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高清技术应用及趋势探讨(2)

时间:2011-01-18 来源:中国集群通信网 作者:顾小军 点击:

  分辨率:1920×1080,16:9宽频,能够提供比4:3更加宽广的画面,适合狭长的流水线监控,减少摄像机安装的数量。

  帧率:在1920×1080p下达到25帧/秒,保证图象的实时和连续性,能充分监视到流水线的动态情况。

  以下为系统网络拓扑图

  上图中实线表示百兆链路,虚线表示千兆链路

  网络的物理链路上采用超5类的综合布线UTP,当然能用6类更好。分中心的接入和汇聚在同一个机柜内,因此汇聚与接入的连接直接采用千兆电口即可,无需再增加光模块。如果接入交换机放在场地现场,则接入与汇聚可采用千兆多模光缆连接。汇聚与核心连接最好采用万兆光纤。因厂房较大,某些前端摄像机距离接入交换机超过100米,则此段的UTP链路改为4芯多模光纤,光纤两端用100M光纤收发器,进行光电转换。

  传输网络小结:由综合布线和网络交换机组成,小规模的项目只要设二层(接入与核心)即可,本系统因大规模较大,设计为三层架构(接入、汇聚与核心),系统速率满足百兆接入、千兆汇聚、千(万)兆核心。这是非常成熟的网络架构,任何一个有网络系统配置和实施经验的工程师都可胜任设计。

  2分中心设计

  视频服务器、存储设备、电视墙、视频工作站均设置在分中心内。

  视频服务器

  我们这里提到的视频服务器与厂家、媒体提到的视频服务器(DVS)不一样,DVS主要功能是对模拟视频的数字化编码,我们这里所说的视频服务器主要是对前端摄像机发送过来的视频流进行封装和转发到存储设备上去,同时要响应视频工作站的回放(实时和录像)的请求,从存储设备中取出对应路数的视频流,相当于是流媒体服务器。

  受目前PC架构的CPU总资源限制,一般管理视频流不超过64路,为了提高系统的稳定性,我们建议每台连接不超过50路。本工程我们设置管理的是40路,这样大大的提高了服务器的稳定性,同时也保证了其他终端对服务器请求响应的及时性。

  服务器具体选型上应采用四核至强处理器(2颗),2G以上的内存。每台服务器上配置监控视频管理平台软件。

  服务器、视频流及管理平台工作流程示意图:

  存储设备

  目前IP监控工程主流的存储采用IP SAN形式,每台存储通过2~4个千兆以太网口挂到IP网上,用于接收视频服务器转发过来的视频流。对于存储来说,我们最关心的是容量大小,因为这将关系到系统的总造价。下面来对高清和标清视频存储容量进行一下计算。

  单路高清30天存储时间的容量=3Mbps(平均码流)×60×60×24×30÷8(小b变大B)÷1024(M变G)÷1024(G变T)=0.93T,为方便计算取1T容量。

  单路标清30天存储时间的容量=1Mbps(D1画质下的平均码流)×60×60×24×30÷8(小b变大B)÷1024(M变G)÷1024(G变T)=0.31T,为方便计算取0.3T容量。

  因此每个车间按50台高清30台标清,存储1个月时间来算:

  总容量=50×1T+30×0.3T=59T

  这个59T为全实时24小时录像的理论容量,实际应用时考虑到工厂放假、生产线检修、夜间停工、以及采用移动侦测录像等策略,实际容量可以降低很多,采用48T也已经足够了。

  每个车间80路视频的总流量=50×3Mbps+30×0.3Mbps=159Mbps

  总控制中心设计

  厂区设一个控制中心,对下面的5个车间分中心可以进行全面的监控和管理,查看实时图像和调用录像资料。总控中心设有24块大屏电视墙,作为全厂生产管理的调度中心。

  从前面的分中心架构可以看出,每个车间的摄像机视频码流绝大部分已经在本地进行了存储和实现了管理,即使总控制中心不运行也不会影响分中心的正常运转。如果总控中心不调用、查看分中心的视频,则总控和分中心之间网络的流量基本为0;若总控中心要调用下面的视频资料,按单屏单路显示来计算,最多为32路,以高清码流为例最多达32×3=96Mbps。鉴于此,我们认为分控中心的汇聚层交换机到总控的核心交换机采用千兆链路即可,当然从长远角度来看,布线系统是一次性投资的,主干宜采用万兆光缆,但目前对于监控系统的应用千兆速率就够用了,这样也可以降低网络交换设备的造价,毕竟万兆设备的价格还是比千兆高许多。

  32路视频输出,配置8台4路输出的视频工作站。另外再设置6台指挥调度工作站,可以对任意路视频进行监管、查看。

  管理平台的选择

  目前市面上能提供视频监控管理平台软件的厂商很多,有第三方的也有某硬件厂商配套的。一般来讲第三方平台软件走的是开放性的道路,全面支持各品牌、各规格的IP摄像机,对于业主和集成商来说,以这样的第三方平台为基础搭建IP监控系统显得非常方便,可以自由选择各具特色的IP摄像机品牌产品,整合到系统中去,而不惧各品牌产品不兼容、不能管理。支持IP摄像机产品越多的平台软件,应优先考虑。

  可能有些同行和业主还对IP监控系统不是很了解,认为IP系统造价投资一定很高,不是一般人所能接收得了的,但是我们通过这样的案例,并对三种主流架构进行分析,完全可以颠覆造价贵的概念。

  请看下表的分析

  从对比中可以看出,IP标清系统并不比模拟系统增加多少造价,在合理选择设备、精心搭配下还甚至可以做到造价更低。高清系统受制于摄像机本身的价位和存储、软件的造价,每路的造价尚不经济,但从可以代替5路标清或1台标清球机角度来看,造价并不高。

  以上述工程为例,如果车间流水线不采用高清摄像机,覆盖同样的场地选用标清摄像机的数量会增加3~4倍,其造价同样会增加很多。

  而在满足系统实际流量、存储容量的情况下,选择具有最佳性价比的配置和产品,则是降低IP监控系统造价的一个重要手段。

  影响IP高清监控推广的几个障碍
(中国集群通信网 | 责任编辑:陈晓亮)

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