平安城市综合管理平台视频传输网络建设方案.doc
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1、平安城市综合管理平台视频传输网络建设方案7.1视频传输网络概述平安城市视频监控网络组网方案模型,视具体监控点位与区域而定,可以分为广域监控组网方案模型、城域监控组网方案模型、多域监控组网方案模型。在广域、城域、多域监控组网方案模型中,按照网络拓扑结构划分,可以分为星形拓扑方案模型、树形/总线形拓扑模型、环形拓扑模型;在小型平安城市监控网络中(监控点数一般在3000点以内),星形拓扑结构方案实际案例中应用较为广泛;在大型平安城市监控网络中(监控点数超万),环形拓扑结构方案实际案例中应用较为广泛;树形拓扑结构模型则广泛存在于星形和环形方案之中,如果作为视频传输拓扑方案单独使用,一般采用GPON/E
2、PON的方式进行接入使用总体说明视频传输网络。平安城市视频监控网络建设实际项目运作中,可以采用两种方案进行架构。一种是公安机关自身投资单独建设监控专网,与外网完全隔离,通过综合本身架构的视频专网与社会公共监控资源,共同构建出平安城市整体网络架构。另一种方式是采用租借运营商视频传输网络的方式,核心交换设备与传输线路全部租用,通过自建监控中心的路由器接入运营商网络的方式。7.2视频传输方式无论是公安专网专线方案,还是租用运营商网络方案,均会涉及到视频传输基本方式。按照前端设备类型和实际传输方式选型需要,按照业内规范,可以分为六种方式,即视频基带传输、光纤传输、网络传输、微波传输、双绞线传输、宽频共
3、缆传输。视频基带传输采用同轴电缆(非平衡)直接传输模拟信号,适用于300米以内的模拟视频信号传输与接入,接入网结构采用星形结构,视频信号与控制信号分离,布线量大,维护困难,扩展性能差,一般不用于大型监控系统建设;光纤传输,一般使用模拟光端机或数字光端机进行接入,传输距离远,可达几百公里,衰减小,线路抗干扰性能好,缺点是短距离(10公里以内)建设成本高,且不易维护,升级扩容难;短距离(10公里以内)光纤传输方式可以用于构建应急视频传输专线专网,用于对重点监控区域的应急灾备监控;网络传输,用于解决城域间远距离、点位分布分散的监控传输方式,采用MPEG2/4、H.264音视频压缩格式传输监控信号。采
4、用网络视频服务器作为监控信号的上传设备,只要有因特网的地方,安装上监控软件就可以进行监控,但要承受网络带宽和速度的限制,再要承受接入层和汇聚层交换机的转发性能,监控动画效果会有延时卡顿等现象,这也是网络实时监控的一个瓶颈所在,如果视频专网带宽足够(大于8M),交换机性能足够优越(传输时延小于50ms),则可以布置高清实时网络监控;微波传输主要是用于解决几公里到几十公里不易布线的场所,调制方式一般采用调频或调幅的方式,将图像搭载到高频载波上,转换为高频电磁波进行传输。性能稳定,综合成本低,可动态实时传输广播级图像,且组网灵活,即插即用;常用的有L波段(1.02.0GHz)、S波段(2.03.0G
5、Hz)、Ku波段(1012GHz),传输环境是开放的空间,如果在大城市使用,无线电波比较复杂,相对容易受外界电磁干扰,一般在平安城市解决方案中主要用于城郊开阔区域;双绞线传输也是视频基带传输的一种,将75的非平衡模式转换为平衡模式来传输的,是解决监控图像1Km内传输,电磁环境相对复杂、场合比较好的解决方式,将监控图像信号处理通过平衡对称方式传输。布线简易、成本低廉、抗共模干忧性能强,但只能解决1Km以内监控图像传输,而且一根双绞线只能传输一路图像,不适合应用在大中型监控中;宽频共缆传输,视频采用调幅调制、伴音调频搭载、FSK数据信号调制等技术,将数十路监控图像、伴音、控制及报警信号集成到“一根
6、”同轴电缆中双向传输。充分利用了同轴电缆的资源空间,三十路音视频及控制信号在同一根电缆中双向传输、实现“一线通”;但由于是采用弱信号传输,系统调试技术要求高,必须使用专业仪器,如果干线线路有一台设备有问题,可能导致整个系统没图像,另外宽频调制端需外加AC220V交流电源供电(但目前大多监控点都具备AC220V交流电源这个条件);说明视频网络建设中使用的视频传输方式,不同的传输网络方案需要使用不同的视频传输方式。7.3视频传输网络总体设计视频传输网络方案总体设计,核心即要选择合适的网络拓扑结构,即星形拓扑、树形/总线形拓扑、环形拓扑。如果只考虑前段监控设备接入,也可采用这三种方式进行接入,这也是
7、基本网络传输方案中最常见的拓扑形式,实际应用最为广泛。7.3.1星形拓扑结构星形拓扑分为星形拓扑和扩展星形拓扑,其中星形拓扑是用一个节点作为中心节点,其他节点直接与中心节点相连构成的网络拓扑结构;扩展星形拓扑是在星形拓扑的基础上对中心节点进行双机扩展,形成两个或多个中心节点方案(一般常用两个中心节点相互扩展),其他节点分别于两个中心节点相连构成的网络拓扑结构。星形拓扑结构扩展星形拓扑注:双星结构是实际网络中普遍采用的网络结构之一;7.3.2树形/总线形拓扑结构总线型拓扑是采用主线传输作为共用的传输介质,将网络中所有的计算机通过相应的硬件接口和电缆直接连接到这根共享总线上。总线型拓扑结构适用于接
8、入点相对较少的局域网络;树形拓扑从总线拓扑演变而来,形状像一棵倒置的树,顶端是树根,树根以下带分支,每个分支还可再带子分支。树形/总线形拓扑结构7.3.3环形拓扑结构环形拓扑接入网设备通过转发器接入网络,每个转发器仅与两个相邻的转发器有直接的物理线路。环形网的数据传输具有单向性,一个转发器发出的数据只能被另一个转发器接收并转发。所有的转发器及其物理线路构成了一个环状的网络系统。环形拓扑结构7.4星形拓扑视频监控网络详细设计7.4.1方案模型星形拓扑视频监控网络方案模型可以分为公安自建专网方案模型和租用公网方案模型两种,且均可以认为是点对点接入方案模型,实际应用中一般都布置为扩展星形拓扑结构,本
9、方案按扩展星形方案编写。注:无论是公安机关自建视频专网,还是租用运营商视频专网,视频资源在接入公安信息网时都必须经过网闸设备。星形拓扑分为星形拓扑和扩展星形拓扑两种方式;扩展星形拓扑指汇聚层交换机进行双机热备和负载均摊,同时必须都开启生成树协议,防止在接入层和汇聚层之间形成环网;这样可以快速定位单点故障,增强视频网络传输的可靠性。星形拓扑结构是IP监控中最常用的组网方式,也是小型平安城市视频专网建设方案的首选。实际应用当中,可针对项目具体规模进行方案调整。如果项目规模属于中小型规模,则不会使用汇聚层交换机,接入层交换机直接接入核心层交换机,同时核心层设备进行双机热备方案;如果项目规模属于中型以
10、上规模,仍然使用星形拓扑组网,则汇聚层交换机需要根据实际项目进行增加扩容。公安自建视频专网星形拓扑模型租用运营商网络星形拓扑7.4.2详细说明接入层部分:公安自建视频专网方案,接入层只需要使用接入交换机即可,通过接入交换机直接与前端监控设备和汇聚层相连。在派出所视频监控领域,采用千兆网口与汇聚层交换机相连,派出所中接入交换机按照堆叠方式使用,则单路接入交换机最多可以接入100高清监控设备(前端监控设备全部使用高清8M码流,网络带宽裕量按照最低40%进行估算);实际应用之中,会根据实际派出所需要接入的前端监控点位增加到汇聚层交换机的接入路数;我司网络监控前端产品都支持标准的百千兆电口,个别产品还
11、有模拟视频输出接口,方便用户应用,更有利于对原星形组网进行模拟化或数字化改造; 租用运营商视频专网方案,接入层设备除了使用接入层交换机之外,还要使用路由器接入到运营商网络,再通过运营商网络上行至汇聚层。一般电信运营商会在要求监控设备接入城域网,在城域网骨干结构中转发至当地公安机关监控中心,这种方式我们只要考虑接入层即可,汇聚层和核心层多采用网状方案架构,不需要集成商去考虑;汇聚层部分:公安自建视频专网方案,分局监控中心直接使用千兆接入交换机接入到背板具有万兆背板转发能力的汇聚层交换机,双机热备汇聚层交换机方案,则最大可以接入3600路高清监控设备(裕量按照40%进行估算);实际应用中,考虑到并
12、发视频流量和网络布线复杂程度。对于大型和超大型平安城市建设方案,市局监控中心可以采用电信级核心交换机,同时增加汇聚层交换机数量,采用不同分局在汇聚层进行隔离的方式,则可以架设监控点位超万的大型城市监控网络。租用运营商视频专网方案,汇聚层同样需要增加路由器接入到运营商网络,这里的接入带宽可以选用的有155M、622M、10G等POS接入方式,一般考虑到实际建设成本,大多选用155M进行接入,也就限制了实时高清视频接入的最大点数(理论最高8路),接入的视频监控区域也是防控重点区域。核心层部分:公安自建视频专网方案,核心层交换机必须使用电信级交换机,对于自建型视频专网,核心交换机背板转发带宽选择10
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