基于宽带IP网络的安防图象监控系统.doc

宽带IP网络的安防图象监控系统[e-mail]
基于宽带IP网络的安防图象监控系统基于宽带lP网络的安防图象监控系统
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前言近年来，在安防图象监控领域中出现了不少数字硬盘录象机，它们以清晰度高、操作方便、硬盘存储等优点受到用户欢迎。数字视频产品取代传统的模拟产品已成为监控行业发展的必然趋势。同时，随着网络化的发展，特别是宽带网络的建设，对安防图象监控产品也提出了越来越高的网络化要求。目前有许多硬盘录象机也有一些网络接口，如ADSL或LAN接口等，但是整个设计还是基于单机功能的。市场呼唤面向宽带IP网络设计的图象监控产品，也就是真正意义上的“MPEGoverIP／以太网／ATM”，使基于MPEG技术压缩的数字图象，不但是从单机传输到单机，而是在己建成的宽带IP网(如百兆或千兆以太网)上达到几百台同时传送到几百台的水准，在宽带网上平滑、通畅、稳定地运行。
宽带网对图象传输的要求
最常见的宽带计算机网络是以太网和ATM网络。IP协议都可在以太网或ATM网络上运行。以太网特别适合于IP网。绝大多数的LAN(局域网)现在几乎都是以太网，以太网已经达到了前所未有的普及。在美国，95％以上的政府机关、企业和校园甚至家庭等都建有以太网，中国目前也把以太网从大学校园建到了中小学的校园、建到了住宅小区(“宽带小区”，每户带有10M以太网接口)和大厦。随着以太网交换机和网卡价格的下跌，以太网必将迅速在国内全面普及。另一方面，以太网的应用也从原来的局域网走进了城域和接入网。由于千兆以太网的出现，使以太网在城域网甚至主干网的应用成为可能；由于EPON(以太网无源光网络)的研究，使以太网进入家庭成为不久将来要实现的目标。以太网加上IP协议极有可能成为今后网络的一统天下。总之，利用现已建成的以太网，在上面传输图象和其他控制信号，实现真正的网络化安防图象监控，是一个经济实用、面向未来的解决方法，也是安防行业与三网合一、统一在lP之下的必经之路。
以前人们很难把以太网和图象应用结合起来。传统的、共享10Mbps带宽的以太网当然不能满足图象传输的要求，但交换式以太网的出现和速率的提高，加上图象压缩技术的完善．已经把以太网技术和图象应用紧密联系在一起，但是图象在以太网上的传输，有许多方面的高性能需求．对网络、对终端设备都以网络性能特征来表示。下面列举如下：
一．吞吐需求
图象对网络吞吐性能的需求表现在三个方面：
(1)高传输带宽需求
由于实时图象信息在打成IP数据包之后，由相当多的长短不一的突变数据包组成，对网络来讲必须有充足可用的传输带宽来完成图象信息的传送。在网络拥塞时，有效带宽的不足常常导致端到端延迟的增加以及分组的丢失。这意味着网络必须具备成倍处理这类信息资源的能力，而另一方面．这需要图象终端(服务器／客户机)具备对图象带宽自动适应网络带宽的要求，使网络不出现拥塞，保持平稳的数据传输。
(2)大存储带宽的需求
在吞吐量大的网络中，图象客户端系统必须保证足够的缓冲空间来接收不断送来的图象信息。缓冲区的数据输入速率保持足够大，以便容纳从网络不断传来的数据流。这种数据流的速率有时被看作缓冲区存储带宽。
(3)流量需求
网络有足够的吞吐能力来确保信道的实时传输有效性，而图象服务器的流量必须做到对网络吞吐的可适应性。
二．可靠性需求
由于图象传输在一定程度上是允许传输网络存在错误的，所以要精确地量化表示网络的差错控制需求是困难的。允许差错存在的原因是源于人类感知能力的局限。，例如在一个冗长的视频流中个别组块出了错，这时人眼是感觉不到的。因为在许多情况下差错控制需求与端到端的等待时间是相冲突的，所以也很难将差错控制需求定量化。使用专门的网络协议可得到很好的差错控制。
三．延迟需求
对实时图象传输来说，要求端到端的传输维持在极小的范围内。并且要求所有连在网络上的图象服务器传到同一个图象客户端时保持图象的同步。同步的概念是如果两个数据流以基本相同的速率经网络同时抵达终端系统，那么则称这种端到端连接是同步的。
关键是面向宽带IP网络设计
硬盘录象机的出现加速了安防数字化的全面进程。目前，国内外的硬盘录象机可录以分为3大类，即基于PC硬件类、嵌入式无硬盘类和嵌入式带硬盘类。
1．基于Pc硬件类：由于硬盘价格降低，市场迅速扩展，目前主要的产品区分体现在用什么样的压缩卡上，如MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4及M-