需要丰富的链路规划经验 以及对不同无线设备特性深入了解和应用 在遇到遮挡环境中 通常可以采用穿透 反射 有源中继 无源中 继或者绕射等多种方案 合理避开遮挡物 在特殊环境中实现无线传输 这就需要专业无线传输产品 优异的 产品特性和具有丰富经验的链路规划设计 Bitwave 凭借高性能的设备 丰富的技术经验 可以满足任何无 线的需求 实现更远距离的无线传输实现更远距离的无线传输 在 Bitwave 的无线网络设备中 可以实现远距离稳定传输 在一些如油田 高速公路 电力等行业 无线 设备可以通过跳接的方式延伸无线传输距离 可以采取多跳实现更远 多跳后会严重影响传输带宽 针对这一 问题 Bitwave 研发出高性能的超远距离无线产品 BWB510 采用 Bitwave 专有的无线路由技术使无线传输轻松 达到上百公里 而带宽损耗非常小 可以满足任何行业的远距离无线传输需求 无线链路的高带宽聚合技术无线链路的高带宽聚合技术 多路视频传输或中继应用对干路带宽的要求较高 尤其是多点视频监控系统汇聚后带宽传输更高 有的达 到上百兆或几百兆 为满足应用需求 对于高带宽的干路 用户不得不耗费高昂的费用购买高带宽的基站 开 销往往远超过用户的预算 针对这一难点 Bitwave 开发了专有的无线聚合交换机 BWS1000 BWS1026 采 用聚合的方式将若干条无线链路带宽进行物理捆绑 搭建高带宽的无线链路 可以满足几百兆的带宽需求 最 重要是费用预算远低于单一高带宽的基站 同时 无线聚合交换机可以实现双链路备份功能 以保证系统的高 可靠性 网格网络技术支持城市级无线应用网格网络技术支持城市级无线应用 针对一些大型的无线应用需要特殊的无线组网技术 如平安城市 需要安装几百甚至几千个无线监控摄像 头 公交监控系统 需要在几百个车站或者几百辆公交车上安装上千个摄像头 如果采用有线网络 这个难度 是非常大的 而无线传输可以克服任何难度 但是单纯凭借目前 802 11a b g 的产品或者无线 MESH 的产品是 无法实现上面功能的 Bitwave 为了解决上面的问题 推出了具有先进特性的无线网格网络系统 该系统可以 组建网格状网络 实现主干带宽的任意叠加 主干链路中断后实现自动愈合 自动计算视频流等数据的最短路 由路径 配合智能网络管理系统 实现针对无线链路的自动化管理 使无线视频语音等传输稳定流畅 无线网络应用延伸无线网络应用延伸 无线网络搭建成功后 用户除实现视频监控外 可以在此平台上应用众多的延伸性需求 如图像智能识别 分析 宽带上网 工作人员定位 流动警务 交通指挥 智能手持设备数据收发 WiFi Phone 无线通话 还 有移动办公等应用 3 2 23 2 2 BitwaveBitwave 产品技术特点产品技术特点 全天候的工作环境温度适应范围全天候的工作环境温度适应范围 Bitwave 设备通过选择品质高的芯片 元器件以及工艺设计 工作温度范围为 40 70 可以胜任 全国各地的室外安装 分体式结构设计分体式结构设计 Bitwave 设备分为室内 室外两个单元 室内主要是供电模块 基带调制和射频处理都集成在室外单元 因为室外单元可以直接接天线 最大程度避免了射频衰减 室内单元到室外单元之间使用室外双绞线 施工方 便 高的频率资源利用率高的频率资源利用率 每个工作频段占用 20MHz 无线带宽 通过 64QAM 调制方式调制出 54M 协议速率 有利于更好地进行频率规 划 避免系统自身相互影响 专门针对视频传输应用的组播专门针对视频传输应用的组播 广播控制功能广播控制功能 Bitwave 设备具有专门针对视频应用设计的远端站点间组播传输控制功能 可以对各个远端视频监控点的 视频组播包进行隔离控制 是各个远端站之间的传输互补影响 支持支持 VLAN 和和 IEEE 802 1Q 封装封装 支持 trunk access 以及混合模式等多种封装 可以进行大规模的网络规划 对大的网络进行 vlan 划分 路由设置等数据流控规划 针对室外应用的自动延迟时间机制 Bitwave 系统有专门针对室外长距离通讯的延时机制 系统可以自动修改传输距离参数的设定来间接修改 低层的延迟时间 来改善长距离通讯的重传率 QoS 带宽分配功能带宽分配功能 可以根据用户的需求限制每个远端站点的上下行网络带宽 最小单位为 128kbps 有效分配网络带宽资 源 避免由于竞争机制造成的带宽消耗 数据包优先级功能数据包优先级功能 可以根据用户的传输需求实现语音 视频 数据的优先发送 可以根据数据包的协议进行区分 增强改进型的增强改进型的 802 11a 技术技术 Bitwave 系统采用改进型的 802 11a 技术 每个不同速率等级的接收灵敏度都比标准版提高 5 7 个 dBm 多扇区基站的灵活配置多扇区基站的灵活配置 Bitwave 系统基站设备分为定向及 60 度扇区的配置 可以根据现场情况灵活配置组网 多种远端站的灵活配置多种远端站的灵活配置 Bitwave 系统远端站设备可以对 6M 54M 传输速率进行设定 有效降低系统成本 多种网络管理平台多种网络管理平台 Bitwave 系统支持 telnet snmp 网管软件等多种方式进行设备管理维护 支持远程管理 可以在同一 个网管平台软件中管理所有的设备 大大降低管理成本 串联机制 提高吞吐量串联机制 提高吞吐量 Bitwave 系统具有自己都有的串联机制 能够将两个数据帧打包成一个的数据帧在无线链路中传输 这种 特性降低了无线传输中的开销从而大大提高了有效吞吐量 3 33 3 方案设计方案设计 在九原区内初步选定 130 个监控区域 共需安装 109 个视频监控点 用于视频采集 通过无线传输方式 将这些监控点视频经由中继传回到九原区公安分局的监控指挥中心 所有视频图像存储就地存储于分局监控指 挥中心 在现今的网络体系中 构建无线网为视频数据的远距离传输 智能化管理提供了强有力支持 合理地解决 复杂环境的视频传输 无线网络以其高度的灵活性 便捷性 移动性 低成本 保护用户投资等特性成为平安 城市视频监控的最佳网络解决方案 3 3 13 3 1 方案说明 方案说明 方案设计剖析 考虑到前端各个监控点与监控中心的不可视性 根据现场实际情况 整个系统选取了朝聚眼科医院 九原 区政府 九原电力公司 永禄大厦作为无线中继点 将前端各个点汇聚到各个中继楼 方案设计为在每个中继 点放置高性能双模块电信级无线网桥设备 每台双模无线网桥相当于多台普通级单模电信级无线网桥 并通过 交换机连接起来 双模设备的设计选型不仅仅保证了各个链路的带宽 更加节省了成本 无线设备各个端口分 别以点两三点 点对三点的方式把前端各个监控点位接入网络 再通过远距离高带宽的无线链路传回中心 前端每个监控点配置一台无线设备 一台网络摄像机 视频服务器的主要功能是对监控点视频图像进行数 字化处理 并采用业界最先进的 H 264 标准进行压缩 然后封装成标准的 IP 包 通过无线网传输给监控服务 器 在业界处于领先地位的 H 264 视频压缩算法 可保证我们的产品在相同的视频质量下 输出占用更低的网 络带宽 在相同的网络带宽下 拥有更好的视频质量 用户在实际使用中 就可以依据网络状况和实际需求 在保证监控需求得到很好满足的前提下 最有效的利用网络传输带宽 由于系统采用分布式的设计 完全可以根据现场情况 随时添加相应的网络摄像机 而中心端不需任何调 整 这种经济实用 操作简便 扩展灵活的解决方案 相信能够很好地为房产项目的信息化建设提供服务 监控中心系统包括监控服务器 以及相应的监控软件和电视墙 我们使用的监控软件是一个功能强大的网 络视频监控软件 实现了网络视频监控软件的复杂配置和管理的极致简单化 它基于开放式系统构架 使内部 的各个功能模块相互独立 可实现独立升级 这些特点决定了其强大的兼容性 并支持多级分层联网 可以在 任意指定的网上分布存贮 浏览和检索 同时其管理站点的数量理论上可以接近无限值 还可以实现自由的电 子地图配置方案 实现多级分层电子地图 主控服务器的主要功能有 1 完成对各个监控点的实时监控 2 对远程访问的用户进行身份认证 授权 3 将视频图像转发到通过身份验证的客户端 供客户端进行浏览 4 管理功能 包括对各个监控网点设备管理 用户管理 安全管理等 5 录像 音视频同步 录像回放及存储功能 3 3 23 3 2 无线主干链路传输系统无线主干链路传输系统 在高新开发区内 初步拟定选择 4 个高楼作为中继点 用于无线信号转发 经过中继将前端监控信息传回 到高新区公安分局监控指挥中心 监控系统主干链路如下图 在 BITWAVE 的无线网络体系中 主干链路使用远距离高带宽的 BWB 650 无线网桥设备进行搭建 并可 以采用双联路聚合技术保障主干联路的稳定性 对于远端站尽量采用点对多点的扇区覆盖技术 对于有障碍 或是其它原因无法进行传输的监控点可以结合低损耗多跳接技术实现视频传输 3 3 33 3 3 无线传输中继系统无线传输中继系统 初步拟定的各中继点处的无线链路结构图 当遇到监控点有遮挡或其它原因无法将视频信息传送到预设的中继点时 可以 选择附近较高建筑物 增加中继点 以跳跃传输方式进行链路改造 BWB 510 设备连接示意图 中继点的无线接收设备采用 BWB 510 监控点设备选用 BWB 205 同时针对负载比较大的无线链路 可以 使用无线聚合技术 使带宽成倍增加 同时也起到了链路备份功能 3 3 43 3 4 前端监控点设计前端监控点设计 对于前端各个点位 在选型时尽量考虑设备的美观性 无线设备最好是设备天线一体化设计 整体上设 计采用的是 100mw 单模电信级无线设备 BWB 205 对于距离比较远的点位 方案中设计配置的是高增益的定 向天线 即可轻松的把远端点位接入系统 这样把汇聚到一起的视频信号一并传输至监控中心 对于此链路 主干网 使用的是远距离高带宽的设备 也可以使用无线聚合技术 从而大大的满足了各路图像的带宽要求 从而轻松完成所有前端到监控中心的图像传输 达到对其进行实时监控的目的 每个无线远程监控点的结构如上图所示 包括摄像机和云台系统 前端的定焦摄像机采用网络摄象机 直 接传送数字信号 通过 RJ45 网络接口联接到 POE 供电模块 再通过无线远端设备将视频数字信号传送到监控 中心 且监控中心可通过遥感设备或软件控制摄像头的旋转方位 以获取想得到的图像信息 初步拟定监控区域日下表所示 1九原区政府楼北侧付楼的西北角墙上 5 米高处 2九原区政府楼的西南角墙上 5 米高处 3九原区政府楼的东南角墙上 5 米高处 4九原区政府楼的会议室东北角墙上 5 米高处 5九原区政府楼广场东南拐角网通井旁 6九原区政府的西南 100 米草坪内 7法院东南角网通交接箱马路牙子旁边 8检察院门前网通井旁 9九原政府东南附楼 10九原政府东北附楼 11九原政府西附楼 12兴胜派出所南路边电力杆上 6m 处 1346 中师生餐厅对面楼西北角 14四十六中南门门楼下 15供水站后院 蓄水池西北角两树之间 16供水站前院 院灯南侧 3 米处 17安平路北端与供水站前马路交汇处路北侧 18九原广场西北角便道上 19九原广场东北角便道上 20九原广场东南角便道上 21共青小区哈屯路北 农机路南口 22沙河街 33 中学教师公寓院内东北角车棚外 23包头三十三中学校门口东侧机非隔离带内 24沙河菜市场北门马路对面 25电影院广场北侧 26电影院广场南侧 27逸夫小学 沙河镇二小 大门对面便道内右侧 28扶贫医院西边丁字路口东北沙河街机非隔离带内 29 沙河街东侧与建设路交叉口 靠北侧路边草坪内 在草坪内西数三米处 45 度角西南方向 30花园小区东门外北侧便道上第一棵树的南侧 2 米处 31花园小区南门外西侧便道上第一棵路灯杆的东北侧 1 米处 32旧武装部院内第二栋楼北墙门栋内 3 单元西侧 5 米高处 33旧武装部院内第一栋楼北墙门栋内 西侧单元门西侧 5 米高处 34九原区蒙古族小学大门西侧便道 35建新街步行街东口 36建新街步行街西口 37沙河镇第一小学传达室外 38农机路北口 40景湖花园东门 41沙河街富康花园 1 号楼东北角 42沙河街富康花园 8 号楼一单元西侧 43包头市四十九中学大门马路对面十字路口东南角 在路口的东南角 44城关派出所大门对面网通井旁 45鄂日登菜市场马路对面 46沙河四小 前明小学 墙外十字路口东南角 47哈屯高勒路东入口内 路北侧机飞隔离带内第一棵树东边 1 米 48武装部大门口东侧 4949 中东侧出租车供气站大门东侧路北 50 城关派出所向北 400 米路西 路口西南角 荣强大院四号内 1 号楼 2 单元门上 2 层楼道窗户中间高度西侧墙壁上 51 城关派出所向南 50 米路东 健康路 10 号永禄小区北侧西门内 门卫室东 南角墙上 52 城关派出所向南 50 米路东 健康路 10 号永禄小区南侧西门内 平房的东 角墙上 53城关派出所向北 200 米路西 健康园小区内 门卫室西北角 4 5 米高 54银海小区门栋里侧北墙顶上 4 米高处 55九原区公安分局门前 56健康路六号街坊 4 楼 57花园路东侧与建新街东口处草坪内 58保险公司入口西侧 59九原分局大楼西北角 60万达小区东门门前 61万达小区 14 楼 62万达小区 8 楼 63万达小区 4 号楼东墙北端 64车管所培训中心十字路口东南角 65沙河镇开发区管委会大门西侧路北隔离带内 66沙河镇开发区吉泰铝业大门西侧十字路口西南角处 67尹六窑子养殖园丁字路口东侧便道上 68青年园小区东北角大门对过 69青年园小区西北角大门 70青年园小区西南角大门 71沙河三小 井坪小学 马路对面 72井坪菜市场徐飞糖酒副食店门前 73井坪超市对面 74兴胜管委会 75康力药业 76华蒙电器 77铁工校宿舍 78多利通 哈业敖包与 210 79兴胜小区南门对面 80英华钢管 81广联稀土 82航茂停车场 83中国信合 84兴胜宾馆 85西村腾达小区 86九原汽车城 87公安分局枪库 88铁工校大门 89佳成药业十字路口 90大唐羊绒 91生态园路口 92九原广场西南角 93建设路向培训中心拐角处 94九华桥东侧便道 95轻工中专马路对面 96共青小区对面 97沙河五小 98新春街机械制造总厂小区二栋 99新春机械制造总厂 2 栋北侧楼 100沙河街金沙华府 7 101包商银行培训中心 102文明路与新春街 103建设路九原入口 104黄金小区东入口 105黄金小区西门 工商银行门前 106沙河街东侧与建设路交叉口 107景湖家园 3 栋与 5 栋之间草坪内 108丰达石油 109鑫广机械 3 3 53 3 5 中心视频监控系统中心视频监控系统 监控中心由视频显示系统 控制系统 网络交换系统 视频解码系统 硬盘录像系统组成 通过无线网络接收到的视频流媒体传输到网络交换机上 通过视频管理服务器把网络上的视频流媒体解码 还原成视频信号 视频输出通过视频线缆联接到显示屏进行显示 我们可以将计算机联接到网络交换机上 通过计算机安装的视频软件平台同时对视频进行软件的显示和控 制 并且可以通过软件本身的功能进行各种条件的录像 该系统负责接收图像和报警 及时通知相关人员 图像要做储存 可以控制远端摄像头的移动 支持快速 切换到有犯罪现场的图像 调整图像的清晰度和实时性 实现录像回放功能 支持电子地图等功能 3 43 4 整体方案特点介绍整体方案特点介绍 3 4 13 4 1 无线交换机的聚合隔离技术应用无线交换机的聚合隔离技术应用 随着无线技术的大面积应用 带宽的瓶颈作用越来越突出 本项目中各级分中心未来的带宽需求接近 100M 而目前的无线技术大都在 20M 左右 如果使用非传统技术的 100M 产品 价格将非常昂贵 如何解决主 干链路的带宽问题和主干链路的安全问题 聚合技术就是将多条物理链路当作一条逻辑链路使用的链路聚合技术 这时网络通信由聚合到逻辑链路 中的所有物理链路共同承担 无线链路聚合技术为高带宽网络连接实现负载共享 负载平衡 以及提供更好的可伸缩性服务 由于在 链路聚合技术的支持下 网络传输的数据流被动态地分布到加入链路的各个端口 因此在聚合链路中自动地完 成了对实际流经某个端口的数据管理 链路聚合的另一个主要优点是可靠性 链路聚合技术在点到点链路上提 供了固有的 自动的冗余性 如果链路使用的多条中的一条出现故障 网络传输的数据流可以动态地快速转向 链路中其他工作正常的端口进行传输 无线聚合交换机 BWS1024 该产品是针对无线主干链路应用设计的高性能千兆聚合交换机 由于无线数据 传输容易受到干扰的影响 传输中速率的线性特征比有线网络要差 正是因为这些原因 传统有线网络聚合协 议不适合无线聚合应用 为了提高无线主链路的健壮性和高带宽 BWS1024 设计了专有的 WLATP Wireless Link Aggregation Transfer Protocol 协议 该协议可以将不同的多条无线传输链路 802 11b 802 11g 802 11a 802 16 等 汇聚为一个逻辑链路 实现了负载均衡 并保证了在出现某条链 路意外中断时 快速将数据转移到其它无线连路上 从而实现无线主干链路的高速聚合和备份 保证用户的链 路安全 BWS1024 支持千兆以太口和千兆光纤连接双介质 端口 23 和 24 提供了灵活的光纤连接 可以在插槽中安 装可选的 SFP 收发器模块进行短距离 中距离和长距离的光纤主干连接 在管理方面 BWS1000 支持端口镜像 有助于管理员监控网络 这种机制帮助跟踪网络错误或异常包传输 而无需中断数据流 而其无线宽带聚合应 用设计的 WLATP 协议可将四个千兆端口汇集成一组负载均衡链路 所有数据流均基于 MAC 地址聚合而成 3 4 23 4 2 无线交换机的隔离技术应用无线交换机的隔离技术应用 VLAN 是英文 Virtual Local Area Network 的缩写 即虚拟局域网 VLAN 隔离技术是一种一方面为了避 免当一个网络系统的设备数量增加到一定规模后 大量的广播报文消耗大量的网络带宽 从而影响有效数据的 传递 另一方面确保部分安全性比较敏感的部门不被随意访问浏览而采用的划分相互隔离子网的方法 目前 基于 VLAN 隔离技术的访问控制方法在一些中小型企业和校园网中得到广泛的应用 通过 VLAN 隔离技术 可以把一个网络系统中众多的网络设备分成若干个虚拟的工作组 组和组之间 的网络设备在二层上相互隔离 形成不同的广播域 将广播流量限制在不同的广播域 由于 VLAN 技术是基于 二层和三层之间的隔离 可以将不同的网络用户与网络资源进行分组 并通过支持 VLAN 技术的交换机隔离不 同组内网络设备间的数据交换来达到网络安全的目的 该方式允许同一 VLAN 上的用户互相通信 而处于不同 VLAN 的用户之间在数据链路层上是断开的 只能通过三层路由器才能访问 使用 VLAN 隔离技术可以很好的解决无线链路的安全性和监控资源的安全性 可以避免某个节点的广 播风暴造成的无线链路阻塞 还可避免非法用户使用某个网络端口访问视频资源 3 4 33 4 3 链路规划 可视 大容量 频率 备份 链路规划 可视 大容量 频率 备份 在无线实施中 最重要的就是链路规划 因为只有合理的规划才能有效的实现数据传输 保证链路的安 全 合理避开自身系统的干扰 在此项目中 我们已经充分考虑到可视性 数据流量 频率干扰 链路冗余 对于可视性 传输带宽和 链路冗余在上面的设计图中已经有着清晰的描述 在下图中我们初步完成了对频率的规划 在频率规划上 远距离主干链路多采用 5 7GHz 以下 近距离传输采用 5 7Ghz 以上 3 4 43 4 4 IpIp 地址规划地址规划 考虑到各种网络设备数量 以及今后系统升级我们有必要对所有网络设备进行合理的管理 进行 IP 地址规划 可以大大方便管理 提高网络管理效率 IP 地址以设备类别进行区分 建议每类设备都设成不同的地址段 这样方便管理 也方便扩充 3 4 53 4 5 美观性考虑美观性考虑 在设备选择上一定要考虑美观性 BITWAVE 无线网络基站采用天线一体化设计 天线比较小 BWB 210 采用 303x303x90 的无线设备 含天线 立杆监控点上的设备为 BWB 205 采用 261x261x90 的无线设备 且外观非常漂亮 3 4 63 4 6 无线安全性设计无线安全性设计 有线等效私密 WEP 数据加密技术提供了数据安全保护能力 WEP 共享密钥认证和 WEP 数据加密将封锁 除最确定的侦听者之外的所有侦听 如果启用 WEP 可以手动或自动对 4 个数据加密密钥编程 这些值必 须在网络中所有 PC 及接入点上完全相同 所有 PC 及接入点必须采用相同的密钥 1 所有 PC 及接入点必 须采用相同的密钥 2 等等 创建 WEP 加密密钥的方法有两种 64 位 WEP 输入 5 个十六进制位 0 9 a f 或 A F 的任意组合 128 位 WEP 输入 13 个十六进制位 0 9 a f 或 A F 的任意组合 152 位 WEP 输入 16 个十六进制位 0 9 a f 或 A F 的任意组合 无线网桥具有独特的硬件加密措施 加密以后 数据吞吐量降低将不会超过 5 本方案中将采用唯一的 152 位加密方式 破解一条无线链路都需要几年的时间 可以说保证了无线传输的绝对安全 3 4 73 4 7 监控点扩展性问题监控点扩展性问题 由于系统为基于网络的模块化设计 所以系统具有非常好的扩展性 如果我们需要增加一个视频点 首先定好需要监控的区域 在此区域里找一个位置既可以进行区域监控 又可以和任意一个二级中心站进行连接 如果不能连接二级中心站 不可视 则可以连接三级站点 同时你要 考虑连接的站点是否有足够的容量 如果不够则要通过无线聚合技术增加主干链路的带宽 在外围增加了监控点以后 在视频服务器中增加这个监控点 并指定显示屏 设置好后就将新的监控点纳 入了管理范围 同时将 ip mac 密码等信息及时存储到管理文档 在后期大量增加监控点时 需要重新规划信道 必要时可将部分点对点链路改称点对多点链路 这样可以 大大节约频率资源 3 4 83 4 8 防雷设计防雷设计 1 防雷措施 前端设备直击雷防护前端设备直击雷防护 前端设备如摄像头 无线网桥应置于接闪器 避雷针或其它接闪导体 滚球半径的保护范围内 传输线路的防护传输线路的防护 电源线路与信号线路宜全程分开穿金属管并保持整个金属管道的电气连通 在金属管两端最好做接地 处理 对防护雷电干扰和电磁感应是非常有效 这主要是由于金属管的屏蔽作用和雷电流的集肤效应 等电位连接 接地 等电位连接 接地 无线网桥外壳 摄像机外壳 金属立杆 防雷器接地等均应与地网做等电位连接 安装防雷器安装防雷器 在射频线 网线接口处尽量安装防雷器 可以有效地保护设备 防雷器要保证良好接地 接地接地 可以采用铜或者碳接地棒进行接地 如果土壤导电性能差 可以再配合降阻剂 接地电阻要求小于 1 欧姆 2 项目防雷 无线监控项目安装在楼顶和马路上 楼顶设备的安装要和大楼进行良好接地 马路上监控设备的安装 要保证支撑铁杆有良好的接地 设备的避雷保护措施才会有效果 监控专用防雷器 以太网避雷器 射频避雷器 3 4 93 4 9 支架设计及安装支架设计及安装 在设计抱杆时 要充分考虑现场的环境 一定要注意下列事项 安装抱杆时不能破坏原有建筑防水层和建筑结构 尽量安装在女儿墙上面 如果没有非常好的固定位置 则要考虑设计独立重压式支撑抱杆 3 4 103 4 10 系统备用电源设计系统备用电源设计 由于系统为该地区重要的安全监控系统 所以必须保证系统在停电之后还能正常工作 这样 在设计 系统时必须安装备用电源系统 综合考虑系统的性能 成本问题 我们考虑保证系统使用 12 小时的后备 电源系统 3 4 113 4 11 系统安全性综合评述系统安全性综合评述 设备硬件安全设备硬件安全 设备安装要充分考虑防盗和蓄意破坏 交换机等部件要使用安全牢固的锁具 防止轻易打开 所 有设备要做好防雷 尽量减少雷击的影响 无线数据安全无线数据安全 由于无线传输时 微波信号会布满路径中 采用专用 WEP152 位加密算法可以有效地保护无线数 据 152 位加密是一个加强型加密算法 要破解此密码至少需要几年的时间 再加上我们对每一个无 线链路采用唯一的加密秘钥 这样就保证了无线空中数据的绝对安全 无线设备连接安全性无线设备连接安全性 无线网桥与无线网桥进行连接时 需要互设对端 MAC 地址 在建立通讯时 如果不知道地址的话 对方无线网桥将拒绝接入 访问隔离保证安全访问隔离保证安全 交换机 VLAN 隔离功能将有效的阻止通过外围点交换机的入侵者访问无线网络系统的任何资源 所