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技术培训(基础篇)内容•什么是IP监控方案•常用术语•视频压缩•如何选择摄像机产品传统的模拟监控系统具有以下显著特点:•设备间直接通过电缆连接.•设备连接后就能使用•线缆的可达范围决定系统铺设范围实现以下功能有一定难度:•长距离监看•跨地域管理IP系统具有以下显著特点:•每个设备都需要配置IP地址•不仅可以在本地互联,也可以透过Internet互联202.99.12.33202.96.102.42212.34.12.3159.39.132.43IP系统IP视频监控系统不仅可以很方便在本地录像172.16.1.101172.16.1.102172.16.2.101172.16.3.101172.16.4.101172.16.4.102172.16.2.102IP系统也可以很方便在远程进行访问甚至跨地域进行访问172.16.1.101172.16.1.102172.16.2.101172.16.2.102172.16.3.101172.16.4.101172.16.4.102IP监控系统中需要用到的设备1.IP摄像机2.PC3.管理软件4.网线5.网络交换机必须可选1.路由器2.无线交换机3.POE交换机4.无线转发器IP监控系统中需要用到的设备以上设备用如下图方式进行连接InternetIP的4大应用z百万像素z画面分析z无线应用z多点管理百万像素•百万像素传感器没有模拟输出•只有数字信号输出——需要IP方式•只能数字录像——需要IP方式1.3M传感器仅数字输出1280x1024没有模拟输出画面分析•只有把画面数字化以后才能进行分析•数字化画面传输——需要IP方式滞留时间移动轨迹Picturesource:fromAimetis无线应用•在不适合拉线的安装位置•无线传输——需要IP方式多点管理通过Internet实现监看和控制本地录像远程录像(异地备份录像)•需要在任意时间，任意地点访问监控•需要在不同地域实现录像•需要在任意地点实现控制•任何时间和任何地点=需要IP方式内容•什么是IP监控方案•常用术语•视频压缩•如何选择摄像机产品术语解释IP监控系统包含以下内容:•网络拓扑结构•固定和动态IP•网关和路由器•NAT(网络地址映射)/PortForwarding(端口转发)•带宽•分辨率•码流•帧数常见的网络拓扑结构•星型拓扑•环型拓扑•总线型拓扑•混合性拓扑MAC地址MAC——网卡的绝对物理地址MediaAccessControlMAC地址标识网卡在网络上向其它设备表明自己的位置或地址，以便与网络上其他网卡区分开来。为此，每一块网卡都有自己的唯一的卡号。在同一个网络中也不允许有相同的MAC地址00-10-3C-52-0A-00一块网卡的MAC地址包含IEEE厂商代码、产品代码、产品序列码等常用术语固定和动态IP获取方式冲突可能一定时候地址变化动态固定DHCP服务器/路由器用户自定义极少发生存在是,但也要求管理员绑定不变不会通用惯例:动态获取用于设置或测试，固定IP用于长期使用IP地址•目前互联网使用的是IP协议第4版本即IPv4，它在RFC791中定义。IPv4协议规定，每个互联网上的主机和路由器都有一个32位的IP地址，它包括网络号和主机号，这一编码组合是唯一的•可以称为网络地址或Internet地址。是用来唯一标识互联网上计算机的逻辑地址。每台连网计算机都依靠IP地址来标识自己。就很类似于我们的电话号码样的。通过电话号码来找到相应的电话。全世界的电话号码都是唯一的。IP地址也是一样。•在同一网络环境条件下不允许重复的IP地址存在•表示方式:4个以小数点隔开的十进制整数就是一个IP地址。每部分的十进制的整数实际上由8个二进制数组成。所以每个数字昀大为255，昀小为0子网掩码•为了确定IP地址的网络号和主机号是如何划分的。也就是说在一个IP地址中，通过掩码来决定哪部分表示网络，那部分表示主机。大家规定，用“1”代表网络部分，用“0”代表主机部分。也就是说，计算机通过IP地址和掩码才能知道自己是在哪个网络中。所以掩码很重要，必须配置正确，否则的话，就得出错误的网络地址了。常用术语网关和路由器192.168.0.100192.168.0.101网关IP:192.168.0.1InternetIP:216.124.2.2Internet网关•网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。比如有网络A和网络B，网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192.168.1.254”，子网掩码为255.255.255.0；网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”，子网掩码为255.255.255.0。在没有路由器的情况下，两个网络之间是不能进行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协议也会根据子网掩码（255.255.255.0）判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，则必须通过网关。路由器•路由器是互联网络中必不可少的网络设备之一，路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。路由器有两大典型功能，即数据通道功能和控制功能。常用术语NAT（网络地址映射）和PortForwarding（端口转发）192.168.0.100:8080192.168.0.101InternetIP:216.124.2.2:8080InternetNAT（网络地址转换）•NAT就是在内部网络中使用内部地址，而当内部节点要与外部网络进行通讯时，就在边缘网关处，将内部地址替换成全局地址，从而在外部公共网上正常使用，对外代表一个或多个内部局部地址，是全球统一的可寻址的地址。•NAT的主要作用是节约了地址空间，减少了对合法地址的需求，多个内部节点共享一个外部地址，使用端口进行区分(PortForwarding（端口转发）)，这样就能更有效的节约合法地址PortForwarding（端口转发）•实现从Internet到局域网内部机器的特定端口服务的访问。•当用户访问提供映射端口主机的某个端口时，服务器将请求转到内部一主机的提供这种特定服务的主机•利用端口映射功能还可以将一台真IP地址机器的多个端口映射成内部不同机器上的不同端口。•端口映射功能还可以完成一些特定代理功能。网络带宽•带宽又叫网络频宽，是指在固定的的时间可传输的资料数量，亦即在传输管道中可以传递数据的能力。在数字设备中，频宽通常以bps表示，即每秒可传输之位数。•网络摄像机/视频编码器/NVR转发服务使用网络上行带宽•视频解码器和NVR使用网络下行带宽常见网络带宽•ADSL–上行带宽128K-512K（根据不同区域ISP不同），下行带宽128K-8M（根据用户申请带宽不同）•FTTB+LAN–上下对称1M-100M（根据用户申请带宽不同）•局域网–上下对称10M-10G（根据用户交换机配置而不同）•GPRS/Edge/CDMA–上下行总合不大于128K（根据不同区域营运商不同）•Wi-Fi–上下对称11M-54M（根据无线设备配置而不同）分辨率•在模拟或数字视频中的分辨率是相似的，但是在分辨率的定义方面有一些重要的区别。在模拟视频中，图像包括线，或电视线，由于模拟视频技术源于电视行业。在数字系统中，图像由像素组成(图像元素)。数字摄像机的分辨率由图像传感器芯片上的有效像素来衡量。CIF分辨率12801024352288•CIF:352x240(NTSC);352x288(PAL)•VGA:640x480•D1:720x480(NTSC);720x576(PAL)•百万像素常用分辨率百万像素D1分辨率720576分辨率——百万像素•轻易突破传统模拟CCTV系统480/540TVL的清晰度，将细节表现推上一个新的台阶分辨率（1）•QCIF–QCIF是常用的标准化图像格式。在H.323协议簇中，规定了视频采集设备的标准采集分辨率。QCIF=176×144像素。•CIF–电视图像的空间分辨率为家用录像系统(VideoHomeSystem，VHS)的分辨率，即352×288。分辨率（2）•D1不是硬盘录像机显示、录像、回放的分辨率，而是数字电视系统显示格式的标准，共分为以下5种规格–D1：480i格式（525i）：720×480（水平480线，隔行扫描），和NTSC模拟电视清晰度相同，PAL为720×576，是目前标准隔行扫描DVD规格。–D2：480P格式（525p）：720×480（水平480线，逐行扫描），较D1隔行扫描要清晰不少，和逐行扫描DVD规格相同–D3：1080i格式（1125i）：1920×1080（水平1080线，隔行扫描），高清系统常用的一种分辨率，分辨率为1920×1080/60Hz–D4：720p格式（750p）：1280×720（水平720线，逐行扫描)–D5：1080p格式（1125p）：1920×1080（水平1080线，逐行扫描)常用术语码流高码流=更好的画面品质=更大的带宽消耗和存储空间需求CIF@750KbpsCIF@128Kbps内容•什么是IP监控方案•常用术语•视频压缩•如何选择摄像机产品传感元件•图像传感器ÆCCD&CMOS–CCD=ChargedCoupledDevice•包含n个像素能同时将光信号转换成电信号.•比CMOS有更高的感光度–CMOS=ComplimentaryMetal-OxideSemiconductor•便宜，制造简单•功耗远低于CCD压缩视频模拟源编码录像实时画面回放模拟数字数字数字同轴电缆网络有线网络或无线网络DVRDVR•编码•录像视频压缩DVRDVR单点录像和控制IPIP摄像机摄像机•编码NVRNVR•录像模拟摄像机模拟摄像机IPIP监控监控分散录像和控制分散录像和控制•单帧技术每帧都作为单独的画面进行压缩–MJPEG•多帧技术比较多个画面,只对变化的画面进行压缩–MPEG-4–H.264○○○视频压缩不同的压缩方式比较方式带宽和存储空间需求处理器性能要求MotionJPEGMPEG-4H.264中低低中高高•MPEG-4可以提供D1@25FPS•H.264使用更先进的压缩算法,在进一步降低了带宽需求的同时对压缩处理器的性能提出更高的要求不同压缩方式比较(细节)一般码流H.264移动物体D3/D1/CIF40~2000.9Mbps0.45MbpsMPEG-4移动物体D1/CIF30~1501.5Mbps0.75MbpsH.263移动物体CIF25~100-Mbps1.2MbpsMPEG-1移动物体CIF25~100-Mbps1.2MbpsJPEG2000整幅画面SXGA/XGA/D1/CIF20-604Mbps2MbpsMPEG-2移动物体D130~1206Mbps3MbpsWavelet整幅画面SXGA/XGA/D1/CIF15~308Mbps4MbpsJPEG整幅画面SXGA/XGA/D1/CIF10~2012Mbps6Mbps压缩算法画面处理方式支持分辨率压缩比D1@30fpsCIF@30fps网络带宽计算•现实中由于数据碰撞,网络数据包大小不一以及数据报传输失败重发等现象存在，以太网的网络利用率远低于线速,通常普通智能交换机以线速的40%计算。•由于网络视频持续传输大量小数据包，无线AP及普通家用/SOHO宽带路由器的小包转发性能严重限制其同时传送多路网络视频数据的能力。•交换机的背板交换能力，背板小包交换能力和单一端口的小包转发能力决定网络能负载多少路网络视频•实际需求带宽=设置码流(Mb)*1.3如:设置1.5M码流,昀大需求带宽约为1.5M*1.3=1.95Mb磁盘容量计算•硬盘标称容量通常小于实际容量•不同的RAID等级,RAID卷总容量不同•不同的码流不同的保存周期不同的录像方式昀终容量需求不同•单路每小时硬盘容量(MB)=设置码流(Mb)/8*60*60*1.3如:设置1.5M码流,每小时容量需