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浙江宇视科技有限公司版权所有，未经授权不得使用与传播信息技术的深入发展推动视频监控系统在各领域的广泛应用，不同的需求应运而生。针对不同的应用，需要从哪些角度去分析设计监控系统？引入了解视频监控方案基本需求掌握视频监控系统基本的设计原理能够根据需求设计简单的监控方案课程目标学习完本课程，您应该能够：视频监控系统业务需求分析视频监控系统分析设计前端采集系统选型传输网络分析及设计存储设备选型及设计系统规模分析及方案选型目录监控系统业务需求分析——看图像清晰、视频流畅看视频采集、编码视频传输解码显示图像编码分辨率图像采集清晰度显示分辨率视频监控系统的首要目标是要看清，哪些因素决定了看的效果呢？监控系统业务需求分析——控、管图像切换控制灵活、延时低；告警和联动反应迅速；配置和运行操作方便，维护自动化程度高控、管管理平台终端控制台灵活、迅速的反应控制，方便的管理维护是监控系统当前的重要需求，如何实现？监控系统业务需求分析——存、查存、查传输带宽存储系统录像存储可靠；查询方便、快速；回放清晰可靠存储体现了监控系统的重要价值，如何去保障？视频采集、编码监控系统设计要素设计要素前端传输显示控制存储摄像机、编码器传输设备、线缆监视器、大屏DVR、NVR、管理服务器硬盘、磁盘阵列视频监控系统业务需求分析视频监控系统分析设计前端采集系统选型传输网络分析及设计存储设备选型及设计系统规模分析及方案选型目录前端设备选型设计球机、云台摄像机设备选型应用环境一般特殊、恶劣环境视野需求多角度查看固定角度查看清晰度重要场所、重点关注对象普通场景高清标清一般场景摄像机高温、严寒、强反光、低照度等环境场景适应型摄像机枪机、半球万摄像机……镜头？补光？模拟摄像机网络摄像机……摄像机类型选择（一）模拟摄像机经济、安装使用方便、对网络要求低，适合小型、中小型应用场所或电梯等特殊监控应用。网络摄像机清晰度选择范围更广，能提供更高质量的视频图像；远程管理访问方便；布线成本低；扩展性强；软件平台兼容性强。适合于中小型、大中型及大型监控系统中的部署应用。摄像机类型选择（二）球型摄像机枪式摄像机半球摄像机一体化摄像机大厅、广场等360度大范围、变化的监控场景出入口、柜台等固定监控场景，可灵活搭配镜头走廊、会议室等短距离监控，室内部署要求隐蔽美观石油石化、高速公路等高环境要求应用场景摄像机分辨率选择监控关注点的不同一个范围内的事物的整体状态：人或物体的轮廓、一个范围内人员的活动情况等。一定距离事物细节的特征：人脸部特写、物体纹路、图案等细节。标清摄像机720P摄像机1080P摄像机300万摄像机……摄像机选择——高反差场景宽动态光线明暗反差强烈场景宽动态功能摄像机普通摄像机宽动态摄像机摄像机选择——低照度场景地下车库小区楼梯走廊低照度监控场景普通摄像机效果低照度摄像机效果低照度摄像机摄像机选择——日夜监控场景日夜监控场景白天夜间红外一体机开启红外灯红外一体机红外灯关闭日夜转换摄像机摄像机选择——不同应用需求不同应用接口需求•告警输入输出•语音对讲音频输入输出•网口、光口、EPON接口、WIFI不同供电方式需求•交流供电：AC220V/24V•直流供电：DC12V•远距离信号线供电：POE特殊环境需求•防暴、防爆摄像机•IP防护等级选择：防尘、防水目标的距离镜头距离目标的直线距离，决定了镜头的焦距。目标的成像大小成像目标在画面中占的比例，决定了视角、场景的宽度和高度三要素。视频采集之摄像机镜头选择（一）摄像机到监控物体的距离焦距视频采集之摄像机镜头选择（二）场景是否变换场景是否要拉远拉近，说明是否需要定焦还是变焦镜头。固定焦距：适合于可以直接确定监视区域的固定监控点；手动变焦：适合于暂时无法确定监视区域的固定监视点；电动变焦：适合于大范围远距离监视的全方位监视点。光线情况自动光圈：适合于绝大多数环境，尤其是室外光线变化较大的环境；手动光圈：适合于室内光线变化不大的固定监控点；电动光圈：适合于室内外光线变化不大的全方位监视点。镜头解像力（分辨力）镜头接口形式、镜头孔径等视频监控业务需求分析视频监控系统分析设计前端采集系统选型传输网络分析及设计存储设备选型及设计系统规模分析及方案选型目录视频监控的高带宽及流量突发需求单路视频的分辨率和码率在不断提高，对接入交换机的背板总线转发能力提出高要求标清SD（H.264/MPEG4，25帧/秒，D1分辨率，带宽需求2～4Mbps）高清HD（H.264，1080p/720p分辨率，带宽需求4～8Mbps）视频监控的流量具有突发性接入交换机X…………线速转发端口大缓冲监控密度在不断提高，对交换机的端口缓存提出高要求视频监控的可靠性需求监控系统对IP网络的传输质量要求较高。GB/T669要求，联网系统IP网络的传输质量（如传输时延、包丢失率、包误差率、虚假包率等）应符合如下要求：网络时延上限值为400ms；时延抖动上限值为50ms；丢包率上限值为1×10-3；包误差率上限值为1×10-4。传输网络避免单点故障，网络故障恢复时间要求低。监控承载网络的局部流量热点局部流量热点：海量视频接入以及中心存储的流量汇聚，造成了流量的局部热点，整体网络流量分布不均衡。实时视频查看业务和历史视频点播业务受关联因素更多，存在一定的随机因素。承载网络对视频质量的影响对于网络传输对视频质量的影响，主要有四个方面：停帧/跳帧：由于关键视频数据报文（I帧报文）丢失而造成的损伤，表现为图像停滞或跳跃；噪音：由于传输和随机噪声造成的损伤，表现为图像有雪花状；丢包：由于严重的持续数据包丢失而造成视频质量的下降，表现为图像出现马赛克，画面帧出现整列的扯动；抖动：由于数据包发送和接收顺序不一致而引起错序或错误而造成的损伤，表现为画面帧不完整，出现马赛克现象，并且前后画面有叠加/重合现象。视频图像损伤示例光纤接入，适合光纤资源丰富的地区，具有抗干扰能力强、带宽有保证的特点可以覆盖超大范围。使用以太接口成本会很低，带宽较高。LANSFPEPONWireless在一些环境复杂，很难布线的地区可以采用无线的方式接入，可以极大节省布线的工作量。在光纤并不富裕或摄像头密度较高地区，使用EPON光纤接入，可极大的节省光纤资源，同时具有抗干扰能力强、带宽有保证的特点。局域网接入方式层次化网络设计模型应用和需求推动网络层次的变化，下图给出了一个层次化的网络模型，由三个层次表示：核心层汇聚层接入层汇聚层：基于策略的连接接入层：本地或远地工作组访问核心层：高速交换简单网络拓扑············控制中心分控分控CAT5/CAT6百兆POECAT5/CAT6百兆POE千兆CAT5/CAT6/光纤接入交换机接入交换机千兆汇聚交换机控制PC控制键盘NVR两层拓扑：接入+汇聚百兆接入，千兆汇聚标准大中型网络拓扑三层拓扑：接入+汇聚+核心百兆接入，千兆汇聚，千兆万兆核心一级监控中心二级监控中心三级监控中心二级监控中心二级监控中心三级监控中心汇聚交换机核心交换机接入交换机网络设备选型设计（一）汇聚或核心设备的选择选型原则：支持丰富的特性，支持丰富的线路类型（LAN、EPON等），高性能和高稳定性。在中大型视频监控网络中为L3设备（一般为三层交换机）；在以组播组网时，必须支持组播路由协议：PIMSM和IGMPv2；在以组播组网时，汇聚设备的型号必须满足组播组数量的要求。接入设备的选择选型原则：支持传输的线路类型，能满足环境对设备的要求（尤其在室外的时候)。形态丰富，可以是L2/L3交换机、路由器、ONU设备、WLAN设备；在以组播模式组网时，支持IGMPSnooping。网络设备选型设计（二）解码器/视频客户端接入单播组网时，网络只需要考虑视频码流带宽要求即可；组播组网时，考虑带宽的同时，需要选择支持组播的接入交换机。存储NVR接入通过千兆链路与网络相连以满足实时存储和点播对带宽的需求。服务器接入需要转发流量、对带宽要求较高的服务器，需千兆即接入；对带宽要求较低的服务器，可以百兆接入。局域网接入技术——EPON接入EPON采用点到多点结构，无源光纤传输方式，成为解决最后一公里的最佳方案。相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。提供上下行对称的1Gbps的带宽，并且随着以太技术的发展可以升级到10Gbps。OLT分光器ONUONUONUONUONUONUONUONUONU利用组播特性，把路由、复制、分发的工作完全由3层设备实现，减少监控源、转发服务器和网络带宽的瓶颈。每一个数据流形成一个组播树，加入这个组播组的客户端均可接收到这个源的视频数据。简单高效，没有系统瓶颈，适合网络内大量用户的大量点播业务。局域网接入技术——IP组播上级域(MPPV3)交换机VM/DM客户端DC交换机IPSANVM/DMIPC客户端DC组播网络多域系统下级域(MPPV3)组播域组播流局域网流控技术监控终端支持IEEE802.3流控帧，避免多个监控终端瞬间流量引起的交换机端口Buffer溢出，解决因上行端口速率有限和端口缓存有限而导致的瞬间丢包问题，使交换机端口速率利用率达到95%以上，提高接入交换机的监控终端接入数量。那我等会再发接入交换机X。。。。。。多端口向同一上行端口转发，很容易导致上行端口Buffer瞬间充满Pause帧，你发慢点局域网接入链路可靠性技术终端支持链路高可靠特性，结合交换机的SmartLink技术或者链路聚合技术，将网线故障引起的事故切换时间降至1秒以下，规避接入网络引入的单点故障风险。服务器支持负载分担和链路高可靠性技术，结合交换机的SmartLink技术或者链路聚合技术，完成网络故障迅速恢复。无线：3G、WIFI光纤接入：FTTC、FTTB和FTTHDDN专线、FR专线、ATM专线广域网VPN专线光纤租用SDH……通信服务器社会资源接入普教视频联网建筑工地监管加盟店/连锁店/专卖店/直营店铺统一监管……广域网传输——无处不在的NATNAT是在目前IP地址日益短缺的情况下提出的，提供了一种地址重用的手段，是需求催生的产