前言
整个视频行业已经进入 联网监控时代，平安工程、智能交通系统建设模式也由原来单一重视增加视频前端摄像头，演变为视频信息的采集、传输、存储、共享、应用几部分并重，视频监控网络化、信息化的趋势日益明显。IP网络，作为连接前端与后端的通信基础平台，是IP监控系统的重要组成部分。可靠的基础网络平台，是治安视频监控系统、卡口系统、电子警察系统能可靠运行的前提和基础。
平安城市工程、智能交通组网可以使用视频专网、租用宽带专线、VPN网络等几种形式，从保障视频监控效果和安全性的角度出发，建议使用前两种形式中的一种，其中优选视频专网。
网络的可靠性可以从接入、核心与网络协议三方面进行设计。
接入网络设计
接入网络将视频信号从前端传输到接入机房，是视频传输的第一步，需要合理规划，从源头上解决信号的可靠传输问题。同时也需要注意，接入网络设备主要放置在室外环境中，对可靠性要求较高。
点对点光纤直连模式
在传统解决方案中，全景IPC、智能交通相机通过以太网线连接光端机回传视频信号。不但在室外环境中增加了一个故障点，而且采用以太网线连接需要增加额外的防雷措施(图1)。
点对点光纤直连方案取消了光电转换环节，全景IPC、智能交通相机自带光接口，通过光纤将信号传输到机房的接入交换机，接入网络的可靠性大大提高。
EPON无源光网络
在平安城市工程、智能交通的实施过程中，接入网络需要借助运营商的骨干光缆，为了最大程度节约光缆使用，可考虑使用串行总线模式进行信号传输(如图2)。
EPON是一种可靠的、可以满足室外应用的串行总线IP传输网络。笔者公司的智能交通相机、IP摄像机都带EPON传输模块，可以实现光纤通过该模块进智能交通相机或IP摄像机。同时EPON网络的分光器是无源设备，不需要额外供电，网络通信节点受外界影响小，可靠性高。
汇聚与核心网络设计
汇聚和核心设备部署在区县分局、市局机房，所有视频流量都要汇聚到这些设备上。一旦这些设备出现问题，可能会引起整个视频网络的瘫痪，所以针对该部分网络设备的选型、方案设计提出了更高要求。
设备选型
汇聚和核心设备要选择高可靠的插卡式交换机，配置双电源、双引擎，关键板卡做冗余备份，如图3。
如图3，对于汇聚与核心均采用可靠性较高的插卡式设备，通过交换、防火墙、IPS、无线等插卡，既实现了业务，又实现了后台的无阻塞交换。
双机、双链路组网
出于网络可靠性考虑，接入交换机和汇聚交换机之间可以考虑采用双链路上行，核心交换机与汇聚交换机之间也建议采用双链路上行，核心交换机采用双机热备，参见图4。
汇聚交换机采用双光模块上行，核心交换机采用双机热备模式，两台核心交换机分别接入汇聚交换机的一路光纤，两台交换机通过中心机房的连线进行信息互通。该组网方式从模块、设备、线路三方面考虑了网络组网的冗余。
RPR环网
在大型平安城市工程、智能交通项目中，如果对核心网络的可靠性提出最高的要求，可以考虑使用RPR(Resilient Packet Ring)环网作为系统核心网，如图5。
RPR(Resilient Packet Ring)弹性分组数据环技术集IP的智能化、以太网的经济性和光纤环网的高带宽效率、可靠性于一体，是核心组网中可靠性最高的方案。在典型的平安城市工程视频监控组网中，将分局、市局分配到环网的节点上，通过环网进行各局点数据和业务的交互。一旦区间光缆发生中断，该系统可以在50ms以内将视频业务切换到另外一段线路上，实现健壮的核心网络。
网络软性特性设计
视频监控的网络摄像机会产生视频码流，而卡口摄像单元、电警摄像单元也具备产生视频监控码流的特性，特别是视频监控实时码流，对IP网络的波动较为敏感，例如网络出现300ms左右的抖动，电视墙上的实时图像就会出现卡顿。所以，视频监控设备与网络设备的深度整合，网络流量的合理规划，对视频监控系统的良好运行起到重要作用。
QoS保障
当IP网络出现拥塞时，可以通过对网络设备的QoS设置，让对网络波动敏感的实时视频图像优先通过，见图6。
在视频监控前端设备上启用DSCP(Differentiated Services Code Point)功能，对不同优先级的数据流打上不同的DSCP值，在流量通过网络进行传输时，网络设备根据不同流量的DSCP值进行流分类，实现不同的优先级处理。
组播协议
组播技术作为一种监控系统媒体转发的优化方案，用交换机的组播转发代替传统模式中的流媒体服务器复制方式。组播分发时，前端只需发送一路实时媒体流到网络上，媒体流在尽可能远的分叉路口才进行复制和分发，当网络交换机发现网络中有用户需要观看监控图像时，对监控图像进行复制转发，见图7。
组播协议的启用使得实时视频的传送路径缩短，取消了流媒体服务器，客观上提高了视频监控传输的可靠性。
iSCSI直存储协议
在传统解决方案中，视频集中存储采用服务器转存模式，即存储视频流传送给流媒体存储服务器，由流媒体服务器转成视频文件存储在磁盘阵列中。该传输模型在网络和存储之间存在流媒体服务器，流媒体服务器成为视频存储环节的单点故障，见图8。
直存解决方案通过启用iSCSI协议，由前端编码器或摄像机打包存储流，直接存储到IP SAN磁盘阵列中。iSCSI协议的使用，绕开流媒体服务器，提高了视频存储业务的可靠性。
结束语
在实际的平安城市工程、智能交通方案设计中，建议使用专网来承载视频监控业务，保证视频图像的效果。在接入设计中，灵活采用点对点光纤直连、EPON、RRPP等接入技术来解决可靠性接入问题;在汇聚网和核心网选型上，优选插卡式设备，关键部分采用双链路、双机备份，在条件允许的情况下，选择RPR环网;在协议选择上，通过选择支持多媒体QoS、多媒体组播、iSCSI直存的网络设备，完成视频监控设备与网络设备的深度融合。
通过接入、汇聚、核心网络的优化设计，网络协议的合理选择，在各个层面保证视频监控网络的可靠性，为视频监控业务提供可靠的传输平台。
(文/孙加君 宇视智能交通产品总监)
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