如何选择IP摄像机组网的网络传输设备

    【CPS中安网 cps.com.cn】 　20多年来，视频监控系统经历了从第一代百分之百的模拟系统(VCR)，到第二代部分数字化的系统(DVR/NVR)，再到第三代完全数字化的系统(网络摄像机和视频服务器)三个阶段的发展演变。在这一过程中，始终有视频信号采集、信号传输、信号存储和应用三个基本结构，不同的是信号的类型发生了变化。近年来，随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高，以及各种视频信息处理技术的出现，全程数字化、网络化的视频监控系统优势愈发明显，其高度的开放性、集成性和灵活性为视频监控系统和设备的整体性能提升创造了必要的条件，此时的信号传输主要以网络交换机为核心的各类网络信号传输设备，那么如何选择这些网络传输设备呢?

如何选择IP摄像机组网的网络传输设备

　　一、有利于高清视频流传输

　　虽然视频流数据也是网络中的最常见的数据形态，但在安防中有其鲜明的行业特点。在日常网络数据应用中，如果出现数据丢包，或者是数据传输中暂时停顿等都属于正常现象，不用大惊小怪，在我们耐心等待点时间后，这些数据会如数到达指定地点，这就是IP网络的优点。但在安防监控中，我们对数据丢包和传输停顿就有更高的要求，因为我们在应用中非常讲究实时性!我们不希望在观看视频画面的时候突然卡住，更不希望某些重要镜头会无缘无故丢失掉。实时性、完整性、流畅性是对于安防监控高清视频流传输的基本要求，但要达到这一点谈何容易。下面从几个方面来分析高清视频流传输的相关问题：

　　1、设备构成：

　　1)：采集端：网络摄像机是传统摄像机与网络视频技术相结合的新一代产品，除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外，机内还内置了数字化压缩控制器和基于WEB的操作系统，使得视频数据经压缩加密后，通过局域网，Internet或无线网络送至终端用户。网络摄像机有：高分辨率、简化布线、将智能集成到前端，智能一体化、集成音频、通讯安全、扩展性强等特点。

　　2)：传输端：网络摄像机与传统摄像机运行环境的重要区别，就是信号传输介质不同，传统摄像机通过视频线、双绞线或光纤传输，一般是每路都是采用“专线”传输，几乎没有带宽的约束，而网络监控中，每个网络摄像机都需要通过网线或其他传输设备进行传输，然后再通过交换机接入汇聚，所以特别需要注意的就是它的码率(带宽占用率)，因为这是网络视频监控系统的瓶颈所在。 影响网络摄像机、网络视频服务器码率的因素很多，包括：压缩方式、分辨率、帧率、画质、画面复杂性、画面变化程度等。

　　3)：信息中心端：存储和显示的分辨率也更高。存储分辨率从CIF到D1,逐步往720P和1080P高清分辨率转变。由于网络摄像机通常采用双码流或多码流技术，近端存储、视频上墙显示、视频分析等视频处理业务时采用主码流，高分辨率，高清晰度等特点为这些业务提供了巨大便利，同时远程监控则是采用次码流，通常分辨率比较低，占用的传输带宽也比较小。作为整个网络视频监控系统，高清化是趋势，高清晰图像为系统智能化提供良好的基础，为整个监控系统的升级提供最重要的保证。

　　2、安防监控系统对网络带宽的要求：

　　1)：视频流量大：通常D1的码流达2Mbps，720P码流达4Mbps, 1080P的码流达到6-8Mbps。按每个通道的720P双码流计算，单个码流需要月4Mbps码流，每个网络通道需要约8Mbps码流，如果一个码流为720P，另一个为1080P码流，每个通道码流将大于10M网络带宽。如果是8口交换机，那么针对上行端口实际网络带宽将大于等于100M网络带宽。考虑到网络封包及网络交换等预留，还需要预留足够大余量。如此看来普通的100M家庭网络交换机从最基本的带宽都无法满足。为解决视频数据上行所带来的带宽的问题，在接入层8口交换机中，很有必要设置一光口一电口两个千兆上联口。千兆上联口可以解决光纤远距离传输的问题，省掉了千兆光纤收发器，将视频流汇聚到上一级交换机;而千兆电口可以接NVR，实现本地端存储。

　　2)：实时性的要求：通过网络下载视频和网络监控的实时视频有较大差异。通常，网络下载视频是在本地建立大量缓存，网络带宽不足、丢包等转发不实时也影响不大。但对于网络视频监控，没有大的缓存，需要实时转发传输数据。这就是说相同的网络环境下，同样的码流视频解码播放，可以流畅播放网络视频，而播放实时网络摄像机视频就出现严重丢包现象。目前的交换机基本上是存储转发机制，包数据缓存的大小，影响了转发速度。目前市面上常用的8口交换机缓存一般是512K，用在网络工程中还是可以的，用在网络视频监控中，就会出现间断的丢包(卡顿现象)。实际测试表明，接有8个720P或1080P的摄像头、1台NVR和1个千兆光纤上联的交换机，如果要运行流畅，包数据缓存应该在1M或以上。

　　3)：汇聚能力：虽然都为2Mbps码流，但网络摄像机在每个图片数据转发时却是以最大网络数据包转发，即：每个数据包大小为1K-2kbps，当每个端口都是以最大数据汇聚转发。转发速度，转发缓存，上行带宽将制约网络汇聚能力。例如：2Mbps数据流采用10M网络交换机转发时，上行通道(汇聚通道)将耗时0.2秒以上，采用100M转发，需要0.02秒以上。如果多个通道同时转发，需要汇聚端口足够大或足够大的缓存，否则就会延迟或丢包。

　　由此可见，要让高清视频流“实时、完整、流畅”起来还不是一件易事，普通市面家用型的交换机是很难达到安防监控级别要求的，因此在选择网络传输设备的时候，一定要注意此项指标是否达到要求。

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