目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)完成從傳統(tǒng)模擬視頻監(jiān)控到數(shù)字視頻監(jiān)控的全面升級，并逐漸發(fā)展到高清網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控階段，利用現(xiàn)有的辦公網(wǎng)絡(luò)、行業(yè)專網(wǎng)、光纖專網(wǎng)，甚至互聯(lián)網(wǎng)和無線網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)架構(gòu)，搭建以區(qū)域安防、生產(chǎn)監(jiān)視等不同目的的高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。其中百萬級像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的大規(guī)模普及，既解決了傳統(tǒng)模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)清晰度不足的尷尬局面也提高了監(jiān)控系統(tǒng)的便捷性和安全性。
高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)勢
先進(jìn)性：利用現(xiàn)有的綜合布線網(wǎng)絡(luò)傳輸圖像，進(jìn)行實時監(jiān)控系統(tǒng)所需的前端設(shè)備少，連線簡潔，后端僅需一套軟件系統(tǒng)即可;
可靠性：主要設(shè)備網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采用了嵌入式實時操作系統(tǒng)，所需設(shè)備簡單，而圖像的傳輸是通過綜合布線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的，系統(tǒng)可靠性相當(dāng)高;
性能價格比：所需設(shè)備極其簡單，系統(tǒng)的控制由后端的軟件系統(tǒng)實現(xiàn)，省去了傳統(tǒng)模擬監(jiān)控系統(tǒng)中的大量設(shè)備，如昂貴的矩陣、畫面分割器、切換器、視頻轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)等。由于圖像的傳輸通過綜合布線網(wǎng)絡(luò)，省去了大量的視頻同軸電纜，降低了費用;
安全性：系統(tǒng)設(shè)置了不同等級的使用者權(quán)限，僅有最高級權(quán)限的用戶才可對整個系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置或更改，沒有權(quán)限的用戶是接收不到圖像的。另外，圖像數(shù)據(jù)的存儲是專有的格式;
使用及維護(hù)性：系統(tǒng)的安裝極其簡單，軟件系統(tǒng)的安裝及使用也非常易懂。在維護(hù)性方面，系統(tǒng)的接線十分簡潔，而主要設(shè)備的可靠性很高，維護(hù)性能好，而且可實現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù);
擴(kuò)展及延伸性：當(dāng)需要增加監(jiān)控點和監(jiān)控主機(jī)時，只需要通過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)增加一臺攝像機(jī)或PC機(jī)即可，不需要對現(xiàn)有布線系統(tǒng)做什么改動;
應(yīng)用范圍廣闊：區(qū)域性監(jiān)控，利用網(wǎng)絡(luò)傳送實時圖像，如辦公室、大樓等;跨區(qū)遠(yuǎn)端監(jiān)控，連鎖事業(yè)、大型工廠機(jī)房、遠(yuǎn)端老人、兒童看護(hù)、公共建筑、無人環(huán)境監(jiān)控、金融機(jī)構(gòu)分行監(jiān)控、交通監(jiān)管、錯誤警報辯識等。
影響高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)質(zhì)量的關(guān)鍵因素-----交換機(jī)
高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中出現(xiàn)畫面延時、卡頓等現(xiàn)象，造成這種現(xiàn)象的原因有很多，但大多數(shù)情況下還是交換機(jī)的配置不夠合理，導(dǎo)致帶寬不足造成的，那如何合理配置交換機(jī)？在選擇交換機(jī)的時候又要考慮哪些技術(shù)參數(shù)呢？
總體思路：首先在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中分析交換機(jī)所處的位置和承擔(dān)的職責(zé)，再結(jié)合視頻監(jiān)控的規(guī)模和布局，計算各交換機(jī)端口速率、背板帶寬和包轉(zhuǎn)發(fā)率等技術(shù)參數(shù)，得出準(zhǔn)確數(shù)據(jù)后，最后進(jìn)行交換機(jī)的選型，以成型高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控解決方案。
首先，我們需要明晰一些概念：
1. 交換機(jī)主要技術(shù)參數(shù)
1) 端口帶寬
交換機(jī)擁有許多不同類型的端口，每個端口有自己的專用帶寬，比如：10Mbps、100Mbps、1000Mbps、10000Mbps（10Gbps）甚至100Gbps。例如：H3C 的S5120-28P-SI交換機(jī)就具有24個1000Base-T以太網(wǎng)端口，4個1000Base-X SFP千兆以太網(wǎng)端口。
背板帶寬
交換機(jī)的背板帶寬，是交換機(jī)接口處理器或接口卡和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的大數(shù)據(jù)量。背板帶寬標(biāo)志了交換機(jī)總的數(shù)據(jù)交換能力，單位為Gbps，也叫交換帶寬，一般的交換機(jī)的背板帶寬從幾Gbps到上百Gbps不等。一臺交換機(jī)的背板帶寬越高，所能處理數(shù)據(jù)的能力就越強(qiáng)，但同時設(shè)計成本也會越高。
包轉(zhuǎn)發(fā)率
包轉(zhuǎn)發(fā)率，也稱端口吞吐量，是指路由器在某端口進(jìn)行的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)能力，單位通常使用pps（包每秒）來衡量。一般來講，低端的路由器包轉(zhuǎn)發(fā)率只有幾K到幾十Kpps，而高端路由器則能達(dá)到幾十Mpps（百萬包每秒）甚至上百Mpps。
2. 背板帶寬和包轉(zhuǎn)發(fā)率的計算
交接機(jī)的最佳性能，就是要求這款交換機(jī)做到了線性無阻塞傳輸。我們?nèi)绾稳タ疾煲粋€交換機(jī)的背板帶寬是否夠用呢?
一般來講，計算方法如下:
線速的背板帶寬
交換機(jī)上所有端口能提供的總帶寬計算公式為：
端口數(shù)×相應(yīng)端口速率×2（全雙工模式）
如果總帶寬≤標(biāo)稱背板帶寬，那么說明該交換機(jī)背板帶寬是線速的。
第二層包轉(zhuǎn)發(fā)線速
第二層包轉(zhuǎn)發(fā)率=千兆端口數(shù)量×1.488Mpps+百兆端口數(shù)量*0.1488Mpps+其余類型端口數(shù)*相應(yīng)計算方法
如果這個速率能≤標(biāo)稱二層包轉(zhuǎn)發(fā)速率，那么該交換機(jī)在做第二層交換的時候可以做到線速。
第三層包轉(zhuǎn)發(fā)線速
第三層包轉(zhuǎn)發(fā)率=千兆端口數(shù)量×1.488Mpps+百兆端口數(shù)量*0.1488Mpps+其余類型端口數(shù)*相應(yīng)計算方法
如果這個速率能≤標(biāo)稱三層包轉(zhuǎn)發(fā)速率，那么交換機(jī)在做第三層交換的時候可以做到線速。
1.488Mpps是怎么得到的呢?
千兆端口的線速(包轉(zhuǎn)發(fā)率是1.4881MPPS；百兆端口的線速包轉(zhuǎn)發(fā)率是0.14881MPPS，這是國際標(biāo)準(zhǔn)，但是如何得來的呢？
具體的數(shù)據(jù)包在傳輸過程中會在每個包的前面加上64個前導(dǎo)符和96bit的幀間隙，也就是一個64個字節(jié)的數(shù)據(jù)包，原本只有512個bit,但在傳輸過程中實際上會有512+64+96=672bit，也就是一個數(shù)據(jù)包的長度實際。
千兆端口線速包轉(zhuǎn)發(fā)率1000Mbps÷672≈1.488095Mpps
百兆端口線速包轉(zhuǎn)發(fā)率100Mbps÷672≈0.14881Mpps
因此可以得到下列數(shù)據(jù)：
對于萬兆以太網(wǎng)，一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為14.88Mpps。
對于千兆以太網(wǎng)，一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.488Mpps。
對于快速以太網(wǎng)，一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為0.1488Mpps。
對于OC－12的POS端口，一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.17Mpps。
對于OC－48的POS端口，一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為468MppS。
所以說，如果能滿足上面三個條件，那么我們就說這款交換機(jī)真正做到了線性無阻塞。
標(biāo)清：是物理分辨率在720p(1280*720)以下的一種視頻格式(D1/DCIF/CIF)。具體的說，是指分辨率在400線及以下的VCD、DVD、電視節(jié)目等“標(biāo)清”視頻格式，即標(biāo)準(zhǔn)清晰度。
標(biāo)清、高清和全高清的區(qū)別
高清：物理分辨率達(dá)到720p(1280*720) 以上則稱作為高清,（英文表述：HighDefinition）簡稱：HD，720p是指視頻的垂直分辨率為720線逐行掃描，它作為高清的入門級標(biāo)準(zhǔn)；相當(dāng)于2.5個D1的分辨率。
全高清：物理分辨率分辨率最高可達(dá)：1920×1080，簡稱：Full HD ，分1080P/1080I 顯示設(shè)備水平分辨率達(dá)到1080線,從視覺效果來看，1080P為最高規(guī)格的電視信號，其圖像質(zhì)量可達(dá)到或接近35mm寬銀幕電影的水平。1080P的圖像分辨率相當(dāng)于6個D1的分辨率。1080i是指1080線的隔行掃描，1080P是指1080線的逐行掃描。
1. 何為高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)？
我們通常叫成百萬、兩百萬像素攝像機(jī)：
百萬像素攝像機(jī)
720P 實際是指分辨率1280*720像素，就是1280×720=921600像素，一般都會叫720p或720i為百萬像素分辨率。圖像編碼分辨率達(dá)到1280×720 / 25fps之上的攝像機(jī)稱為百萬像素攝像機(jī)。
兩百萬像素攝像機(jī)
1080P 實際是指分辨率1920*1080像素，就是1920×1080=2073600像素，一般都會叫 1080p或1080i為200萬像素分辨率。圖像編碼分辨率達(dá)到1920×1080 / 25fps 之上的攝像機(jī)稱為兩百萬像素攝像機(jī)。
高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的交換機(jī)
從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來講，一個中大型高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)需采用三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：接入層、匯聚層、核心層。
小型系統(tǒng)需采用二層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：接入層、匯聚層。
1. 接入層交換機(jī)的選擇：
接入層交換機(jī)主要下聯(lián)前端網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)，上聯(lián)匯聚交換機(jī)。以720P網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)4M碼流計算，一個百兆口接入交換機(jī)大可以接入幾路720P網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)呢？
我們常用的交換機(jī)的實際帶寬是理論值的50%-70%，所以一個百兆口的實際帶寬在50M-70M。4M*12=48M，因此建議一臺百兆接入交換機(jī)大接入12臺720P網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。同時考慮目前網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控采用動態(tài)編碼方式，攝像機(jī)碼流峰值可能會超過4M帶寬，同時考慮帶寬冗余設(shè)計，因此一臺百兆接入交換機(jī)控制在8臺以內(nèi)時最好的，超過8臺建議采用千兆口。
2. 匯聚層交換機(jī)的選擇：
匯聚層交換機(jī)主要下聯(lián)接入層交換機(jī)，上聯(lián)監(jiān)控中心核心交換機(jī)。一般情況下匯聚交換機(jī)需選擇帶千兆上傳口的二層交換機(jī)。
還是以720P網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)4M碼流計算，前端每臺接入層交換機(jī)上有6臺720P網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，該匯聚交換機(jī)下聯(lián)5臺接入層交換機(jī)。該匯聚層交換機(jī)下總帶寬為4M*6*5=120M，因此匯聚交換機(jī)與核心交換機(jī)級聯(lián)口應(yīng)選千兆口。
3. 核心層交換機(jī)的選擇：
核心層交換機(jī)主要下聯(lián)匯聚層交換機(jī)，上聯(lián)監(jiān)控中心視頻監(jiān)控平臺，存儲服務(wù)器，數(shù)字矩陣等設(shè)備，是整個高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的核心。在選擇核心交換機(jī)是必須考慮整個系統(tǒng)的帶寬容量及如何核心層交換機(jī)配置不當(dāng)，必然導(dǎo)致視頻畫面無法流暢顯示。因此監(jiān)控中心需選擇全千兆口核心交換機(jī)。如點位較多，需劃分VLAN，還應(yīng)選擇三層全千兆口核心交換機(jī)。
舉例說明
如果5個IPCAM接入一個交換機(jī),我們一般情況下是使用一個8×××換機(jī),那么這個8×××換機(jī)是否滿足要求? 那么我們至少計算這個交換機(jī)3個方面的能力。
1. 背板帶寬: 端口數(shù)×端口速度×2=背板帶寬， 8×100×2=1.6Gbps
2. 包交換率:端口數(shù)×端口速度÷1000×1.488Mpps；8×100÷1000×1.488=1.20Mpps，有些交換機(jī)的包交換率有時計算出不能達(dá)到此要求，那么就是非線速交換機(jī),當(dāng)進(jìn)行大容量數(shù)量吞吐時，易造成延時。
3. 級聯(lián)口帶寬: IPCAM的碼流×數(shù)量=上傳口的最小帶寬,4.5×5=22.5Mbps/S，通常情況下，當(dāng)IPCAM帶寬超過45Mbps時，建議使用1000M級聯(lián)口。
二、 選型時其他注意事項：
1、為了管理方便，可選WEB管理型交換機(jī)；
2、由于視頻流量較大，可選線速交換機(jī)；
3、視頻數(shù)據(jù)有突發(fā)性的特點，交換機(jī)緩存越大越好；
4、交換機(jī)的流量控制功能；
5、匯聚交換機(jī)和核心交換機(jī)建議選擇知名企業(yè)產(chǎn)品。
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