冰山融汇

百家号17-07-2700:41

大型监控系统如何组网，分布式还是集中式？可靠性与性价比又如何取舍？什么才是最合适的视频监控存储产品？在不同地区、行业的项目中，这些疑问均成为业主、专家、系统集成商等各方面共同关注的重要议题……随着网络化尤其是高清化视频监控的逐步普及，视频监控中心的存储、解码、监控中心如何设计施工成为视频监控系统，尤其是大规模视频监控系统中重要的支撑产品。本文试图从几个重要技术要素方面作出分析。

一：高清监控系统组网

前言

对于三网融合,想必读者都耳熟能详。然而在还有“两网”的融合，正在悄然的发生，多数人没有注意到，哪就

是“计算机网”和“安防监控网”。

传统的“安防监控网”，是采用模拟技术传送视频和音频信号。优点是技术难度低，兼容性好；缺点是智能化程

度低，清晰度难以提高，网络扩展性差。

新兴的“高清监控网络”，采用最先进的局域网与互联网（IP）技术，具有以下优点：

1、 入门即为高清，而且清晰度升级空间大，超清、4K 等技术都可以无缝升级；

2、更加智能化，音视频信息和控制信息同网传输，具备整网融合智能管理的条件；

3、 同网建设，可以同企业内部计算机网、互联网同网建设，大大减少建设和维护成本；

4、 可扩展性强，无论是网络规模、还是功能扩展，都有很强的扩展能力；

作为未来趋势的“高清监控网”，虽然提供了很多的便利，但是在流行的过程中也遇到了很多障碍。其中最大的 障碍是，传统的安防监控工程师，对计算机网络不熟悉，更严重的是，高清监控网络应用中一些情况与传统的安防 监控经验相冲突，以至在规划和实施中遇到前所未遇的问题。

本白皮书，集合了宙视达多 年 大型网络高清监控系统整体解决方案经验所得，针对高清监控网络在规划和实 施中的实际问题，进行分析和解答。希望与广大安防监控工程师一道成长，为高清监控网络的普及一尽绵薄之力。

高清监控网络规划总略高清监控网络的规划，同传统监控网络有很大不同，但同时，又与一般计算机网络在工程要点上有所出入，因此，它的规划既不同于传统监控网络，也不能照抄一般的计算机网络设计。对于高清监控组网经验尚不足够的工程师，“宙视达”建议按照以下流程严格的进行网络规划：

1、 构画拓扑（TOP）图；

2、 瓶颈计算与解决；

3、 设备安置与供电考虑；

4、 与计算机网络并网；

5、特殊情况解决；

6、 拓扑图定稿 所谓熟能生巧，如果工程师严格按照以上流程进行思考，几个项目之后，就可以略过以上流程，直接划出满足

用户需求的组网拓扑了。

拓扑图拓扑图就是表达的是网络设备间的连接关系，网络的基本结构，画拓扑图就是完成网络规划的过程。初画拓扑图的时候，需要注意以下要点：

1、 注意尽量采用金字塔结构。金字塔结构是快速以太网以上版本推荐使用的网络拓扑结构，这样的组网方式逻辑清晰，点到点的平均开销最小，流量分布均匀，易于发现瓶颈。

典型的金字塔结构如下图：

2、级联交换机级数不宜过多，建议最多不超过 5 级。

3、 中心健壮原则。按照星形结构，居中的交换机（或者中心交换机）承载的负荷最重，如果发生故障，影响 也最大。因此中心交换机应该采用相对更为健壮的交换机，也应该考虑更大的冗余。

瓶颈的计算与解决

高清监控网络中，音视频不流畅是大敌，而我们从大量案例中发现，设备原因造成音视频不流畅只是其中很小

一部分，网络拥塞占到原因的 95%。

网络拥塞原因有两种，第一种是规划考虑不当或则施工不当造成的结构性拥塞，第二种是网络中应用非正常大 量报文造成的拥塞。对于第二种拥塞，我们应该建立起在网络管理的快速应对机制（详见后文）。与第一种结构性 拥塞，我们应该在产品规划中计算考虑清楚瓶颈问题，坚决杜绝此类问题的发生。

一个单纯的监控网络中，流量瓶颈点主要在以下几个：

1、交换机级联口；

2、 存储设备（如 NVR）与交换机接口；

3、 解码设备（如矩阵）与交换机接口；

4、 外网（互联网）接口；

怎样判断一个监控网络是否存在瓶颈？如何计算？ 先对于以上端口，用以下公式计算所需带宽：

所需带宽=流经 IPC 数量*（主码流率+辅码流率）*1.5

如果所需带宽>端口带宽，那么就意味着有结构瓶颈。如

连接端口①：所需带宽=20×4M×1.5=120M＞100M，存在瓶颈； 连接端口②：所需带宽=20×8M×1.5=240M＜1000M，不存在瓶颈； 连接端口③：所需带宽=120M+240M=360M＜1000M，不存在瓶颈。 （图例，对于流经 IPC 数量的计算方法，用图例说明）

如果出现瓶颈，那么怎么解决？

1、 改 用更 高速 的接口 。 普通 快速 以太网 的接 口最大 带宽为 100Mbits/s,我 们 可以 改用千 兆以 太网接 口1000Mbits/s。

2、 如果是交换机级联，则可用“链路聚合”技术“并线”，利用宙视达智能交换机，可以并线 4 条 100M 线路最大达到 400M，4 条 1000M 线路最大达到 4000M。

3、 重新设计设备间的连接关系，消除瓶颈。

设备安置与供电考虑

设备的放置地理位置考虑，对网络拓扑结构会有很大影响，因此进行现场考察非常有必要。

哪些设备要集中在机房放置？哪些设备要楼道放置？都要结合用户需求考虑清楚。

以下是典型的完全集中放置方案，和分布式放置方案的对照参考。

特殊情况的解决 特殊情况一:网线距离过长

我们知道，传统模拟视频传输的允许最大距离为 500 米，快速以太网的标准距离为 100 米。而模拟视频传 输如果超过有效距离时，对视频产生的影响是视频质量下降，噪点增加，越来越模糊直至没有，是个逐渐的过程。而以太网超过有效距离时，效果是图像直接断掉，是个突然的过程。

虽然我们安置楼道交换机或者其他中间网络设备，可以解决距离问题，但是确实有一些情况下，很难安装中间设备，因此需要一些解决的办法。

对于交换机与 IPC 之间，如果距离超过 100 米，一般惯常的办法是加光纤收发器。如 图 ：

但是这样成本增加较多，施工难度增大。如果延长距离不多，可以通过宙视达的“网线+”技术来实现。单向 通过“网线+”技术，合格的标准 5 类布线可以延长网线距离到 150 米，如果 IPC 端采用了类似技术，可以延长 网线距离到 300 米（注意此种情况不可同时使用 POE 供电）。

由于交换机之间传输数据量大，如果需要交换机之间距离延长，则“网线+”技术无法胜任。宙视达推荐使用千兆光纤级联技术。宙视达智能交换机带标准SFP插槽，可以通过更换模块来达到不同的距离要求。

室内布线困难跟室外布线困难这里先暂时不说。

附一：一百台典型方案

注：此一百台方案选用 HVS24G 28 口全千兆监控智能交换机作为中心交换机，接入层选择 5 台 HVS24G 24 口百兆标准 POE 口，2 口千兆交换机，每台 HVS24G 接 20 台 IPC，选取 1 个千兆口与中心交换机级联， 其余 5 个接口可接入工作 PC，中心交换机接 1 个服务器监控平台，通过光纤收发器可实现远端电视墙全面 监控，通过上层路由与互联网相通，方便户外工作人员实行监控。

附二：二百台典型方案

注：此 200 台方案同 100 台方案类似

附三：五百台典型方案

注：此 500 台方案采用两台 HVS24G 级联作为核心层，并且采用两端口链路聚合的方法将两交换机之间的 端口带宽增加至 2000M，每台 HVS24G 连接的 12 台接入层交换机接入 250 摄像头，此摄像头分配方案是由 于 HVS24G 最多支持 250 台 IPC，由于 IPC 接入数量较大，接入 NVR 数量太多不便管理，因此采用服务器监 控平台进行管理，每台服务器最多管理 100 台 IPC，因此选用 5 台服务器；此外，核心交换机连接解码矩阵， 方便在电视墙统一查看监控画面。

2续：监控中心集中存储解码上墙的设计与施工注意事项

对于一个中大型安防视频监控项目，都要有一个对所有视频监控统一管理调度的监控机房，由物业或保安部门负责监管。那么，安防视频监控机房应该如何设计施工呢？需要注意什么呢？

大中型监控系统机房又该如何组建，存储是分布式还是集中式？可靠性与性价比又如何取舍？什么才是最合适的视频监控存储解码产品？在不同地区、行业的项目中，这些疑问均成为业主、专家、系统集成商等各方面共同关注的重要议题……随着网络化尤其是高清化视频监控的逐步普及，视频监控的存储成为视频监控系统，尤其是大规模视频监控系统中重要的支撑产品本文试图从几个重要技术要素方面作出分析。

2.1.视频监控有哪些存储方案？

在早期，由于技术和产品发展的制约，视频监控同其他行业的解决方案相类似，磁带机成为当时存储的主流。在探头都处于本地并且数量少的情况下，确实解决了没有需要录像记录的现实问题，但也确实存在记录时间短、录像查询困难等缺点。

在网络化、数字化时代刚开始兴起的阶段，根据项目规模的不同采取了不同的存储解决方案。例如在小规模视频监控系统中，低成本的DVR存储成为主流，而在多级组网的集中式视频监控系统中，存储服务器存储则是主流。这两类方案由于解决了数字化的问题，共同克服了磁带存储的一些缺点。从另一方面仔细分析，这两个方案仍然存在一些需要优化的方面。如DVR存储，其在RAID等可靠性保障方面的缺失成为几乎致命的一个缺陷；而集中存储服务器存储在性价比方面一直需要不断优化.2.2.当前评判存储的要素有哪些？

2.2.1可靠性：视频监控系统的应用绝大多数与存储相关，所以存储的可靠性是一个重要保障。在大型视频监控系统的存储产品中，冗余备份机制、硬盘等易损件的保护机制、硬件异常之后的数据恢复机制等，已经成为存储系统可靠性的基本要求。宙视达采用专业的流媒体存储服务器与智能摘要备份服务器相结合，不仅大大降低了存储成本，并且对重点视频进行重点备份，这样及节省了大量成本，对重点视频录像文件的可靠性有了保障。采用专业的按盘轮巡及块状写入方式，不仅降低了机器硬件及硬盘的损耗，同时也间接的降低了设备故障延长了机器的使用寿命。

2. 2.2性价比：在高清化逐步规模普及的今天，高清在带来细节更清晰优势的同时，由于码流大小方面的原因，在存储、网络、解码等方面也带来了更高的要求。如果不能够在单T成本方面有下降，存储总成本的增加将会带来巨大的压力。宙视达采用最新的安霸低码流方案，不仅降低对前端带宽的要求，同时大大节约了存储成本，采用存储矩阵结合网络高清解码，流媒体转发，网络高清存储等多功能于一体的专业的矩阵，就是最好的解决方案

2.2.3I/O性能：视频监控码流从前端探头流向存储系统，最终的汇聚点在存储节点上，尤其是大规模集中式存储系统，在并发写入方面，要求存储产品具有接近于网络汇聚点带宽的写入性能。同时，还需要考虑录像快速查询方面的读性能。在高清化的视频监控系统中，高性能I/O存储产品成为关键和必须的选择。

2.2.4集成度：在任何大规模系统中，中心机房的大小、产品的数量甚至能耗等，已经成为一个系统性的难题。视频监控系统同样需要在监控中心，通过由单机具备更多功能更高性能的设备来构成，这是一个重要的考虑因素。存储产品如果在保障高性能的基础上，将存储之外的一些相关功能集成到存储产品中，将会是一个适应小机房、大应用发展趋势的必然选择。宙视达采用最新的安霸低码流方案，不仅降低对前端带宽的要求，同时大大节约了存储成本，采用存储矩阵结合网络高清解码，流媒体转发，网络高清存储等多功能于一体的专业的矩阵，就是最好的解决方案！

2.2.5运维：当前的视频监控系统，动辄几千个探头、甚至上万路探头的系统，也不是小概率项目，在这些大规模、多级别的系统中，支撑系统正常运转的关键设备，其自身的易开通、易运维，也非常关键。视频监控存储设备，同样需要具备通过简单易懂的交互界面，支撑清晰方便的开通运维工作。结合宙视达科技多年来与工程商、集成商的合作，了解到对网络监控系统的故障排查，系统维护方面的压力，公司与交换机厂家共同研发出了视频专业接换机，大型网络监控系统中故障排查及维护变得一目了然。存储设备亦是如此！！如下图：

存储产品技术展望

面对视频监控系统中大量的数据和应用需求，网络存储技术找到了新的用武之地。未来视频监控后端设备的发展方向，除云存储之外，将有两个趋势：一是中小规模的视频监控系统，将以基于网络存储的NVR一体化应用存储为主；在较大规模的视频监控系统中，视频监控将会以集网络高清存储、网络高清解码、流媒体转发等多功能于一体的存储矩阵及基于一体化应用存储的云存储，将成为大型视频监控领域后端服务设备的主流存储方案。

3.其它设备：

3.1考虑到监控机房的美观大方，监控机房应该采用吊顶设计，一方面可以起到隐蔽线路的作用，另一方面也可以防止灰尘掉落。

3.2对于大型监控机房，为了防止静电对监控后端设备的影响，安装防静电地板是必须的。机房安装防静电地板主要有以下几个好处：

1、使整个机房显得美观大方。

2、监控机房设备线路可以从防静电地板下方布线，不留明线。

3、方便设备及线路维护。

3.3大型监控机房的主要目的是为了实现监控中心对前端监控设备的集中管理及调度，而电视墙和操作台是整个监控机房的核心部分。监控中心操作人员可通过监控管理软件实现对任意一路视频的上墙操作。

3.4：大型监控机房设备众多，由于设备散热很高，短时间内即可使整个监控中心温度升高，而这些设备长期在高温状态下运行容易导致设备故障，因此一套完善的空调调温系统也是必不可少的。正规的监控机房应该具备温控传感器及温度指示标记，保证机房设备在指定温度下正常温度运行。

3.5大型监控机房还应考虑到紧急供电解决方案，当监控机房出现紧急断电情况时，备用电源可及时启动，即能防止因突然断电对设备造成损害，又能保障监控系统在断电情况下仍能安全稳定运行，避免非法分子破坏供电系统而导致系统漏洞。

注意事项：

在监控机房设计过程中，因以保障设备正常运行为目的，我们应充分考虑设备的散热及安全稳定运行。

以上个人关点，仅供参考