浅谈高校网络视频监控系统的应用

陈越华

(四川商务职业学院， 四川成都 611130)



浅谈高校网络视频监控系统的应用

陈越华

(四川商务职业学院， 四川成都 611130)

随着现代电子技术的发展，视频监控系统也逐渐由模拟走向数字化。视频监控系统是安防领域中的重要组成部分，是所有安全系统中最关键的子系统。文章结合该校网络视频监控系统的建设，详细论述了高校网络建设的难点及网络设计、VLAN规划、安装调试。可供其他高校网络视频监控系统建设参考。

高校； 视频监控系统； 网络建设

为提升我校安保技术防范水平以及管理水平，提高学校安全管控能力，根据学校的整体规划和实际需求，按照校园IP监控系统治安综合防范实际要求，计划在校园的重点部门、重点区域、重点目标、重要场所安装电子监控设备。实现用现代信息技术，构建校园综合防范体系，提高校园治安综合防范预警能力，为校园的教学和生活提供一个有序、稳定、安全的环境。

1 网络建设难点分析

我校建设的这套大型网络视频监控系统，具有覆盖范围广、点位多、数据交换量大等特点，因此对网络传输的安全性、稳定性、可靠性带来了较大挑战。

为了系统建设顺利推进，我们在前期集中我校各需求部门老师和网络中心专家对项目进行了多轮会商讨论，对项目难点进行了总结。

1.1 网络传输安全性

本系统监控范围涉及学校内各个区域各个部门，其中部分区域为较敏感区域，如学生宿舍、财务室等，这些区域视频信息泄露会造成较为恶劣的影响。

1.2 网络传输稳定性、可靠性

本系统建设涉及到的网络设备达600多个，仅前端摄像机就有500多个，众多的网络设备带来了大量的数据交互量，以每个摄像机4 M码流计算，仅前端摄像机每秒钟就有超过2 000 M的视频数据在网络中完成传输交换。而且由于TCP/IPV4网络协议的限制，每个网段中最多只能容纳255个网络设备，因此数据传输还存在跨网段传输等难题。

2 网络建设设计

基于我校监控系统中先进性、可靠性、开放性、安全性、可扩展性、易操作性、易维护性、经济性的要求，结合前期各部门会商分析的总结，我们对传输网和网络架构进行了重点设计。

2.1 传输网设计

(1)建设独立的视频监控网络，传输主干采用光纤传输，以提高信号传输的安全性、稳定性；

(2)实现监控中心机房、分控中心、各楼栋等节点之间的网络互联，依托新建的光缆资源建设高可靠性、高带宽的承载网络；

(3)监控网点通过百兆到楼栋接入交换机，通过楼栋之间监控专网1 000 M光纤主干网络到机房；

(4)每栋楼接入交换机采用100 M接入数据流，1 000 M上行汇聚到集中的楼栋，再接入全1 000 M汇聚交换机，汇聚交换机到监控中心核心交换采用全1 000 M传输，核心交换机采用千兆数据传输；

(5)接入交换机、汇聚交换机、核心交换机均采用可网管交换机，提高网络的高可靠性和安全性能力；

(6)简化网络结构，提高网络扩容能力，降低运维成本；

(7)能够通过Telnet、Web或网管软件进行网络管理。

2.2 网络架构设计

整个系统构架在IP网络平台上，实现整个系统全数字的网络传输及控制，传输网络是监控专网，是建立在通讯设备之上的IP网络，按照监控系统集中存储管理架构，基础网络采用星形网络架构设计。

整个网络采用扁平化设计理念，分为接入层、汇聚层、核心层。

2.2.1 接入层

负责前端摄像机的接入，摄像机要求100 M 接入摄像机，1 000 M光口上行的汇聚。

(1)室外点位根据距离分批集中到相应的某一个或几个监控立杆挂箱内，并设计1台带光口的交换机通过光缆到就近楼栋接入交换机。

(2)每栋楼周边所有监控点位集中到本栋弱电井接入交换机。

2.2.2 汇聚层

负责将前端接入层上行的数据汇聚传输到指定的核心交换机或本地进行数据交换。

2.2.2.1 A校区

(1)在监控中心设计光配线架及核心交换机，将校园所有上行监控光缆进行总汇聚。

(2)学生宿舍设置一个汇聚点，将学生公寓1～7栋、食堂、实训楼内接入交换机通过1 000 M光纤上行汇聚到汇聚交换机，再上行到监控中心总汇聚点。

(3)在1号教学楼设置一个汇聚点将1～3号教学楼及周边室外接入交换机通过1 000 M光纤上行汇聚到汇聚交换机，再上行到监控中心总汇聚点。

(4)在4号教学楼设置一个汇聚点将4～6号教学楼及周边室外接入交换机通过1 000 M光纤上行汇聚到汇聚交换机，再上行到监控中心总汇聚点。

2.2.2.2 B校区

(1)在监控中心设计光配线架及核心交换机，将校园所有上行监控光缆进行总汇聚。

(2)西区行政楼设置一个汇聚点，将教学楼及周边室外接入交换机通过1 000 M光纤上行汇聚到汇聚交换机，再上行到监控中心总汇聚点。

(3)在学生食堂设置一个汇聚点，将学生食堂及学校大门值班室内接入交换机通过1 000 M光纤上行汇聚到汇聚交换机，再上行到监控中心总汇聚点。

(4)东区行政楼设置一个汇聚点，将东区行政楼、东区教学楼、东区学生宿舍A～D栋室内接入交换机通过1 000 M光纤上行汇聚到汇聚交换机，再上行到监控中心总汇聚点。

(5)男生宿舍B栋、女生宿舍A、C栋、行政楼、阅览室内接入交换机通过1 000 M光纤上行到监控中心总汇聚点。

2.2.3 核心层

考虑到监控点位过多、数据实时流量大，网络能够划分VLAN (虚拟局域网)，减小广播域和冲突域，提升网络性能，加快传输速度，保证数据传输的可靠性和稳定性。在监控中心设备机房设计一个总核心层，分区划分不同的VLAN，将校园所有的主干光缆不同VLAN数据流进行存储和转发(表1)。

表1 VLAN规划

整个网络的建设方案示意见图1。

图1 网络建设方案示意

3 安装调试

我校网络视频监控系统于2016年10月进行施工，由于此前系统的合理设计，既保证了系统的安全性、稳定性、可靠性，又顺利按时完成了网络建设、中心机房建设、设备安装等施工工作，于2016年12月投入试运行。

本系统试运行过程中，发现部分区域内监控画面出现延时等现象，通过网络流量监控软件对交换机使用性能、端口流量监测发现，汇聚层至核心层交换机端口流量峰值超出了端口数据交换能力，这是由于前段摄像机网络组播及P2P功能造成数据量过大，关闭摄像机组播及P2P功能，同时在汇聚层及核心层交换之间传输链路做端口聚合，提高传输带宽从而解决了网络延时问题。

4 总结

网络视频监控系统建成后，我校第一次具备了标准的监控机房，第一次实现了校园所有重点区域不间断视频监控覆盖及录像回放。该系统弥补了我校治安防范体系中技防的缺失，提高了校园治安综合防范预警能力，是我校建设平安校园工作的重要助手，将为校园的教学和生活提供一个有序、稳定、安全的环境。

随着视频技术的发展，网络摄像机清晰度越来越高，画质越来越细腻生动，摄像机像素也越来越高，在视频画质观感提升的同时，摄像机信号传输所需的带宽也越来越大，因此传输链路成为了大型网络视频监控系统的难点之一。合理的网络架构设计、有效的规划网络数据传输成为保障大型网络视频监控系统安全、稳定、可靠运行的关键。在前期进行充分调研分析、合理规划设计，才能用最少的资金成本和时间成本建设出高质量高标准的网络视频监控系统。

TU899

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[定稿日期]2017-03-05