视频监控园区承载网络解决方案

    社会的安全保障需求推动着视频监控技术进入了各行各业，包括金融网点、商业机构、生活小区、企业生产等都引入了视频监控来保障生命和资产的安全。视频监控技术随着信息化的深入得到了长足的发展，网络作为视频监控业务的承载者，它的重要性不言而喻。

一、背景与挑战

    社会的安全保障需求推动着视频监控技术进入了各行各业，包括金融网点、商业机构、生活小区、企业生产等都引入了视频监控来保障生命和资产的安全。

    同时，视频监控技术也随着信息化的深入得到了长足的发展。视频监控系统发展了短短二十几年时间，从最早模拟监控到前些年火热数字监控再到现在的网络视频监控，发生了翻天覆地变化。从技术角度出发，视频监控系统发展划分为第一代模拟视频监控系统(CCTV)，到第二代基于“PC+多媒体卡”数字视频监控系统(DVR)，到第三代完全基于IP网络视频监控系统(IPVS)。

    基于网络的视频监控技术经过这些年的发展和应用慢慢进入成熟阶段，但是它也面临着一些挑战或者问题。

    首先，随着视频监控业务的普及，视频监控需求从办公环境向生产环境延伸，从室内环境向室外环境延伸，从本地监控向远距离监控延伸。这些变化使得视频监控业务的部署更复杂，须要适应多种接入场景，甚至恶劣的环境。

    其次，视频监控由于其业务特殊性，要求较高的QoS保障，基于网络的视频监控系统如何保障视频监控业务的可靠连续和高质量是网络设计人员须要考虑的问题。

    最后，视频监控的数据是非常机密的，对安全保障的要求很高。基于网络的视频监控，由于其网络会和其它业务系统互通，那么必然导致视频前端和后端暴露给网络的其它用户，带来安全隐患。

    为了保障视频监控的业务正常运行，需要高可靠可扩展易部署的承载网络，并且网络能够提供对视频监控业务的QoS和安全保障。

    华为公司的视频监控网络解决方案基于其成熟高可靠的网络解决方案和全方案的安全防护体系能够提供高可靠高安全高质量的视频监控业务，同时灵活丰富的接入方案使得系统部署简易、易扩展，带来TCO的节省。

二、解决方案

1、整体方案介绍

    基于网络的视频监控系统一般包括三部分。

    前端部分为数据采集系统包括视频采集摄像头和接入网络。接入网络的作用是将摄像头接入至视频监控系统。接入网络根据场景有LAN接入、WLAN接入和xPON接入方式。

    数据传输系统完成将视频数据传输至本地或者远程的监控和应用中心。传输网络包括本地的IP网络，也有可能包括城域或者广域网络。

    存储&应用系统完成对视频数据的存储、视频流的转发以及一些智能业务应用（比如实现报警联动）。

本视频监控承载网络解决方案主要聚焦在网络接入侧和数据传输。

2、视频监控网络接入方案

    基于长期在ICT业的耕耘，华为公司可以提供丰富灵活的视频监控网络接入技术，包括以太接入、无线WLAN接入和xPON接入及组合。推荐选择部署合适的接入方案匹配其应用场景。

2.1 LAN接入

    LAN接入组网维护简单，适合园区、商业楼宇、场馆等易于布线的高密度视频监控接入场景。

    模拟摄像机通过DVR/DVS或者编码器信号转换后接入交换机，数字摄像机可以直接通过以太端口接入交换机。交换网络支持树形、星型和环型灵活组网，来满足部署场景需求。

                                                              PoE交换机

    为了减少线缆部署，降低部署成本，推荐采用PoE交换机来为终端设备供电。华为PoE交换机支持支持802.3af和802.3at标准，单端口供电能力高达30W，完全满足摄像机供电需求。并且可以支持分时供电、按需供电实现智能化管理。

工业场景

    随着企业信息化的深入，企业生产场景也越来越多地部署视频监控系统。煤炭、电力、石油化工、钢铁冶金等行业生产环境，粉尘多，高温高压，多雷电，等各种恶劣环境对网络设备提出了非常高的要求。所以网络部署须要采用工业交换机来抵抗各种极端环境。

   华为工业交换机支持-40~75°C的工作环境温度，双12~48Vdc冗余电源输入和1路继电器报警，支持防电磁干扰，并且满足防尘、防潮和无风扇工业设计，支持最高IP67的防护等级，完全能够适应各种极端环境。

    除了硬件上适应各种极端环境，华为工业交换机同时支持丰富的软件特性，支持VLAN/GVRP、QoS、IGMP、Snooping/Query和LACP，支持IPv6，丰富的安全特性，多种诊断模式，端口镜像，RMON，Trap，E-mail报警灯等功能。同时支持冗余环网协议，自愈时间最快可达10ms，来适应工业应用监控场景高可靠性需求。

2.2 WLAN接入

    随着技术的演进和产业链的发展，WLAN以其部署便捷，建网周期短和可扩展性这些优势成为了一种非常普遍的无线视频监控接入方案。

    WLAN可以结合交换机为商业楼宇、办公场景提供无线视频监控接入，也可以通过桥接的方式为线型、不易布线的场景提供远距离视频监控回传。

    一方面，越来越多的视频监控终端设备开始支持Wi-Fi，无线摄像机、DVS直接或者通过WLAN CPE（CPE实现有线无线信号的转换）接入网络，整体方案部署成本低。技术的演进，速率不断的提升，使得Wi-Fi无线接入可以完全满足视频监控网络带宽需求，甚至视频监控业务可以与办公等其它业务共享网络资源，通过VLAN实现业务隔离，大大降低网络部署成本。

    AP6010SN和AP6010DN是华为美观标准室内型无线11n 2*2 MIMO AP（Access Point），支持2.4G频率，遵循IEEE 802.11b/g/n标准，支持Fit模式的WLAN（Wireless Local Area Network）接入点设备。AP6010SN/AP6010DN具有完善的业务支持能力，高可靠性，高安全性，网络部署简单，自动上线和配置，实时管理和维护等特点，满足室内放装型网络部署要求。

   另一方面，WLAN网络已成为视频监控远距离回传的一个重要方案。华为标准室外型双频无线APAP6510DN和AP6610DN支持点到点、点到多点、多点桥接级联等多种组网模式，提供灵活的组网方案。双频AP采用5.8GHz作为无线桥接中继，采用2.4GHz提供末端无线摄像头的接入（或AP直连有线摄像头）。通过桥接可以支持单跳最远5km的远距离无线视频监控接入。

    AP6510DN和AP6610DN，具有卓越的室外覆盖性能及超强的防护，支持2.4GHz和5GHz频率，支持无线网桥，遵循IEEE 802.11a/b/g/n标准。AP6510DN/AP6610DN具有完善的业务支持能力，高可靠性，高安全性，网络部署简单，自动上线和配置，实时管理和维护等特点，满足室外放装型网络部署要求。

2.3 xPON接入

    xPON适用于管道型，监控点呈线形分布，相对分散的场景，比如石油管道、高速公路、海防监控的视频监控接入。xPON方案支持树型、星型、链型等组网方式，实现灵活的远距离（5~20km）视频监控终端接入。

    华为公司开发了多款ONU设备满足视频监控终端的PON接入，提供丰富的选择，包括2/4/8/16/24下行口设备。支持POE功能，利用五类线为视频监控终端供电，降低投资，减少电源配套依赖，工程投入小，部署快。支持即插即用的业务发放模式，实现远程配置下发，设备上电注册成功之后即可建立管理通道和业务通道，无需人工现场配置，即插即用。高效的管理维护模式，支持免现场软调、远程验收、远程升级打补丁、远程故障定位等多种高效的管理维护方法。

3、视频监控太阳能供电方案

    随着视频监控业务的普及，监控点深入至越来越远的地方。有很多接入点市电无法到达或不稳定，比如偏远郊区、离岛区域等可以采用太阳能为监控点的设备提供供电。同时随着全球对节能减排的提高，越来越多的国家希望更多地采用绿色能源。在光照资源丰富且引电成本高的区域，用太阳能为视频监控设备供电是较合适的解决方案。

    下图是通过太阳能为视频监控设备供电的案例。此案例中，摄像头完成视频流的采集；AP完成与远端节点的通信；太阳能面板将太阳能转换为直流电能；控制系统对整系统进行控制，并通过PoE适配器为摄像头和AP提供供电；蓄电池储备电能，并在太阳能资源不足时为摄像头和AP供电。

此解决方案亮点如下：

（1）更智能的控制系统，提升光能转换效率19%。

（2）高可靠性：防高温50℃；高等级防风12级；高电气安全；防盗。

（3）简易部署：一体化单机柜设计，减少50%站地面积。

4、场景化的视频监控网络方案

    华为公司为不同的应用场景设计了不同的匹配场景特点的视频监控网络方案。同时，各种场景网络方案通过部署层次化的高可靠设计，全方位的安全设计以及基于硬件探针的业务监控QoS保障，来提供优质可靠安全的视频监控业务。

（1）园区型场景：包括场馆、园区、楼宇等，线缆部署方便的地方可以采用LAN接入，不易布线的场景采用WLAN。通过结合有线、无线的接入方式为视频监控点提供丰富灵活的接入方案。对于大型的园区场景，推荐部署基于GE接入、10GE汇聚和40GE核心设计的万兆园区网，提供高密度大带宽的视频监控业务传输能力。高可靠性：防高温50℃；高等级防风12级；高电气安全；防盗。

（2）管道型场景：油气管道、公路铁路等管道型监控呈直线或曲线分布，监控范围距离较长，且局部分布比较密集。小于10km的线路，推荐采用WLAN无线回传的方案，减少线缆部署成本，部署简易；10km至20km的线路，推荐采用xPON接入；20km至55km的线路，推荐采用PON over OTN接入。

（3）城域型场景：提供灵活的端到端接入、汇聚和骨干网络。城域骨干网络部署高性能路由器；汇聚层部署高性能交换机，之间通过VPLS/VLL等二层VPN技术建立互通，接入层采用LAN接入为主，距离远的摄像头采用xPON方式，对于无法部署光纤的监控区域部署无线接入，不支持无线功能摄像头可通过AP桥接方式接入网络。

三、应用及客户利益

    完备的网络解决方案

    从接入网络来看，华为公司能够提供包括LAN、WLAN和xPON接入等各种技术及组合匹配各种视频监控场景。

    从整体网络来看，华为公司能够为不同的应用场景提供完备的网络解决方案，包括万兆园区网，有线无线一体化网络，灵活的xPON网络，高速骨干传输网络，高可靠广域互联网络以及全方位的安全网络方案。

视频监控业务高质量保障

    从网络侧为视频监控提供高质量的保障体系。

（1）交换网络大缓存高精度：交换设备支持最大1.25GB缓存，满足200ms缓存时间，端口密度和缓存业界领先， 瞬间大流量也不再丢包，解决视频监控突发流量导致丢包问题； 64K硬件队列，可按照端口、业务灵活分配，业务控制更精细化。

（2）VLAN隔离&端到端QoS部署：视频监控业务与其它业务共承载场景，通过VLAN隔离业务并部署端到端QoS为视频监控业务提供资源保障。

（3）端到端QoS监控：基于硬件探针实现对视频监控业务的时延、抖动和丢包的监控，并在网管上实现全路径的业务QoS可视，已实现快速的故障定位。硬件探针不占用业务CPU资源，精度相比软件探针至少提高20%。

（4）反向树结构组播优化：通过反向树组播设计实现视频监控流分发减少网络拥塞，减轻前端设备压力；网络组播智能路由，保障大规模网络的实时流量分发。

 层次化高可靠网络

    网络提供层次化的可靠性设计，包括设备级CSS/iStack技术实现无环网络设计，链路级硬件BFD/Eth OAM实现快速故障检测，L2网络级SEP/G.8032实现50ms网络收敛，L3网络级性能路由实现智能链路切换等等技术，保障视频监控业务稳定运行。

全方位的网络安全设计

    华为公司提供全方位的网络安全设计保障视频监控业务安全，包括网络边界安全实现不同网络区域的安全隔离，用户终端安全机制对接入用户进行认证授权管理，以及远程接入安全控制保障远程用户访问的安全控制。