H3C iVS IP智能监控解决方案

 

1概述

         随着科技与经济的快速发展，人们对安全保障的要求不断提高，视频监控的应用日益广泛和深入，监控的规模和范围也不断扩大,网络监控的需求如火如荼，如当前的“平安工程”中，一座城市可能有百万至千万人口、数不清的街道和设施、十万余处摄像监控点。但是，随着监控规模的扩大，很多问题也随之产生:

l  如何实现如此大规模社会资源的实时监控？

l  如何实现如此海量视频信息的高质量可靠存储？

l  如何有效管理和维护如此复杂的监控系统？

l  如何降低系统不断扩大后导致的运营费用不断高涨？

l  …

当监控规模不断扩大时，所有这些视频监控的本质需求，都是以模拟视频矩阵和DVR数字硬盘录像机为核心的传统网络监控解决方案无法很好解决的。

顺应技术发展的趋势，基于在IP网络、IP视频应用及IP SAN存储等领域长期的技术积累和对网络视频监控本质需求的关注，H3C推出iVS（IP Video Surveillance）IP智能监控解决方案，集视频编解码、网络存储、管理平台和传输网络四大平台为一体，以标准、开放、高质、可靠的IP技术，有效的解决了上述问题，满足了网络监控市场蓬勃发展的需求，可广泛应用于公安、轨道交通、机场、公路、教育、医疗、金融、电力、监狱、大型园区等领域的网络监控。

2产品组成

H3C iVS IP智能监控解决方案由编解码器、存储系统、管理系统和网络系统四大平台组成，如下图：

 

1)  编解码器

编解码器支持H.264、MPEG2、MPEG4、MJPEG等编码格式，提供从单路到16路各种密度的规格，实现本地高可靠海量存储（RAID保护、SATA）和缓存（CF、USB），支持实时流和存储流双流设计，支持高至8Mbps的高清码流或低至128Kbps的标清码流，支持端到端IP SAN，采用电信级制造工艺，可以基于各种网络环境高质量、可靠的满足各类网络监控前端编码、存储和解码的需求。

2)  存储系统

基于iSCSI标准的IP SAN技术和强大的数据管理服务器构建完善的网络存储系统，存储资源可以根据需求分布式部属并加以统一资源管理和调度，支持动态存储资源管理、在线部属，可以基于统一平台满足不同存储质量、容量和服务质量的客户需求（SLA），可以提供完善的备份和存储生命周期管理功能。提供不同性能的IP SAN盘阵，同时支持NAS备份功能。

3)  管理系统

包括专用的视频管理服务器、客户端和流媒体服务器，视频管理服务器是用于集中认证、注册、配置、控制、报警转发控制的专用信令服务器，可以实现完善的视频编解码设备网络管理功能，支持多台信令管理服务器相互协同工作组建多级多域的管理平台。客户端可以提供友好方便的人机界面功能，包括监控对象的实时监视监听、查询、云台控制、接警处理，并集成了基本的GIS功能方便用户操作。流媒体服务器可以用于流媒体转发、组播单播转换和外网VOD点播服务。

4)  网络系统

用于数字视频设备网络接入、汇聚、交换和进行组播优化过的系列交换机，用于边界安全接入并可扩展部属媒体服务的专用路由器（MSR），支持EPON和SFP接入的模块、业务板。详细介绍见H3C网络产品介绍资料。

3方案架构及组网

 

该方案中共有3栋楼（厂区、办公楼、宿舍）及门卫、三废处理区需要布设监控点100路。考虑到布线方便、实用，我们采用编码器EC3016，每个支持16路CIF图像格式的视频输入。故需要配置7个编码器，可接入7×16＝112路。

对于监控图像的存储，需要保存7天图像，

容量＝100*7*24*3600*768/8/1000000000+3*7*24*3600*1.5/8/1000000=6.2T

则需要配置IP SAN一台，可配置16块500G硬盘，可达到8T的存储空间。

 

语音系统：

本次网络是新建，无需PBX设备，利用H3C公司的语音网关设备提供类似功能。

将直线电话/虚拟网话机直接接在语音网关的FXS接口上，本次推荐采用VG 20-16和VG20-32分别提供16路和32路语音用户接入。

语音网关另一侧接入到IP网络，提供系统内部的语音呼叫。为了保证和PSTN网络的通信，通过语音网关的FXO接口接入PSTN网，本次推荐VG21-08，提供8路出口。

 

语音网关自动实现PSTN与IP的选路，实现IP集合通信系统与PSTN的无缝融合；根据实际需要提供接入话机数目与PSTN用户中继数的收敛比n：m；所有用户中继线捆绑为一个号码，从企业外部PSTN拨打企业内部电话时，先拨总机号，再拨分机号；当收敛比n：m为1：1时，可以直接拨打原来的电话号码，无需二次拨号。

本次推荐采用1：8的收敛比，采用二次拨号方式。

中心配置1台H3C XE200网守系统，提供地址解析、路由、号码管理等，通过100M接口接入企业北部网络。

VG系列产品特点

l  VOIP功能丰富

支持丰富的VOIP功能：私有专线、回波抵销、舒适噪音、免打扰、闹铃、无条件转移、遇忙转移、群线接入、二次拨号接入、号码最长匹配等普通IP话机不具备的特殊功能。

l  多种编码方案

支持多种编解码协议，包括G.711alaw、G.711ulaw、G.729r8等，丰富的编解码能力保证了在不同带宽要求下都能够胜任组网。

l  管理方便

支持业界主流GK的管理。管理方便，配置模式与路由器基本相似，支持命令行方式或WEB界面方式。支持SNMP协议（V1、V2和V3版本），能够被业界主流网管产品管理。

l  语音质量高

支持回波抵消、舒适噪声、防抖动（Jitter Buffer）等功能，提供良好的话音质量；支持IP TOS优先级设置。

l  安全性强

提供了丰富的网络安全特性，如AAA、RADIUS等。

l  可靠性高

采用屏蔽电磁辐射的机箱，可有效屏蔽各种电磁干扰，工作更加稳定可靠。采用独有的电源安全技术，保证浪涌、过压、低压、过流等现象能够被防护，输出稳定、可靠性高，并支持瞬时断电保护。

 

IP监控、语音系统，在厂区、宿舍楼各采用2台S3600-以太网交换机作为接入层,中心采用S3600-以太网交换机1台，均通过光口汇聚到中心核心交换机S5500SI 以太网交换机。实际中用户需要多配置1台接入交换机，则共配置6台S3600，1台S5500交换机

 

该系统的主要业务流程：

H3C iVS IP智能监控解决方案借鉴NGN(下一代通讯网络）架构，采用视频流控制和承载交换相分离的机制，可以高质量的实现各种监控业务，包括实时监控、视频信息存储及历史视频流回放等。

其中VM视频管理服务器是整个系统的信令控制和管理核心，所有监控的控制流都由VM视频管理服务器处理;

而DM数据管理服务器作为存储系统的管理核心，可以对分布式部属的IP SAN网络存储设备和ER编码器中存储资源进行统一的存储资源管理，灵活实现各种应用；

系统中的实时监视流则是通过IP网络或MS流媒体服务器进行以分布式的交换和处理。

u  专网方案下的iVS系统主要业务流实现机制如下图所示：

 

基本业务流程描述如下：

1)        实时监视流：

可在VC客户端上发起实时监视请求，VM 将控制指令发给相应的EC/ER编码器，专网环境下EC/ER以IP组播方式发送实时视频流，需要观看图像的VC和DC可加入到该EC所对应的组播组中，便可直接观看相应的实时视频图像了，此时由于采用了IP组播，无论有多少个VC或DC在观看该EC的实时视频流，所占有的IP骨干网带宽为都是一路视频流带宽，从而节省了大量网络带宽。而在非专网的单播网络环境中，EC/ER发出的单播实时监视流通过MS流媒体服务器分发到多个客户端上，实现多个客户端访问同一个视频源时只要占有一路网络带宽，降低网络带宽需求。

2)        视频存储流：

DM预先制定每个EC的存储计划，该存储计划通过VM下发到每个EC上。EC可根据存储计划，自动将视频存储的块数据通过TCP单播方式并采用 iSCSI接口写入到IP SAN存储系统中，不需要经过其他设备，也不需要其他人工干预。存储效率高、可靠性高，没有传统媒体服务器转发存储流的服务器性能瓶颈，网络存错扩展方便。

3)        历史回放流：

当需要查看历史视频信息时，在VC操作界面上发起回放请求，VM将该指令发给DM，DM在IP SAN进行检索，找到相应的历史视频数据后，IP SAN会直接将历史视频数据发给VC，由VC进行解码播放。

 

1　解决方案特点

iVS方案充分整合了H3C在在IP网络、视频及IP SAN存储等领域的技术优势，同时借鉴了NGN中控制与交换分离的先进理念，方案具备以下特点：

1)        先进的体系架构

iVS方案充分整合了IP网络、视频、存储、信令等领域的技术，采用开放的架构，标准的技术实现。系统将信令控制与媒体流交换分离的先进理念引入视频监控系统。系统管理服务器只处理信令流，媒体流通过网络或专用流媒体服务器的处理交换以分布式的形式分发出去，避免了由于媒体流处理的性能压力而造成的核心管理服务器瓶颈问题，从而可以实现监控规模的无限制扩展。

2)        创新的双流分离设计

iVS方案根据网络监控中对实时流和存储流的需求差异创新性的在全系列编码器产品中采用了实时流和存储流分别输出的双流设计，其中实时流支持单、组播，存储流支持iSCSI标准的TCP单播流，iSCSI标准技术的支持，使得编码器到IP SAN盘阵间的端到端（P2P）连接成为可能，既满足实时流低延时、大收敛比的访问需求，又满足了存储流高可靠性、海量、分布式存储的需求，避免了传统方案媒体服务器转发存储流的瓶颈问题，优化了系统的整体并发处理性能。

3)        高清晰的图像质量

iVS方案采用最新的专业图像技术，可提供FULL D1高清晰图像分辨率，支持MPEG2、MPEG4、H.264编码格式，其中H.264支持其最高的MainProfile标准，编码带宽最高可达4M(H.264)­-8M(MPEG2)，尤其是在高动态图像监控场合，iVS可以为用户提供广播级的高清图像质量。同时专网方案下通过组播优化等网络技术，使得iVS具备低于300毫秒的实时性能，满足专业监控的要求。

 

4)        专业可靠的海量存储

iVS方案支持网络存储和本地存储两种高可靠存储模式。网络存储模式下采用了IP-SAN作为监控数据存储设备，可以在分布式部署的同时实现集中管理、跨域共享、平滑扩容、兼容互通等。而当网络故障时，本地编码器通过内置缓存保存故障期间图像信息，通过IP SAN存储和本地缓存结合实现高可靠海量网络存储。当系统网络不支持网络存储时，iVS方案的ER系列编码器支持本地高可靠海量存储，ER采用NAS架构，支持RAID5保护，选用SATA硬盘，最大扩展8块硬盘实现本地海量高可靠存储，所有资源可以被中心统一资源管理，同时支持远程IP SAN备份。

5)        智能便利的管理维护

将IP网管及业务控制平台的技术应用至IP监控系统，彻底改变传统监控只能依靠人工进行系统管理和维护的局面，.实现编解码、存储、网络传输和业务软件（服务器）四大平台的统一管理。支持分级分域的管理、灵活的用户权限管理、自动的设备批量配置、全网设备的统一拓扑视图、拓扑自动发现管理、全网设备状态管理、故障自动告警及定位管理和GIS地图功能。

       

6)        灵活丰富的接入方式

支持Ethernet、SFP、EPON等多种接入方式。全系列编码器支持双网口、SFP光纤接口和EPON无源光网络接口，方便用户选择组网方案。如在市区光纤资源充足的接入点，采用SFP接口100兆数字光纤接入，充分利用现有IP网络。在县、镇、乡村光纤资源紧张的地方采用EPON无源光网络，大幅减少光纤数量；降低系统综合成本和线路租金。

 

 

7)        电信级的设备高可靠性

采用电信级器件和制造工艺，充分满足高风险等级场所的高可靠性监控需求。编码器产品针对室外恶劣环境使用设计，温度范围广，长时间工作范围0－65 ℃。防雷等级达到了正负4KV，冲击电流3KA的通流量要求，静电达到了正负8KV的要求,平均无故障间隔时间（MTBF） > 500,000小时，指标远远高于一般厂商产品。支持醇酸树脂绝缘涂覆保护技术，达到防潮、防霉、防盐雾侵蚀的1级户外防护等级要求，提高产品的可靠性 。

8)        完全符合国际标准

监控控制信令完全符合SIP标准，SIP具备更强的支持能力，已经成为运营商和“3111标准”推荐的控制信令标准，可以方便的和其它多媒体系统互通。图像编码完全符合国际标准，包括H.264 BaseLine Profile和H.264 MainProfile，同时支持MPEG4和MPEG2国际标准，图像格式标准化完全通过国际通行的第三方公司Tektronix测试仪器的严格测试 。存储技术完全符合国际iSCSI标准，充分支持端到端的IP SAN。通过开放的API，业务生成和支持方式标准化。各项标准技术的采用可以最大程度的保护用户的投资。

 

产品说明

1.1　EC3016编码器

H3C EC3016是新一代网络视频监控媒体终端，集音视频编码压缩、单播/组播数据传输为一体，适用于监视远端实时图像、监听远端现场声音，可以广泛应用于铁路、轨道、交通、电力等实时监控环境。其主要功能是进行实时音视频信号的编码压缩，并封装为IP数据包，通过IP网络传送到指定的目的地址。

EC3016集成iSCSI和NAS模块，可通过iSCSI和NFS协议在网络上传输音视频数据并保存至IP网络存储系统中，从而实现音视频数据的集中存储和管理。

接口连接效果

EC3000各接口的连接示意图如图1-4所示。实际需要连接的接口及相应设备以用户现场要求为准。

 

1.2　视频管理服务器VM5000

VM5000视频管理服务器是华为3Com公司推出的新一代基于IP网络的视频监控管理服务器，是华为3Com iVS（IP Video Surveillance）IP智能监控解决方案的核心组件。VM5000采用Linux操作系统，满足专业监控对高性能、高可靠性的要求，如下图所示：

VM5000由两部分组成，一部分完成视频监控管理，简称VM；另一部分完成视频数据管理，简称DM。是兼有视频监控管理和视频数据存储管理的一体化设备。

VM是iVS方案的管理中心和控制中心，VM的授权用户可以在任意一台PC管理客户端上完成全网的设备管理、资源调度及业务控制。所有对监控设备的管理和控制都必须经过VM进行，但是业务流的媒体处理并不需要通过VM进行，所有监控视频流由IP网络直接承载及交换。

通过VM不仅可对所有前端设备进行集中的管理和控制，还可对所有存储设备进行远程的集中管理。日常监控时，由监控中心集中管理控制监控点到监控中心的图像、声音的切换、接收、存储过程。维护时，由VM的超级管理员或授权用户在监控中心远程集中管理各终端，做到整个系统的统一管理和维护。VM对其他设备所有管理操作都是通过VC实现的。

DM主要功能是管理储存于IP存储系统中的视频数据，包括协助EC系列监控媒体终端建立与存储资源的连接、制定每个EC设备的存储计划、检索回放视频数据、备份视频数据、存储资源状态监控等功能。

为了保障视频数据存储的可靠性及数据共享，iVS采用先进的IP SAN储存系统存储视频数据，VM5000作为这些存储设备的管理者，从复杂的存储设备管理信息中抽象出与监控业务相关的信息，同时支持对ER系列编码器中NAS存储资源的管理，实现了对系统内大量存储设备的集中管理以及存储资源的动态分配。VM5000提供快速精确的视频数据检索功能，并严格控制数据访问权限，保证数据的安全性。同时，VM5000内置Web服务器，用户可通过Web界面非常直观的管理和维护设备。

VM5000具备很高的性能，单机最大可支持500个监控点的管理。

产品功能特点：

先进的体系架构：采用先进的模块化软件设计技术，支持分级分域的管理方式，系统具备良好的可扩展性和开放性，可根据监控范围的扩大实现系统的平滑扩容；同时可提供开放的编程接口，为行业化业务功能开发提供接口。

高可靠的系统平台：采用Linux操作系统，可7×24小时长时间稳定运行，并且系统不易受到黑客、病毒的入侵和攻击。具有自愈能力，当意外掉电、网络故障等问题发生时，系统可自动恢复到故障发生前的状态继续运行。支持冗余服务器、数据库备份等特性，保障系统可靠运行。

丰富的管理和业务功能：不仅提供通常的监控设备管理、监控控制管理、用户管理，告警及日志管理等功能，还提供强大的监控策略管理、系统时间同步、GIS地图服务等业务功能。如通过全系统时钟同步功能：VM5000不但具有管理服务器之间时间自动同步的功能，还可以在编码器上叠加OSD视频时钟，并和系统管理服务器同步的功能。这个功能在视频监控管理和事件发生后查找证据上有很重要的实际意义。

专业的存储管理：iVS IP监控解决方案采用专业的IP SAN存储系统，不同传统监控采用的硬盘储存。IP SAN存储系统在分布式部署、集中管理、可扩展性、数据共享等方面拥有独特的优势，使之尤其适合于大型监控应用。

高可靠性：iVS的视频信息存储可采用块写入方式操作，既减少了系统资源开销，也提高了稳定性。另外，VM5000提供多种数据存储保护措施，如可实现Active-Passive模式的故障保护，主用VM5000切换到备用VM5000时，切换过程对EC、IP SAN等其他监控设备透明。支持存储资源的整机冗余保护，当系统中的一台存储设备发生故障时，可以手动把数据切换到备用存储设备上等。

灵活高效的管理机制：提供多种自动化的存储管理机制，如可为每个监控接入设备EC制定存储计划，使之可以根据策略实现自动存储；可制定存储备份计划，实现数据自动备份等。

 

服务器软件规格

 

属性	描述
管理能力	管理多达500个监控媒体终端
管理设备	H3C 系列监控媒体终端