视频监控技术在广电双向网中应用与分析

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　　摘  要：文章详细介绍了视频监控技术的历史发展，在当前社会中的应用，以及如何利用广电双向网络更好满足广电双向增值业务发展。
　　关键词：视频监控技术双向网;TCP/IP;应用
　　中图分类号：TN948.6       文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）11-0171-02
　　Abstract： This paper introduces in detail the historical development of video surveillance technology， its application in the current society， and how to use the two-way network of radio and television to better meet the development of two-way value-added services of radio and television.
　　Keywords： video surveillance technology bidirectional networ
　　引言
　　在進入信息化社会的今天，网络和信息技术的发展极大地改变着人们的生产生活方式。生产生活方式的改变又对信息技术和网络支持提出了更高的要求。随着近年来数字信息技术和网络技术的高速发展，基于IP互联的各种业务呈现出几何般飞速发展，业务的发展又对网络提出了更高的要求。视频监控作为新的业务种类正在广泛进入各大运营商的新业务之中。在新的时期视频监控行业又迎来了新的发展。视频监控行业作为安全行业里的重要内容在中国经过多年的发展，在技术和产品上已经从最早的特种行业的模拟系统发展到数字系统。从最早期的本地小规模发展到现在基于IP构建可以为大型系统服务的系统。随着计算机和信息技术的发展，使得大量新的通信技术、安全技术、编码技术等运用到视频监控领域。视频监控行业迎来新的发展，监控手段也由过去单一监视器发展到电脑、平板、手机等等多种可行而且价格低廉的解决方案。广电作为双向网络运营服务提供者可以利用自身双向网络，提供更高的网络质量、保障能力、服务能力，开展多种类型的视频监控业务。
　　1 视频监控业务技术发展过程
　　第一代视频监控技术主要是基于以模拟信号传输为核心的视频监控系统。它的主要系统构成由摄像机、监视设备、录像机、模拟切换设备等组成，这些设备都使用模拟信号，通过电缆将这些设备互联。因技术限制，第一代视频监控技术主要用于小规模的场合。第一代视频监控存在很多缺点，它的距离受电缆限制距离有限、信号传输安全性差、操作控制不灵活、厂家集成度高不好引入第三方产品、造价高等缺点。
　　第二代视频监控技术主要是基于电脑或单片板卡式视频监控系统。主要特点数字化程度非常高。随着技术的发展进步，第一代视频监控技术里需要的很多硬件，通过计算机的发展可以通过计算机来实现。第二代视频监控技术的核心是计算机，通过电缆将视频数据传到电脑接口，电脑通过软件或者硬件来进行编码处理。如果是硬件处理需要单独视频压缩卡，如果软件处理需要软件支持。第二代技术确立了以电脑为中心端，其它辅助配合的组合。这种以电脑为中心端的第二代技术广泛应用在超市、工厂、小区等环境，现在也是视频监控市场的主力。以电脑为中心端的第二代技术极大的发展视频监控市场，成本低、施工难度小，技术要求不高都是它的特点。但是第二代技术也存在着很多问题。如电脑面临着系统极不稳定、安全漏洞多、容易被黑客利用、软件编码对软件要求高、网络的联网管理能力差等缺点。
　　第三代视频监控系统拥有摄像头编码硬件化、信号传输IP化、视频格式多样、中心与终端远程化等特点。这些特点形成新一代视频监控系统。新一代的视频监控技术的核心思想就是IP化。摄像头不再以视频线作为传媒介质。通过IP传输的方式，极大的克服了第一代、第二代的距离问题，同时通过摄像头集成高速DSP处理芯片嵌入式系统进行硬件编码，使得第一代、第二代的视频编码卡、电视编码卡等不再需要，简化了设备种类和施工难度。通过IP架构使中心点与终端可以远距离，将大型的、分散的，地理区域监控集中管理。符合通信网的发展趋势，具备专业的和广泛而灵活的特点。通过引入IP技术，第三代视频监控系统在第二代的基础上得到了更大发展，它解决了第二代限制距离问题、计算机编码资源占用大不稳定问题、不能远程控制等问题。通过第三代视频监控系统的发展，视频监控系统正在向高清化、多功能化、智能化发展。
　　2 双向网监控业务技术设计思想
　　遵循技术上先进、功能上齐全、性能上稳定、价格上节约的原则。充分考虑综合施工、维护及操作因素。并为今后的发展、扩展，改造等因素留有扩充的余地。设计要求是系统的、完整的，全面的。设计具有科学性、合理性、可操作性，主要原则如下：
　　2.1 先进性与适用性
　　采用科学的、主流的、符合发展方向的技术，设备和理念。系统集成化、模块化程度高。设计合理、架构简洁、功能完备、切合实际，能够有效控制和提高工作效率。满足监控业务和其它双向业务的实际需求。网络设备和监控系统的技术性能和质量能够达到用户需要。设备的安装调试、网络配置操作使用应简单方便容易掌握，适合广电网特点。
　　2.2 经济性与实用性
　　在先进性、可靠性和得到充分满足的前提下，要体现高性价比。采用经济实用的技术和设备。充分利用现有资源，综合考虑系统的设计、网络的建设、设备的升级和维护。充分考虑实际需要和技术发展趋势。根据不同的用户现场环境，根据现场情况设计选用功能适合的设备及技术。通过对网络设备的严密、有机的组合实现最佳的性能价格比，以便节约投资，保证功能实施的需求经济实用性。 　　2.3 可靠性与安全性
　　设备选择非常成熟的PON技术。PON是成熟的、稳定的、完善的技术。其它系统要求具有一致性、升级能力能够保证长期稳定运行。设备具有一整套完整的系统管理策略可以保证系统的运行安全，网络具备迅速恢复的功能。在网络及设备布置上使用多点连接的方式，在单点线路或者设备因事故造成中断后，能确保备份设备及线路正常使用。同时确保数据在传输过程中准确性、完整性和一致性。
　　2.4 开放性与可扩充性
　　交换机和PON设备是现有成熟的产品。在网络布置上还考虑到周边网络环境的现状和技术的发展趋势，可以与多种品牌设备进行连接。摄像头拥有网络接口，通过网络可以管理。在网络设备选型上要求支持标准化网络协议，可以多种设备之间互联，降低单一设备厂家依赖，降低设备采购价格。在设计中空有一定数量端口，防止故障或者测试没有端口使用。在线路管理上拥有SNMP、HTTP等工具，可以通过网络进行综合全面远程管理。在网络设备选型上要求中心端、分前端、汇聚设备支持国际标准化一层、二层、三层网络协议，在线路上规划过程中设计一定余地，方便以后在系统需要增加功能或者升级时可以进行升级，网络线路中保留一定数量光纤，保证以后与其它设备和新技术的升级能力。
　　2.5 优化双向网络及设备
　　在满足用户对功能全面、质量可靠、性价比高和服务质量有保证的情况下，在技术方案设计上尽力以最优的方式配置资源、在保证质量的情况下降低整体成本。设备管理要求能以高效率运行并节能。通过中心网管平台可以对各分节点情况进行有效管理、时时动态了解设备和网络的运行情况。并能通过SNMP等网络协议进行统一管理，减少设备和网络的维护工作，减少设备损维修管理费用，从而提高综合网络管理水平。
　　3 广电双向网开展监控业务建设思想
　　根据广电双向网技术特点结合多种视频监控技术的特点，充分考虑到特殊环境下安防系统的摄像头及各种探头密集、监视的广度和深度要求较高、监视过程实时性高、高清晰的图像质量、高度的系统集成及全方位的信息等。我们计划将网络与摄像头初步建立一个功能完善、应用范围广、初期投资少、扩容方便的数字化网络系统。技术体系、统一规划、统一建设、充分发挥整体效能达到更充分利用资源、更好、更方便的管理网络及设备目的。监控系统基于IP网络建设，充分利用现有网络及设备，突出特点。网络结构为星型网络，中心点与各站之间是万兆连接，各站与OLT是4千兆连接，OLT随着带宽增加升级到万兆，OLT下使用千兆结点方式，可以保证单结点下10-33个摄像头使用。能够满足监控、远程控制、录像存储等要求。
　　4 POE组网的特点
　　PON（Passive Optical Network： 无源光纤网络）。PON（无源光网络）是指光配线网中不含有任何电子器件及电子电源，ODN全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。PON系统结构主要由中心局的光线路终端（OLT： Optical Line Terminal）、包含无源光器件的光分配网（ODN： Optical Distribution Network）、用户端的光网络单元/光网络终端（ONU/ONT Optical Network Unit / Optical Network Terminal）组成。PON网络的突出优点是消除了户外的有源设备，所有的信号处理功能均在交换机和用户宅内设备完成。根据数据链路层和物理层的不同，有APON、EPON、GPON等PON技术有如下特点：
　　（1）相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。PON结构在传输途中不需电源，没有电子部件，因此容易铺设，基本不用维护，长期运营成本和管理成本很节省，PON系统对局端资源占用很少，模块化程度高，系统初期投入低，扩展容易。PON系统是面向未来的技术，大多数PON系统都是一个多业务平台，对于向全IP网络是很好的选择。
　　（2）提供非常高的带宽。PON目前可以提供上下行对称的带宽，并且随着以太网技术的发展可以升级到10Gb/s。
　　（3）服务范围大。PON作为一种点到多点网络，以一种扇形的结构来节省有限的光缆资源，服务大量用户。
　　（4）使得网络距离跨度大，消除了户外的有源设备，所有信号处理功能都由前端侧设备完成，减少线路和设备的故障率低，提高系统可靠性，同时减少维护成本。通过PON组网应用还具有高带宽可满足高清监控要求的优点，具有多样化的接入方式。
　　5 結束语
　　视频监控正朝着数字化、网络化、规模化方向发展。传统视频监控技术已经不再适应时代发展的需要，旧的视频监控系统升级是必要的，新的需求也在不断增加。在这种情况下，广电网络利用自身网络特点，通过PON、IP技术可以在双向网增值业务中有大的发展。
　　参考文献：
　　[1]FTTx PON技术与应用[M].人民邮电出版社.
　　[2]智能视频监控系统[M].中国电力出版社.
　　[3]TCP/IP路由技术[M].人民邮电出版社.
　　k; TCP/IP; application
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