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1、一、名词说明1. 什么是IP监控?IP是Internet Protocol因特网协议的缩写,它是通过计算机网络进展沟通的最常用的协议之一。IP 监控解决方案就是通过有线或者无线IP 网络把视频信息以数字化的形式来进展传输。只要是网络可以到达的地方就确定可以实现视频监控和记录,并且网络视频监控系统将计算机技术、多媒体技术、网络技术与监控技术有机地结合起来。它能将监控系统和计算机网络系统连接起来,使两个互相独立的系统开始走向交融,实现真正的三网合一数据、语音和图像,在理念和方式上获得了重大打破。利用计算机网络技术,将封装成IP包的监控信息传送到网络上,与现有的信息管理系统融为一体,使网络中的每一台
2、多媒体计算机上均可实现对监控信息的管理和调用,进步管理程度和管理效率。网络视频监控系统的出现已经超出了传统监控的范畴,在其根底上增加了管理的概念。它事实上已经成为现代化管理的一个有力工具。据工业分析师和Co.,Inc.的分析,仅美国安装的模拟摄像机就有2,000万台。而在这2,000万台中,超过1,500万台是2002年出售的。在模拟摄像机销量如日中天的背景下,是渐渐浮出水面并且飞速开展的新一代产品-网络摄像机。看它的开展势头,人们不难预见到它的光线前景;随着数字化的理念的渐渐深化人心,在不远的将来,它确定会取代模拟产品。网络摄像机是干脆连入IP网络的新一代产品,运用户可以实现远程网络上视频观
3、看、存储以及对采集到的图像信息做出分析以实行相应的措施。意料网络摄像机在2007年将可能占到市场的一半份额,到2005年,全球网络视频市场将有望到达7亿9千万美元。无论是单独由网络摄像机组成的解决方案,还是由模拟摄像机加视频效劳器组成的解决方案,或者是两者混合组成的解决方案,IP监控都已被证明是一种极具吸引力的解决方案。在越来越多的原有行业应用中,这种革命性的技术正在逐步取代传统的监控系统,在进步平安性的同时也进一步的降低了本钱;而在很多新的应用领域,它还是第一次用到,也因此创始和激发了很多新的市场。正是由于它系统的可扩展性,IP 监控渐渐稳固了其在现有监视和远程监控行业应用的地位,也加速了在
4、其他新兴行业的应用,详细包括:教化:远程监控学校的操场、走廊、大厅以及教室,也包括对一些建筑物的监控;交通:远程监控火车站、铁路轨道、高速马路以及机场的平安;银行:应用于银行各分支机构或者是街头的ATM 取款机,替代繁冗的传统平安监视手段;政府:安保和监视应用,通常集成到已有的系统中;商场:对各大型超市的分支机构进展平安监视和远程管理,便利快速高效的管理;工业:对消费线、后勤部门、库房存储系统进展监控,进步了厂区的平安性。二、技术概念1. 有了MPEG1/MPEG2,为什么还须要制定MPEG-4为了使视频、音频媒体到达高质量、体积小、应用层面更广的要求,于是导入了对象object的概念;MPE
5、G4主要目的在于影像/声音上对象化进展描绘,储存,传送,交融这些对象的方式必需运用额外的功能,且这些功能是MPEG1/2 所没有的,以上需求成为制订MPEG4规格的主要缘由。MPEG4供给了一套标准的方法来描绘场景。Object不只是画面上的一部份影像,更可以与其它对象例如声音结合而成一个新的object。MPEG4不只可以对2D影像做编码,亦可对2D/3D mesh做编码对3D对象的编码实力,各个对象间的同步是一件很重要的事精确的时间限制。2. MPEG4 有多种编码方式,各有什么区分?3种常见的MPEG-4压缩方式:Short Header常见于运用DSP 进展压缩的架构中,SP/ASP
6、常见于运用ASIC 处理的架构中,ASP 供给I/B/P帧能更好的表现图像的微小环节,SP/SH 只能供给I/P帧。Short Header 相对其它MPEG-4 压缩技术来说,技术比较老,压缩率比较低,对压缩芯片技术要求或者DSP处理要求比较低,产生的码流比较高。该技术最大只能支持到CIF 画质;Simple Profile对图像压缩处理的要求比较高,由于压缩比大,故对图像质量损失比较大,对CPU的负担也很重,只有在高端的高速DSP才能实现MPEG-4 SP编码。常有厂商将SP写入ASIC架构,Simple Profile技术相比照拟早,只是在CIF 或以下画质对Short Header 编
7、码方式进展改良。削减了对网络带宽的要求;MPEG-4 ASP是在Simple Profile的根底上,特殊针对D1画质的图像进展编码,增加了对图像质量限制的编码,在码流增加幅度不大的前提下大幅度进步了图像质量,但这样进一步增加了CPU的处理实力,目前即使运算实力很强的高速DSP 也难以满意,只能依靠于ASIC架构内置的强力CPU才能实现。MPEG-4 ASP格式以秒的速度压缩动态图像。画质到达了MPEG-2格式以6到8MB秒压缩时一样程度。在确定的条件下,ASP的编码处理实力接近Simple Pro倍。3. 什么是I帧/P帧/B帧I 帧图像承受帧内编码方式,即只利用了单帧图像内的空间相关性,而
8、没有利用时间相关性。I 帧运用帧内压缩,不运用运动补偿,由于I 帧不依靠其它帧,所以是随机存取的入点,同时是解码的基准帧。I帧主要用于接收机的初始化和信道的获得,以及节目的切换和插入,I帧图像的压缩倍数相对较低。I帧图像是周期性出如今图像序列中的,出现频率可由编码器选择。P帧和B帧图像承受帧间编码方式,即同时利用了空间和时间上的相关性。P帧图像只承受前向时间意料,可以进步压缩效率和图像质量。P帧图像中可以包含帧内编码的部分,即P帧中的每一个宏块可以是前向意料,也可以是帧内编码。B帧图像承受双向时间意料,可以大大进步压缩倍数。值得留意的是,由于B帧图像承受了将来帧作为参考,因此MPEG-4编码码
9、流中图像帧的传输依次和显示依次是不同的。4. 各类压缩条件的带宽比较依据CCIR601規格(720 x 480 / 4:2:2 / 30 fps):720 + 360 * 2) * 480 * 30 * 8 = 166(Mbps)M-JPEGMPEG-2MPEG-4压缩率630-40200-500区分率720*480720*480720*480帧速25-3050-6025-30带宽需求10-30Mbps4-15Mbps10K-2Mbps5. 网络摄像机为什么要用MPEG-4,而不用MPEG-1,MPEG-2或者是M-JPEG从上面的表格看到MPEG-1/2/4还是M-JPEG仅仅是对视频流的压
10、缩方式,不同的压缩方式压缩率不同,从而对网络的带宽要求不一样。在一样画质传输要求的前提下,MPEG-4将会占用更小的带宽。相关就能给客户节约更多地网络建立本钱,这个在WAN 的建立上尤为明显;在带宽确定的时候,MPEG-4传输能同时支持更多路。也就是说在同等的网络根底上,MPEG-4压缩方式将能供给更多的监控点。6. 什么是QoSQoS会将video streaming恒久放在最高的优先级。好比在拥堵的高速马路上有警车为您的车队开道一样。7. 什么是 IGMPIGMP是在Layer2中支持组播,意思是数据可以被复制屡次,可有效的降低带宽的占用。8. 什么是 RTP & RTSP RTP 是 R
11、eal Time Protocol,这个功能是为了要确定每个帧之间的依次是正确的;RTSP是Real Time Streaming Protocol,这是除了对依次的限制之外,再加上对传送和接收时间的限制。和4CIF的区分区分率有区分:D1 的区分率: 720*480NTSC 720*576 PAL4CIF 的区分率:704*480NTSC 704*576 PAL虽然差异看上去很小,但是从技术上说4CIF 的产品的原型是在CIF 的技术上的,通过软件变更而来的,这个时候DSP 的运算实力并不能足以完全支持大区分率画面的实时运算,所以要切割成4 个CIF 大小的画面进展分别运算,最终合成一个大的
12、画面,同时还要看DSP代码编写的功力,假设拼合略微有点偏向很有可能在画面拼接处形成黑线或者部分像素重叠。而D1本身就支持大区分率的单个画面,也可以运用画面分割器变成4 个CIF 画面,而且D1可以比4CIF供给更大更清楚的图像。的工作方式我们充分利用电信现有的ADSL线路,实现各个监控点低本钱的接入互联网络,通过PPPoEPPP over Ethernet从ISP获得固定的IP地址,或随着每次拨号动态的得到公有IP地址,获得不同的IP地址时须要同时为每个监控点申请固定合法域名,这些域名指定由网上。一个供给DDNS动态域名解析效劳的效劳器负责解析。运用DDNS技术将使监控中心视频监控效劳器可以通
13、过所申请的域名访问监控点获得视频流。无论是一般 线拨号,还是ISDN、ADSL,只要承受了动态IP 接入方式都会遇到如何处理动态IP地址问题。所谓动态IP接入方式是指用户通过虚拟拨号技术动态地获得IP地址来开展上网业务。每次用户通过一般MODEM或者ISDN、ADSL拨号连接Internet时,ISP通常会支配给用户一个公共得IP地址,这时候Internet上得其他用户就可以通过这个IP地址访问该计算机。但因为这个IP地址是动态的,也就是说一旦断线,重新拨号就会获得一个不同的公共IP地址。这样监控中心就很难知道各个监控前端的IP 地址,后续操作很难进展。但假设承受静态IP地址的方式,昂贵的租金
14、仍是困扰用户广泛运用的关键问题。动态域名解析系统的出现为广袤用户彻底解决了这一问题。动态域名解析系统就是将用户申请的域名与每次不同的IP地址进展绑定,以实现Internet网络用户对效劳终端的访问。动态域名解析效劳依靠于动态域名解析系统。动态域名解析系统供给域名解析效劳,实现实时、动态地更新DNS;他是真正地域名解析效劳器,而不是URL 重定位器。通过域名效劳器的解析,可以供给真正的域名解析效劳,供给应访问者网上合法的IP地址这个地址是通过拨号上网的用户从ISP获得的合法IP地址。同现行网上免费的域名相比,动态域名解析系统实现了域名解析。动态域名解析系统基于软件技术实现动态IP与所指定域名的绑
15、定,从而运用户相当于拥有了“静态IP地址,动态域名解析在广域网视频监控中的应用,真正运用户享受到投入宽带、享受专线的超值惊喜。通俗化说明例如您到上海须要到上海市市政府,而您不知道上海市政府在什么位置,这个时候您只须要自己开车,只须要询问交警,他就能把您指引到指定位置,无论上海市政府搬迁到什么位置,交警总是能把您指引到目的地。而这个时候您扮演的角色就是访问的客户端,道路就是网络载体,交警就是DDNS效劳器,市政府所在位置就是访问的目的位置。12. 有几种方式可以看到视频?有三种方式:1C/S客户端/效劳器架构:在远程的PC上安装客户端软件,每个客户端软件独立干脆访问前端的视频效劳器或者网络摄像机
16、。2B/S阅读器/效劳器架构:在远程PC 上不须要安装任何客户端软件,只须要有一个IE阅读器,每个客户端访问的是架设在指定位置的效劳器,通过访问效劳器来看图像。3Brower方式:干脆通过IE 访问前端视频效劳器或网络摄像机。13. 什么是PoEPoE全称为Power Over Ethernet,是指通过10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T以太网网络供电,其牢靠供电的间隔 最长为100米。通过这种方式,可以有效的解决IP 、无线AP、便携设备充电器、刷卡机、摄像头、数据采集等终端的集中式电源供电,对于这些终端而言不再须要考虑其室内电源系统布线的问题,在接入网络的同时就可
17、以实现对设备的供电。在通用性方面,目前的PoE 供电也有了统一的标准,只要遵循已经发布的802.3af 标准,就可以解决不同厂家设备之间的适配性的问题。依据802.3af 标准的定义,PoE供电系统包含两种设备PSE和PD,对于PSE设备的定义如下:PSEpower-sourcing equipment,主要是用来给其他设备进展供电的设备,其又可以分为两种,分别为MidspanPoE功能在交换机外和EndpointPoE功能集成到交换机内。同时,对于PD 设备定义如下:PDPowered Device在PoE供电系统中用来受电的设备,主要是指一些无线的AP设备或者一些网络摄像机以及部分小功率的
18、SOHO类交换机。其典型组网示意图:同时802.3af 标准还定义了PIPower Interface:PSE/PD 与网线的接口,目前已经定义了两种方式Alternative A1,2,3,6信号线和Alternative B4,5,7,8空闲线的供电形式。14. 什么是网关顾名思义,网关Gateway就是一个网络连接到另一个网络的“关口。依据不同的分类标准,网关也有很多种。TCP/IP 协议里的网关是最常用的,在这里我们所讲的“网关均指TCP/IP协议下的网关。那么网关原委是什么呢?网关本质上是一个网络通向其他网络的IP地址。比方有网络A 和网络B,网络A 的IP 地址范围为“192.16
19、8.1.1192. 168.1.254,子网掩码为;网络B 的IP 地址范围为“192.168.2.1192.168.2.254,子网掩码为。在没有路由器的状况下,两个网络之间是不能进展TCP/IP 通信的,即使是两个网络连接在同一台交换机或集线器上,TCP/IP协议也会依据子网掩码断定两个网络中的主机处在不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信,那么必需通过网关。假设网络A中的主机觉察数据包的目的主机不在本地网络中,就把数据包转发给它自己的网关,再由网关转发给网络B的网关,网络B的网关再转发给网络B的某个主机如附图所示。网络B向网络A转发数据包的过程也是如此。所以说,只有设置好网关的IP地
20、址,TCP/IP协议才能实现不同网络之间的互相通信。那么这个IP地址是哪台机器的IP地址呢?网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址,具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的效劳器本质上相当于一台路由器、代理效劳器也相当于一台路由器。15. 什么是默认网关假设搞清了什么是网关,默认网关也就好理解了。就好像一个房间可以有多扇门一样,一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机假设找不到可用的网关,就把数据包发给默认指定的网关,由这个网关来处理数据包。如今主机运用的网关,一般指的是默认网关。16.什么是包转发率包转发率标记了交换机转发数据包实力的大小。单位一般位pps包每秒,一般交换机
21、的包转发率在几十Kpps到几百Mpps不等。包转发速率是指交换机每秒可以转发多少百万个数据包Mpps,即交换机能同时转发的数据包的数量。包转发率以数据包为单位表达了交换机的交换实力。常见Throughput测试方法有两种,一是Smartbits测试,一是Chariot测试。Smartbits测试是运用全球最权威的网络设备测试仪Smartbits2000 或6000,配以专业的测试软件SmartApplication,用连绵起伏的UDP包,来测出对不同大小的数据包,路由器每秒能处理的包数量。路由器在处理数据包时,主要的时间花在处理包头、包尾上,对不同大小的数据包,路由器每秒能处理的包数量差异不会
22、太大。这就像邮局处理包袱,主要的时间是花在处理寄件人、收件人和物品信息以及检查上,包袱重一点轻一点对处理速度影响不会太大。如128Byte包每秒能处理10000个,并不能做到64 Byte包每秒处理20000个,而是只比10000个略多一点点,比方10100个。例如:有些说法认为路由器在处理最大的1518Byte包时每秒8000个理论上处理1518Byte 包到达100M 线速的极限值是每秒8127 个,折算出Throughput是,于是称该路由器Throughput高达;而事实上这个路由器在处理最小的64Byte包时每秒是11000 个理论上的极限值是每秒148810个,折算只有,两者相差1
23、3 倍多!同样,说路由器的“Throughput高达97M,也很可能是1518Byte 包到达97M,而处理64Byte 的包却很可能只有!更为重要的是,小包转发的处理实力才能真正表达路由器的Throughput实力!目前市场上大多数的主流路由器处理512、1024和1518Byte这样的大包,Throughput大都能近似线速当然,也有一些杂牌路由器大包转发实力都不行,而测试256、128和64Byte等小包的时候,性能差异立即表达。而大多数路由器的实际应用里小包转发实力特殊关键,比方网吧里常常玩嬉戏,每操作一个嬉戏指令,每扣动一个扳机,转发的全部是小包,假设路由器处理小包的实力不够强,就很
24、难应付嬉戏的大量小包转发需求,嬉戏玩起来就很不顺畅。所以NAT开启64 Byte小包的LAN-to-WAN 的Throughput才真正具有评价意义。另外,以目前宽带路由器普遍所承受的硬件来看,根本上都缺乏以到达64Byte 小包Throughput线速,因此有些产品声称可以到达线速,可能是承受了所谓的NAT硬件加速技术,Throughput是很好看,但代价是全部数据都不通过CPU,无法做数据过滤,防火墙不起作用,路由器没有任何管理功能。这就像邮局根本不检查邮包里是什么东西,有没有易燃易爆物品,地址是不是火星,收件人是不是本拉登,照单全发。17. 如何考察交换机背板带宽相宜在网络应用我们如何去
25、考察一个交换机的背板带宽是否够用呢?明显,通过估算的方法是没有用的,应当从两个方面来考虑:1)背板带宽:全部端口容量 X 端口数量之和的2 倍应当小于背板带宽,只有这个时候才可实现全双工无堵塞交换,证明交换机具有发挥最大数据交换性能的条件。例如:一台CISCO2950T-24 最多可以供给2个千兆端口和24 个百兆口的交换机,背板带宽标称是,实际是:1G2+24 2 =,也就是说标称的背板带宽符合无堵塞全双工交换。2)满配置吞吐量(Mpps):满配置GE 端口数1.488Mpps+满配置FE 端口数,其中1个千兆端口在包长为64字节时的理论吞吐量为,对于百兆端口的理论吞吐量为,例如,一台CIS
26、CO 2950T-24是最多可以供给2个千兆端口和24个百兆口的交换机,标称吞吐量为,其满配置吞吐量理论应到达,只有大于或等于这个值才可以确保在全部端口均线速工作时,供给无堵塞的包交换。从标称状况和理论状况上看已经到达并超过了理论吞吐量,那么用户有理由认为该交换机承受的是无堵塞交换构造设计。背板相对大,吞吐量相对小的交换机,除了保存了晋级扩展的实力外就是数据转发专用芯片电路设计有问题;背板相对小。吞吐量相对大的交换机,整体性能比较高。不过背板带宽是可以信任厂家的宣扬的,可吞吐量是无法信任厂家的宣扬的,因为后者是个设计值,测试很困难的并且意义不是很大。假设交换机供给的性能不能满意在这个网络上的应
27、用就会出现数据传输延迟,对于实时传输的音视频流就会出现跳帧、破音等状况。18. 为什么网络视频会有延迟,延迟发生在什么地方首先先须要说明,我们平常运用的模拟视频传输到远端的电视机上,其只是电信号的传输,中间并没有编解码,也就是说中间除了电信号传输的时间差这个时间差几乎可以无视。而通过网络视频编码的图像在图像压缩的过程中就须要时间,然后通过共享的网络传输,在网络传输中存在将压缩完成后的数据切割打包成TCP/UDP包,然后传输到以太网中,在网络传输过程中并不是一条通道全部归视频传输,这样无可防止可能会造成数据包在网络传输中的碰撞/重新传输,或者通过路由转发,分批次传输到承受端。这些都无可防止的须要时间;最终到了承受端,压缩信号是不能看的,还须要解压缩,这个时候的时间消耗就和这台PC 的性能相关了。综上所述,通过网络传输的视频,经过编码-网络传输-解码这些都不行防止会造成延迟。同时过多的人同时访问编码器造成编码器网络部分负荷过大,无法满意刚好传输;网络流量过大或者交换机性能太差无法满意大流量数据交换量;承受端PC 的性能太差或者负载太重都会造成延迟时间的增加。(以上资料由ACTi公司供给)
限制150内