PELCO2011年高清数字系统监控方案NSM5200集中存储讲课稿

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。PELCO2011年高清数字系统监控方案NSM5200集中存储网络视频监控系统解决方案2010年9月目录TOCo1-3hzHYPERLINKl_Toc2721385371概述PAGEREF_Toc272138537h3HYPERLINKl_Toc2721385381.1项目背景和建设目标PAGEREF_Toc272138538h3HYPERLINKl_Toc2721385391.2网络视频监控技术概述PAGEREF_Toc272138539h3HYPERLINKl_Toc2721385401.2.1视频

2、监控技术的演变PAGEREF_Toc272138540h3HYPERLINKl_Toc2721385411.2.2网络化视频监控PAGEREF_Toc272138541h5HYPERLINKl_Toc2721385422需求分析PAGEREF_Toc272138542h5HYPERLINKl_Toc2721385432.1前端监控点位建设PAGEREF_Toc272138543h5HYPERLINKl_Toc2721385442.2系统功能需求PAGEREF_Toc272138544h6HYPERLINKl_Toc2721385452.3录像存储需求PAGEREF_Toc272138545h9

3、HYPERLINKl_Toc2721385462.4网络现状与规划PAGEREF_Toc272138546h9HYPERLINKl_Toc2721385473设计依据PAGEREF_Toc272138547h9HYPERLINKl_Toc2721385484设计原则PAGEREF_Toc272138548h10HYPERLINKl_Toc2721385495系统设计方案PAGEREF_Toc272138549h12HYPERLINKl_Toc2721385505.1系统总体结构图PAGEREF_Toc272138550h12HYPERLINKl_Toc2721385515.2视频采集PAGER

4、EF_Toc272138551h-14-HYPERLINKl_Toc2721385525.2.1PELCO网络摄像机的特点和优势PAGEREF_Toc272138552h-14-HYPERLINKl_Toc2721385535.2.2前端摄像机选型PAGEREF_Toc272138553h-18-HYPERLINKl_Toc2721385545.3网络传输PAGEREF_Toc272138554h-18-HYPERLINKl_Toc2721385555.3.1CVBR带宽管理策略PAGEREF_Toc272138555h-18-HYPERLINKl_Toc2721385565.3.2组播技术P

5、AGEREF_Toc272138556h-19-HYPERLINKl_Toc2721385575.3.3带宽计算PAGEREF_Toc272138557h-20-HYPERLINKl_Toc2721385585.4录像与视频管理服务PAGEREF_Toc272138558h-21-HYPERLINKl_Toc2721385595.4.1图像存储空间配置PAGEREF_Toc272138559h-21-HYPERLINKl_Toc2721385605.4.2录像与视频管理PAGEREF_Toc272138560h-22-HYPERLINKl_Toc2721385615.4.3EnduraStor

6、存储延长技术PAGEREF_Toc272138561h-28-HYPERLINKl_Toc2721385625.5监控中心设计PAGEREF_Toc272138562h-29-HYPERLINKl_Toc2721385635.5.1视频控制显示台PAGEREF_Toc272138563h-30-HYPERLINKl_Toc2721385645.5.2高清视频解码器PAGEREF_Toc272138564h-31-HYPERLINKl_Toc2721385655.5.3EnduraView技术PAGEREF_Toc272138565h-32-HYPERLINKl_Toc2721385665.5.

7、4工作站PAGEREF_Toc272138566h-34-HYPERLINKl_Toc2721385675.5.5系统管理器PAGEREF_Toc272138567h-37-HYPERLINKl_Toc2721385685.6系统功能PAGEREF_Toc272138568h-38-HYPERLINKl_Toc2721385696技术培训PAGEREF_Toc272138569h-45-HYPERLINKl_Toc2721385707售后服务PAGEREF_Toc272138570h-47-概述项目背景和建设目标请在此添加具体项目描述网络视频监控技术概述视频监控技术的演变时至今日，业内普遍认为

8、视频监控系统已经发展到第三代。第一代视频监视系统指的是以VCR(VideoCassetteRecorders)为代表的传统CCTV系统，系统主要由模拟摄像机、专用电缆、视频切换矩阵、模拟监视器、模拟录像设备和盒式录像带等构成。第一代系统存在很多明显的缺点，例如维护工作繁琐、无法进行远程访问、无法与其他安防系统（如门禁、周界防护等）有效集成、录像质量将会随着时间的推移下降等。在上世纪90年代中期，以DVR(DigitalVideoRecorder)为代表的第二代视频监视系统出现在视频监视市场上。DVR使用户可以将模拟的视频信号进行数字化，并存储在电脑硬盘而不是盒式录像带上。数字化的存储大大提高了

9、用户对录像信息的处理能力，用户可以通过DVR来控制摄像机的启闭，对于报警事件以及事前/事后报警信息的搜索也变得相对简单。然而，DVR本身的处理能力限制使得其数字化处理能力被限制在是832路以内，一个项目往往需要许多台DVR设备，系统部署仍然很繁琐。第三代系统指定就是目前正在蓬勃发展的网络化视频监视系统，又称为IP监视系统，它最早出现于2001年。网络化视频监视系统从一开始就是针对在网络环境下使用而设计的，是完全数字化的系统，它基于标准的TCP/IP协议，能够通过局域网/无线网/互联网传输，布控区域大大超过了前两代系统；它采用开放式架构，可与门禁、报警、巡更、语音、MIS等系统无缝集成；它基于嵌

10、入式技术，性能稳定，无需专人管理；它灵活性大大提高，监控场景可以实现任意组合,任意调用。此外，网络化视频监控系统的出现，使高清化、智能化视频监控及其大规模应用成为可能，从而真正实现了视频监控技术的飞跃。下表将网络视频监控系统与传统的模拟视频监控系统进行了详细的对比，从中可以更加具体的看出网络视频监控系统所具备的优势：网络化视频监控系统与传统模拟监控系统的对比对比内容网络视频监控系统传统模拟视频监控系统访问方式按需进行开路或闭路访问，使用任一台PC上标准的Web浏览器，您就可远程访问实时图像，并远程管理网络摄像机。闭路，不能进行远程访问。易用性使用任一台PC上的标准Web浏览器，您就能够远程管理

11、和查看图像。网络摄像机可将图像记录在硬盘上，易于搜寻、易于存储，并且不会出现图像退化或磨损。为安全起见，存储硬盘可安装在远程位置。不能够进行远程管理或监控。图像必须存储在录像磁带机上，所以需要不断更换以保持足够存储空间。录制图像质量会随着存放时间的增长而下降。录像机必须放置在摄像机附近，这可能会使未授权的人获取录像带。图像质量数字图像采用MJPEG、MPEG-4或H.264压缩格式，不会影响传输质量和存储质量，图像在创建后不会发生质量降低的情况。当使用长电缆时，图像有可能会丢失，磁带的分辨率通常很低，录像的画面质量也会随时间推移而降低。系统要求通过网络传输实时视频所需的所有部件都已经集成在网络

12、摄像机中，可以方便地将网络摄像机连接到网络，并能够从网络中的任一PC(处于任一地点)查看、录制和管理。需要使用同轴电缆、多用复用器、视频或慢速拍摄录像机、专用音频线路、专用PTZ控制线路，以及本地放置的CRT(阴极射线管)监控器等众多复杂设备。安装只需方便地将网络摄像机连接到最近的网络，并分配一个IP地址。将同轴电缆连接到每一台摄像机，并连接到多路复用器。传输线一条标准的UTP网线可同时从几百个网络传输图像。一根电缆一次只能为一台摄像机传输视频信号，如果您有两台摄像机，就必须使用两根电缆，这往往意味着您需要把那些塞满厚重而危险的电缆的中继设备连接到位于本地的控制室当中。可扩展性您可轻松地将更多

13、的网络摄像机添加到系统当中。扩展工作非常困难，每个模拟摄像机都需要有专用的电缆，当使用长电缆时会影响到图像质量。成本用于高质量的网络电缆的花费通常比标准的同轴电缆要少30%到40%。一根网络电缆能够同时支持上百台网络摄像机和其它设备。基于IP的网络基础设施往往处于适当的位置，也就意味着您用于构建系统的成本可以降低到仅仅包括网络摄像机的成本。同轴电缆非常昂贵，常用的RG5975欧姆的标准同轴电缆要比高质量网线贵30%到40%。每个模拟摄像机都需要一根电缆，如果您有很多台摄像机，您就必须购买很多的电缆，并专门为这些电缆的安装和部署花钱。人力和维护成本较高，此外系统建设成本还将包含模拟摄像机、录像机

14、和录像带的费用。网络化视频监控在第三代网络视频监控系统中有两个代表性的产品，一个网络摄像机，一个是视频编码器。其中视频编码器是一个能够将模拟视频信号转化为数字视频信号的产品，它的主要用途是实现对模拟视频监控系统进行数字化、智能化改造。原有的模拟摄像机通过模拟视频电缆接入视频编码器，其图像经视频编码器进行数字化后，直接通过网线接入网络并传输给后端的监控系统。网络摄像机通常也被称为IP摄像机，它们是一种高度集成化的产品，可以看作一台摄像机和一台微型服务器的结合体，是完全数字化的产品。视频图像由其摄像机部分进行采集，即将组成图像的各种光信号转化为电信号，同时还进行曝光控制、快门控制、白平衡调整、亮度

15、色度调整以及背光补偿等常见的图像调整工作；采集来的视频图像通过嵌入在网络摄像机内部的视频压缩/处理芯片进行压缩、编码并通过网络进行传输，同时芯片也可以实现相应的智能分析、报警事件管理安全防务和加密等数字化功能，以及提供HTTP、TCP、SNMP等多种网络服务。由于视频图像在网络摄像机直接完成了数字化处理，并通过标准的网络协议进行传输，因此无需再进行其他的模数转换，从而能够充分保持图像的清晰度。用户只需通过电脑连接到网络就可以观看视频图像，而录像设备也只需要直接获取相应的数字化视频信息并进行存储即可，从而大大方便了视频数据的共享、存储和与其他系统的集成。需求分析前端监控点位建设本次项目建设主要包

16、括xxxx的网络化视频监控，包含xxxxx等组成的网络视频监控系统。系统采用全数字化视频监控系统，前端选用智能型网络摄像机，并构建视频监控的专有化网络系统。预计监控点位共计约xxx点。请在此添加该区域的监控点位。（下面斜体部分共参考）监控点位一览表楼层型号数量备注1FPTZ/快球半球型2F固定型PTZ/快球3F半球型固定型4FPTZ/快球半球型室外固定型PTZ/快球合计PTZ/快球半球型固定型系统功能需求请在此添加用户对软件功能需求。（下面斜体部分共参考,红色标注部分根据不同项目修改）为了便于使用和系统扩展，系统中采用的监控软件应具备采用如下一些主要的功能特色：支持模块化的网络视频监控系统系统

17、中采用的视频监控软件需要具备节点化、模块化部署的能力，支持构建多级别的网络视频监控系统。高分辨率实时图像图像分辨率采用SVGA（800*600），要求清晰度高，色彩逼真，图像压缩格式完全符合国际标准，最高帧速能够达到25fps或更高。具备智能视频分析功能在有效积累基础业务数据的基础上，选择部分重点监控场所实施智能视频分析，包括摄像机遮挡、移动侦测、I/O联动等等，实现基于报警事件的视频管理模式。采用C/S视频监控模式系统应当能够支持C/S应用模式，以提高系统应用的灵活性。客户端可以采用客户端来访问系统的各项功能，实现系统的多客户访问能力，同时实现系统的平滑可扩展。完善的用户管理和权限管理功能系

18、统应当提供高度安全可靠的集中身份认证、权限管理和审计管理。用户的帐号密码必须经过加密传输，不同的用户拥有与其角色相关连的不同权限等级，系统中的所有操作都要由系统唯一管理中心许可，并由管理系统记录和管理。只有经过授权，拥有帐号密码的用户才能浏览或控制摄像机，访问位于不同区域的摄像机需要具备不同权限，用户仅能够访问或控制其权限范围内被允许访问或控制的摄像机。完善的控制优先权机制系统应当具备完善的控制优先权机制，网络上的用户可以被管理员分为多个控制权限等级，当多个用户同时想控制某个摄像机时，系统规定优先级高的人可以控制，优先级低的人不能控制，但可以浏览图像。只有优先级高的用户放弃控制权后，优先级低的

19、用户才能控制。相反，低优先级用户正在控制某摄像机时，高优先级用户可以接过控制权来控制。相同优先级的用户谁先取得控制权系统就默认由谁控制。最低优先级用户仅能看摄像机画面，任何时候都不能控制摄像机。支持多路图像同时处理和显示能在客户端上进行多画面模式实时显示，可以随时自由选择单画面、四画面、九画面、十六画面模式同时观看116个摄像机的实时画面。全部摄像机可以分成若干工作组，通过视频监控软件用户可以分别控制、切换、浏览所有摄像机的画面。在多画面模式浏览时，可对任意一路图象放大到全屏显示。根据网络带宽条件的不同以及显示画面的数量，实时显示的画面分辨率、帧速应能自动调整，如多画面显示时分辨率、帧速自动降

20、低，单画面时再以最高分辨率最高帧速显示，以满足任何工作条件下对实时监控设备的要求。系统软件支持一个用户同时浏览多个摄像机的画面，也支持多个用户同时观看一个摄像机的画面。同时画面上可以显示摄像机的类型、编号、位置，以及工作时间、备注等文本信息。方便的设备管理配置和实时设备状态监视对于系统内的任何一种设备，都可以在管理中心进行配置。系统实施的时候，实施人员可以现在管理中心离线配置好所有的设备参数，一次性地对符合条件的所有设备进行设置。系统设置的过程应在后台运行的，不影响用户目前的工作。系统应当能够按照用户定义的计划对系统中的所有设备进行巡检，任何设备的当前状况都可以随时展示出来。任何设备发生的任何

21、历史事件、日志、设备运作所产生的各种对象和它们所有的检索信息都应被发送到管理中心.方便的摄像机控制功能用户可以根据个人习惯选择用鼠标在监控画面中进行点击、拖放等操作直接控制摄像机上下、左右、变焦、聚焦等动作，也可以通过点击控制面板来对摄像机进行控制。摄像机控制面板界面应简单直观，使用方便。此外，用户应能够实现正常控制功能及一些特殊功能，例如：预置位调用、自动巡航等等。强大的录像、录像检索和回放功能提供计划录像、手动录像和报警录像等多种录像机制，用户可根据实际需要制订不同的录像策略。系统可对多路镜头同时录像，系统自动定时更新录像存储资料，超过一定容量的资料存储能提供额外数据备份机制。录像记录可以

22、随时调用，并按用户需要进行快进、慢放或者正常的速度播放，可以拖动进度条选择播放。对于录像记录用户可以根据需要进行编辑、存储、删除。检索的条件可以自行定义，可以满足各种组合查询条件下（日期、时间、通道、区域等）的录像同步回放。可以通过视频文件附带的标记信息（如摄像机编号、监控场所名称、日期时间等）进行查询。支持监控图像的抓拍。完善的事件日志功能能在线提供用户信息，支持用户在线管理、查询系统信息、录像信息、报警信息。同时，系统对报警记录和录像事件等动作，自动记录到数据库中，管理员能够在管理工具中查询、打印用户登录信息、报警信息和录像资料信息；长期对发生的时间进行检索、查询、回放。录像存储需求请在此

23、添加用户存储需求。（下面斜体部分共参考,红色标注部分根据不同项目修改）所有监控点的图像均需支持800*60025/30帧/秒的实时录像能力。录像采用24小时连续录像方式，录像保存时间不少于15天。所有录像资料由监控中心统一进行管理维护。无论用户在何时登录，都可自由访问其权限范围内被允许访问的录像资料。录像存储可靠性冗余机制应支持RAID-6的可靠性机制，至少允许2块磁盘的损坏而不丢失录像数据。为了节省录像存储空间，系统应能实现自动减帧存储技术，用户可设定是否启用历史录像自动减帧以及设定启用自动减帧技术的时间阀值。网络现状与规划请在此添加用户网络现状或网络需求。（下面斜体部分共参考）本项目视频监

24、控系统将基于独立的视频监控网络构建，系统采用星型网络结构，构建由接入层网络交换机和核心层网络交换机组成的两层网络拓扑结构。由于本系统为一个全数字化的系统，所有视频数据和管理数据都将通过网络进行承载，为了确保视频图像能够达到高清晰度、高流畅度和低延时，因此必须保证网络有充裕的带宽，和良好的连接性能和稳定性。在选择网络设备时，应当选用高端知名品牌的产品，以确保网络质量。设计依据JGJ/T16-92民用建筑电气设计规范GB50399-2003智能建筑工程质量验收规范DGJ32/D01-2003建筑智能化系统工程设计规范DB32/365-1999建筑智能化系统工程检测规程GBJ115-87工业电视系统

25、工程设计规范GB50198-94民用闭路监视电视系统工程技术规范GB12663-90防盗报警控制器通用技术条件ISO/IECM-JPEG和MPEG-4，H.264编解码标准IEEE802.3/U10/100/1000BASE-T以太网接口标准EDB-03095智能建筑设计标准GA/T75安全防范工程程序与要求GBJ566-88计算机软件开发规范国际电磁标准：CISPR22ClassBEN55022、ClassBEN55082-1、IEC801-2、IEC801-3、IEC801-4、ENG1000-3-2国际安全标准：CSA认证:EN60950标准、TUV认证ULListed标准甲方提供的“X

26、XXX”系统结构图及系统设计任务书设计原则系统设计和建设应遵循“统一规划、统一规范、分步实施、创新实效、安全可靠”的方针，并在建设中合理改进、逐渐完善。同时，为了达到系统建设的总体目标，整个系统的设计和建设应该坚持以下原则：采用先进的数字化、网络化、智能化视频监控理念、技术采用当前视频监控领域内最新的数字化、网络化、智能化理念，配合国际领先的网络视频技术，采用国际一流的网络摄像机和视频服务器硬件设备，配合功能强大的应用软件，通过真正全面的数字化方案彻底整合系统图像采集、数字压缩、远程传输、管理、控制及其应用。构建一个具有分布式部署、集中化管理的模块化系统利用嵌入式网络视频监控设备灵活可靠的巨大

27、优势，配以应用软件分布式的模块化运行模式，在后台服务器的集中管理下，系统可在任意终端下，实现对远程所有分布镜头的监控、管理、控制，并指定任意终端实现系统的所有服务功能。注重效益与投资IP网络视频监控方案的前端采用标准化、可扩展、可升级的硬件设备，可一次投入，反复利用。由于采用了通用的TCP/IP协议进行传输，前端设备除了用于视频监控系统应用外，还可以为其它的应用系统提供标准的网络视频信息，实现一物多用，从而使总体系统具有很高的性能价格比。可靠性与安全性原则充分考虑选用可靠、成熟的技术和产品，系统的可靠性是系统成功建设的重要前提。系统应具有长期稳定运行的能力，安全可靠性高，有足够的抗干扰能力。应

28、充分考虑对关键设备、关键数据和逻辑链路的冗余备份,以及系统自动故障检测、发现、报警和恢复功能，提高系统可靠性。在系统的设计中，多层安全保护机制和措施，确保各种数据的完整性、准确性和安全性。开放性与标准化原则系统设计应采用开放式架构，选用标准化接口和协议，具有良好的可扩展性，系统建设遵守国家及行业标准与规范，应考虑到系统在未来时间里可能的扩展、升级，主要设备和系统均具有良好的互联与互操作性。先进性与实用性原则系统应采用国际先进的技术和理念进行设计，采用来自国际知名厂商的硬件设备，系统的技术方案应当能够长期保持先进地位，并能够适应将来的科技发展。系统设计应充分考虑到机场海关的业务特点，结合相关业务

29、部门的实际工作需求，注重系统的实用性。扩展性与灵活性原则系统采用结构化设计，支持无限扩容，无缝集成。系统构成方式简单，功能配置灵活，充分利用现有设备资源，能满足不同业务部门的需要。系统设计方案系统总体结构图整个网络视频监控系统分为接入层和核心层两层结构，其中接入层设备部署于多个楼层或区域的弱电机房，配置接入层交换机，负责本楼层或多个楼层的前端网络视频的接入；在本项目中，根据前端摄像机的分布和数量，在xxx、xxx、xxx和xxx分别配置了接入层交换机；在监控中心配置核心交换机，实现所有前端摄像机的视频汇集，并通过视频录像设备进行集中式录像存储。监控中心采用PELCO的企业级网络视频管理平台En

30、dura2.0系列。Endura系列管理平台是高可靠性、高性能的网络化视频管理平台，也是集成了视频录像、视频显示、操作与管理、智能视频分析以及认证授权在内的完整视频解决方案。在本项目中，配置了由多台网络存储管理器EnduraNSM5200组成的录像存储池，实现对于整个监控系统的集中化视频存储，同时配置相应的视频解码器连接视频显示设备，如电视墙或显示器等；同时，根据监控操作需要配置相应的视频显示控制台、工作站以及视频操作键盘等管理设备；整个网络视频监控系统通过一台系统管理器SM5000进行统一的系统管理和数据库管理，并作为管理设备进行相应的认证服务、时间同步以及授权等工作。在监控网络中，各个区域

31、有权限的本地用户也可配置相应的客户端，即可访问和使用该系统中的视频数据和业务数据，也可实时浏览监控画面或回放录像文件。视频采集系统前端的数字设备全部采用PELCO公司的新一代高性能、智能化网络摄像机产品。PELCO网络摄像机的特点和优势逐行扫描在画面中的物体运动程度较小的时候，隔行扫描方式所带来的问题并不明显，但是当画面中的物体运动程度较大或速度较快的时候，图像画面就会变得模糊不清。这是由于运动中的物体在第一扫描场中的位置和在第二扫描场中的位置之间存在较大差异而造成的。而HYPERLINK/html/secure/网络摄像机采用了逐行扫描HYPERLINK/html/knowledge/技术，

32、与隔行扫描不同的是，该HYPERLINK/html/knowledge/技术对一幅完整的画面采用一次性扫描（图2），因此可以有效的解决上述问题。即便是画面中的物体处于高速运动过程中，摄像机同样可以提供清晰的画面。图3为隔行扫描与逐行扫描的实际效果对比，画面中的汽车以20km/h的速度行驶。从图中可以看出，无论是逐行扫描还是隔行扫描，画面中的静止物体（如砖墙）都可以清晰的呈现出来。但是对于运动的物体（如汽车和驾驶员），隔行扫描的画面明显模糊不清。从放大的画面细节可以看出，从采用逐行扫描的画面中可以清楚的辨识出驾驶员的面部轮廓，而隔行扫描则根本无法看清。如果驾驶员是一个偷车的窃贼，那么显然隔行扫描

33、的画面对于追捕工作毫无用处。图3隔行扫描与逐行扫描实际效果比较PELCO的大多数网络摄像机均支持逐行扫描功能，可以有效降低高速移动物体带来的拖尾现象，可以更好的捕捉画面细节。压缩格式支持MJPEG,MPEG4,H.264三种高效的压缩标准，其中H.264还包括high,mainorbase3种profiles，Baseprofile可以有效的节省带宽和CPU解码占用资源，Highprofile可以在数字放大后表现更精细的画质，但解码时需要占用更高的CPU和显存。H.264是最新的视频压缩标准，它也称为MPEG-4Part10或AVC（高级视频编码）。据预测，在未来几年内H.264将成为行业首选

34、的视频标准。H.264是一个需要许可证才能使用的开放标准，可支持最当今市场上最高效的视频压缩技术。在不影响图像质量的情况下，与采用M-JPEG和MPEG-4Part2标准相比，H.264编码器可使数字视频文件的大小分别减少80%和50%以上。这意味着视频文件所需的网络带宽和存储空间将大大降低。或者从另一个角度来说，在某一特定比特率下，视频图像质量将得到显著提高。因此，H.264的使用可以提高百万像素摄像机的普及速度。此外，H.264才具有以下的一些特点：更强大的容错能力，能够纠正各种网络的传输错误低时延功能，并能够在更高时延的情况下提供更高质量的图像通过简单的句法规范简化实施精确匹配解码，严格

35、规定了编码器和解码器如何进行数值计算，以避免错误累积双码流PELCO网络视频设备具备1个单播流和2个组播流，并且根据用户录像和监看的不同需求，系统可自动分配或手动设置2个不同分辨率和帧数的视频流，可以实现在录制一个高清流程的视频的同时显示多个低码流低帧率的实时画面，可以充分节省带宽和后端显示设备的CPU或GPU的解码资源。PoE以太网供电（PoE，PoweroverEthernet）技术是IP监控系统所具备的另外一个能够有效节省建设成本的优势，符合IEEE802.3af标准。该技术使网络摄像机可以通过同一根网线同时接收工作电力和数据，从而使用户可以节省下专门用于设备供电所需的布线成本，并可以与

36、不间断电源（UPS）配合使用，进一步提高系统的可靠性。PoE在使用时需配合支持PoE的交换机，单口最高可输出15.4W功耗满足Class3级别受电设备需求。高清快球更可选择HighPoE交换机提供30W供电输出。PELCO的网络摄像机大部分可支持PoE供电，以实现视频、音频、配置、电源等多类数据基于一根网线的复合传输。自动背焦聚焦技术（ABF）AutoBackFocus自动背焦聚焦技术是PELCO新一代Sarix系列网络摄像机中集成的一种由精密机械组件控制的自动聚焦技术，用以调整传感器前后位置，利用Sarix摄像机内置的温度传感器进行周期性的自动聚焦，尤其在炎热的夏天当温度每变化5度ABF都可

37、以自动重新聚焦，以有效地解决由于环境温度升高导致材料膨胀和折射率变化所引起的聚焦不准问题（模拟摄像机由于像素较低因此影响不大）。AutoBackFocus自动背焦调节技术还可以有效地解决摄像机从彩色切换到黑白时所引起的聚焦偏移问题。低照度PELCOSarix系列网络摄像机采用优化的低照度处理性能，有效的进行数字降噪，并在光线较暗的环境中任然能够表现出众的黑白画质。前端存储PELCO大多数网络摄像机内置MiniSD卡插槽，允许在发生事件触发报警或者网络中断时临时将视频以图片的形式存储在SD卡上，并可将图片导出和查询，以确保摄像机报警的重要图像的高可靠性本地化保存。前端摄像机选型根据该项目需求选择

38、摄像机配置，同时将相应的设备参数粘贴（斜线部分仅供参考）普通固定半球摄像机：SARIXIDSO高清固定半球摄像机：SARIXIDE20普通固定枪形摄像机：SARIXIXSO高清固定枪形摄像机：SARIXIXE20室内网络球机：SpectraMiniIP10X室外一体化日夜转换网络快球：SpectraIV35X网络传输CVBR带宽管理策略PELCO视频产品是基于计算机网络传输的产品，其所占用的带宽与所使用的图像压缩格式、图像分辨率、图像帧率以及图像内容密切相关。对于网络化视频监控系统来说，视频流的控制和管理策略十分重要。完善的视频流控制策略和管理机制不仅关系到整个网络化监控系统的可用性、易用性，

39、也是衡量网络化视频监控系统整体性能表现的关键因素之一。PELCO网络视频监控产品采用独特的具有阈值的可变码流技术（CVBR），即当设定了相应的视频分辨率、帧速以及压缩编码格式以后，摄像机会自动计算并生成一个码流阈值，而摄像机所产生实际视频码流将保持在此阈值的基础上，上下的带宽波动在10%以内。用户也可以根据实际的网络环境或画质要求，手动设定此阈值。这样做的优点在于一旦阈值确定之后，网络中视频流所占用的带宽便是可预测并且稳定的，以防止突发的视频流增长造成的网络阻塞甚至崩溃，同时，相应的视频存储也可以准确合理的进行计算和配置，以确保配置合理并且足够视频录像存储空间。同时，PELCO的网络视频产品采

40、用双码流技术，即主码流为高分辨率高帧速的码流，辅码流为低分辨率低帧速的码流。每台设备所占用的带宽资源位于几十K到5M之间。下表列出了在H.264编码压缩格式下，单台设备在不同分辨率下的主辅码流的带宽占用参考值：WidthHeightFPSBitrateQXGA3FPS2048153633000Secondary64048032501080p25FPS19201080305000Secondary64035257001080p15FPS19201080153350Secondary64035215750720p25FPS1280720253700Secondary64035212.5750720

41、p15FPS1280720153000Secondary64035215750640 x35230FPS640352301200Secondary32017615150SXVGA15FPS1280960153000Secondary640480151000SVGA30FPS800608302000Secondary3202405200VGA30FPS640480301600Secondary32024015250组播技术PELCO网络视频设备的主码流有单播和组播两种方式，单播的主码流用于提供给网络视频存储管理器进行录像，以确保视频录像的高画质；组播的主码流可以用于高画质的视频显示或客户端查看使

42、用；辅码流为组播方式，用于低画质的的视频显示或客户端查看。组播是主机和客户端之间是“一对多”的通讯模式，主机将1份数据传给网络设备，重复数据由网络复制完成。目前绝大多数延迟敏感应用，如视频监控都是组播。组播方式的特点：减少设备负担如果多个客户端需要相同的数据，则设备本身仅生成1个数据流进程，通过自己的网卡传送给网络设备，由网络设备硬件复制传输10份。由于设备卸载了多次传送数据的负荷，同时网络设备对组播进行硬件复制，所以对于时延敏感的视频数据相对于单播，没有传输的时间差，在监控端反应出同步的画面。节约带宽由于采用“拉”的方式，只有需求的时候，网络才复制数据，所以网络上没有多余的重复流量，效率大大

43、提高。技术成熟组播已经发展了10多年了，除了视频广泛采用外，其他行业也广泛采用。简而言之，IP网组播能力可以最大程度地节省网络带宽资源，它可以使同样的数据无需在网络中传送多次即可到达终端用户。带宽计算基于上面的分析，对于PELCO网络摄像机的带宽计算，需要考虑单播主码流和组播主码流并发占用带宽。同时，基于Endura视频管理平台的网络视频监控系统，采用了高可靠性的负载均衡和失效备援机制，即网络摄像机的录像视频会平衡地存储于多个网络视频存储管理器中，以确保各个存储设备的负载平衡并最小化由于单台存储设备故障对整个系统录像数据造成的影响（详见录像与视频管理服务章节的描述）。因此，对于前端的网络摄像机

44、来说，视频录像在多个存储设备间切换的瞬间会产生2个单播存储主视频流，以确保切换瞬间视频信息没有丢失。因此，PELCO网络摄像机的峰值占用带宽，需要考虑2个单播主码流，1个组播主码流以及1个组播辅码流的并发占用带宽。同时，在实际应用中还应考虑25%的网络余量，用于网络的其他数据如音频、协议、UPnP等，以确保网络带宽的充足。对于2MP高清摄像机设置1080P25FPS的带宽计算：(5Mbps+5Mbps+5Mbps+0.7Mbps)*1.25=19.6Mbps对于0.5MP高清摄像机设置800*60025FPS的带宽计算：(2Mbps+2Mbps+2Mbps+0.2Mbps)*1.25=7.8M

45、bps后端视频设备的带宽需求：Endura系列网络视频管理平台采用由多台EnduraNSM5200组成的存储池的管理策略。每台网络视频存储管理器EnduraNSM5200提供千兆网络接口，单台最大写入带宽应低于250Mbps；同时，一个存储池最多支持32路视频录像回放的输出能力，并且录像回放输出带宽应低于100Mbps。视频显示控制台VCD5202提供千兆网络接口，最多解码显示12路4CIF25fps的H.264视频图像或者2路1080P25fps的H.264视频图像，带宽占用约25Mbps；视频解码器NET5402R-HD提供千兆网络接口，最多解码显示12路4CIF25fps的H.264视频

46、图像或者2路1080P25fps的H.264视频图像，带宽占用约25Mbps。建议在网络视频监控网络的整体规划时，应以此为依据，充分考虑接入层以及核心层的链路带宽和交换机的转发能力。在本项目中，共配置x台接入层交换机，以千兆光纤上联至核心层交换机。各个接入层交换机带宽计算如下：接入层交换机摄像机类型数量占用带宽带宽合计1F-A标清(7.8Mbps)x高清(19.6Mbps)y1F-B标清(7.8Mbps)x高清(19.6Mbps)y2F标清(7.8Mbps)x高清(19.6Mbps)y6F标清(7.8Mbps)x高清(19.6Mbps)y8F标清(7.8Mbps)x高清(19.6Mbps)y有

47、上表可知，本视频监控网络设计带宽满足使用要求。录像与视频管理服务图像存储空间配置PELCO网络摄像机可以提供多种不同的压缩方式供用户自行选择，保存的图像大小因参数设定的不同而变化，并且依据所设定而计算生成的阈值。根据具体需求，本系统录像采用如下的配置：（下面斜体部分共参考）图像压缩格式：H.264图像分辨率：SVGA图像帧速度：25FPS平均码流：2Mbps摄像机路数：200录像方式：24小时连续录像图像保存时间15天以下每路摄像机每天对存储空间需求进行估算。2.0Mbps/8*3600*24*1/1024=21GB为了确保录像存储空间充足，建议预留10的冗余.则200路摄像机保存15天录像所

48、需要存储容量为21*（1+10%）*200*15/1024=68TB录像与视频管理在本项目中，选用PELCO的Endura网络视频监控系统作为后端视频监控管理平台。PELCO的Endura全数字、分布式的网络视频监控系统是基于数字视频技术和网络传输的视频监控系统，该系统综合运用了多媒体视频技术、计算机网络技术、工业控制技术，实现了视频/音频的数字化、系统的网络化、应用的多媒体化以及管理的智能化。系统将传统的视频、音频及控制信号数字化，以IP数据包的形式在网络上传输，支持监控中心对广域的前端信号采集设备进行集中监控、集中管理。PELCOEndura系统采用先进的、高性能、高可靠性的存储池技术设计

49、网络视频监控系统的录像存储。以EnduraNSM5200存储单元为载体的海量“云”录像存储功能特别符合金融机构大容量分布式监控存储的需求。普通网络视频监控解决方案，采用N+1的备份存储模式，就是多配备一组存储管理服务器和扩展存储阵列，在主存储管理服务器宕机、离线的特殊故障情况下，备份存储阵列在系统数据库管理服务器的指挥下，自动补充上去做存储工作，等待主存储系统的恢复。但对于高要求的视频监控系统来说，这样还远远不能达到其高可靠性、高性价比、全冗余的要求：如主、备份存储阵列的切换、接替过程中可能导致存储视频流部分时段丢失；如需要花费额外的成本，即辅助备份存储管理服务器和存储阵列，来保障系统安全；N

50、+1冗余系统只能允许一组存储阵列故障，如果出现第二组，则无能为力；但是由于成本因素，不可能采取N+2N+X的方式。PELCO通过20年视频监控系统的成功经验，非常了解IP视频监控系统的存储，有别于一般性质和一般应用的数据存储，原因如下：网络视频监控，前端输出连续的大量的数据块，完全不同于一般小文件存储；大型综合系统中，网络视频存储经常需要同其他数据传输和谐共处，由于需要及时优先存储视频数据，所以不能使用排队、按序进行的传输策略；视频监控数据流是密集写入为主，需要软件和硬件同时支持；长时间监控录像，文件覆盖和删除后，产生大量磁盘碎片，对这些影响系统工作效率和稳定性因素的分析和消除工作，普通存储设

51、备不能胜任；监控录像需要经常性的进行磁盘校验和数据备份，而且是在录像的同时进行，硬件不能停机，系统不能中断运行；监控系统存储，必须具备系统备份的总线机制，因为监控系统事关安全管理，绝不允许停机更换和维护。因此，PELCO采取独辟蹊径的最具前瞻性的“云”录像存储池解决方案，提出了系统内任意存储阵列互为冗余的解决方案，彻底解决视频监控存储可靠性和成本矛盾的难题。在PELCOEndura系统中，以NSM5200网络视频存储管理器构建“云”结构的网络视频存储池。其主要技术参数如下：高达250Mbps的录制处理量可满足实时视频、音频和数据应用程序严格的性能要求；其硬件设计旨在消除包括备用风扇、电源和RA

52、ID6存储在内的单一故障点，以实现最佳的可靠性；汇集的存储管理提供了整个存储池的分布式自动负载平衡和失效转移，以确保一旦发生灾难性故障时，录制仍不致中断；内置EnduraStor存储管理基于年龄和优先级疏导自PELCO视频编码器和IP摄像机传来的视频，从而提高了存储效率；能够同时进行多达32个视频/音频播放流；在正常和RAID错误条件下维持性能水平；内置诊断监测功能实现了预防性的维护和SNMP监测；通过整合多种硬件组件到一个完全一体化的机箱降低了拥有成本并提高了能源效率；操作系统Linux；RAID6的存储方式；单机可达24T，有效容量最多达18.1TB；驱动接口SAS/SATAII；网络接口

53、2,1Gbps以太网RJ-45端口(1000Base-T)；USB2.03端口（2个在背面，1个在前面）。在本项目中，根据摄像机数量，存储录像需要以及带宽的因素，共配置x台NSM5200网络视频录像管理器，构建一个统一的录像存储池。PELCOEndura系统的每一个存储池最多可容纳20台NSM5200存储单元，单台NSM5200设备标准配置存储空间达24TB，扣除RAID6消耗，实际有效存储空间达18TB。存储池的结构如图所示：Endura的“云”结构存储池对于用户来说是“透明化”的，即用户无需了解每一台摄像机究竟录制于哪一台NSM上，或者NSM之间是如何协商的；对于用户来说，只需将这个由多台

54、NSM组成的存储池视为一个统一的整体，从而大大方便了用户的使用和管理。Endura的存储池结构内置了多种协商、交互以及优化存储技术，确保了系统的高可靠性、稳定性以及透明化。其主要存储技术与管理策略如下：高容错和高吞吐速率一定数量的存储单元，对应一定数量的编码器或者IP摄像机。配比关系，按照每个存储单元内部总线传输速率和外部吞吐速率决定（250MB输入和100MB输出），特别是存储管理服务器输入存储数据流和接受回放访问的输出视频流的传输速率，经过厂商长时间测试，有严格限定和约束，不能超负荷接入监控点，这样保证每个存储单元可以高度可靠的工作。分布式均衡负载技术系统自动定期交换每组编码器或者IP摄像

55、机对应的存储单元，并且使用零数据遗失的交换方式，这样交换存储的结果，是每个存储单元，不管接入IP监控点数量是否完全精确的相同，或者各组IP监控点的运动场景是否一样多，都可以使得每组存储单元的存储时间一致，不会出现监控点分配不均、或者有些区域运动场景多，有些区域静止场景多，导致各个存储单元录像时间长度不一的现象。系统热备份的实现最有价值的贡献是，当某组，或者不止一组存储单元离线、或者意外故障时，其余存储单元，可以根据系统管理指令，接管故障存储单元的IP监控点录像，进行系统的热冗余支持，保证不停机维护下，无录像数据丢失。单机+系统故障恢复能力当故障存储单元重新恢复网络连接，或者硬盘故障消除后，重新

56、进入交叉存储的循环，故障磁盘阵列内部的RAID6机制可以有效保证原有录像数据的还原，继续进行交叉存储；一段时间之后，曾经进行过维护的存储单元，硬盘空间占用又和别的存储单元同步了。所有存储单元继续进行不间断定期交换的循环存储录像。这样的技术，使得客户不需要进行N+1或者N+X的冗余存储设计，同样能够得到类似分布式计算的高效率和高冗余特性，从单台设备到整个存储系统，都有效保证了客户数据的安全性。EnduraStor存储延长技术一般解决延长存储的技术，一是动态侦测存储，也叫运动图像侦测存储，是通过画面运动的判断，对有活动物体，或者画面运动的图像进行存储，平时则不录像；二是非实时录像，又叫抽帧录像，是

57、通过减少录像帧率，以少于25帧实时的画面，进行录像，以减少对硬盘存储空间的占用，达到同样长度的录像时间。抽帧录像的一般做法，是对MPEG编码器工作模式进行设定，在I帧相对确定的基础上，减少每秒钟B帧和P帧的数量，但是一般厂商产品做出此设定后，该通道在规定的某个任务时间段，会一直以抽帧方式录像，虽然节约了硬盘，但是录像效果还是有所下降。重要场所监控录像，一般要求全实时全帧率，且音视频同步，保证精细动作和快速场景能够被仔细记录。根据研究发现，重要事件或者事故，一般会在我们工作的最近时间段内（1个礼拜，或者15天内），被发现处理，就是说，越近期的录像，被发现有事件发生，而被回放、拷贝的概率最高，存储

58、时间越长的录像，无参考价值的概率越高。因此，聪明的PELCO工程师采用独特的磁盘删除算法，发明了“EnduraStor”的按照时间时间长度，带来的录像价值不同，进行先实时、后抽帧的存储技术，既保证了前段时间录像的实时性，又兼顾了长时间录像存储空间的节约，有效延长了有限预算下固定存储空间的存储时间。具体做法如下：下图左边是普通做法，采用全帧率或者全抽帧录像，录像质量和硬盘节约难以两全。右边是“EnduraStor”的先进存储技术，用户可以定制最近一个时间段采用全实时录像，超过某个时间点（比如单位对安全工作进行检查的周期）之后，对原有实时录像，自动选择最早时段的，删除录像中的B帧和P帧，保留I帧（

59、自然帧，截屏和打印图像效果最好），进行非实时存储。这样，我们可以在监控用户中，预定15天实时存储空间设计的前提下，如设定头7天实时录像，后面8天抽帧录像，这样会使后面8天存储空间延长一倍，系统得到大约20天以上的存储时间。同理，在不需要所有时间段都保持全实时录像的工程项目中，我们可以通过计算，减少存储系统设计的花费，保证同样长度的存储时间。监控中心设计在安防中心配置高清视频控制显示台VCD5202和双路高清解码器NET5402R-HD用于数字视频信号在电视墙以及桌面客户端的显示；作为管理设备，配置WS5070工作站作为整个Endura系统的配置工作站，用于配置所有系统的参数、规则等；同时，配置

60、一套SM5000系统管理器作为整个Endura系统的核心管理设备，用于提供数据认证、数据库管理与同步、时间同步、DHCP管理等工作，所有的在线设备都需要通过SM5000的授权才能获得密钥并正常的进行工作。视频控制显示台VCD5202视频控制显示台为监控操作者提供虚拟矩阵功能。独特设计可满足实时监控设施的各种要求，同时应对当下因使用IP摄像机和百万像素摄像机而产生的复杂问题。每台VCD5202可解码多达32路视频流，管理精巧的视频墙，并提供CCTV式键盘控制和管理功能。每台VCD5202可在4CIF分辨率下，同时解码16路MPEG-4视频流，速率达30/25ips，也可在4CIF分辨率下，同时解