基于运营商视频监控系统接入方式探讨

陆悦偲　赵利

【摘 要】随着社会的发展，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。视频监控系统可以有效保障人民的生命和资产安全。各大运营商也看准了商机，利用自身的网络优势投身于视频监控系统业务的发展。本文主要介绍了基于运营商网络的视频监控系统前端监控点3种可行的接入方式及实现方法。

【关键词】视频监控；GPON；3G/4G；WLAN

Discussion on the Access Mode of Video Surveillance System

LU Yue-si ZHAO Li

（College of Communication and Information Engineering，Guilin University of Electronic Technology，Guilin Guangxi 541004，China）

【Abstract】With the development of society，the demand for security has promoted video surveillance technology into all walks of life，including financial networks，commercial organizations，living quarters，enterprise production and so on.Video surveillance system can effectively protect people's lives and asset security.Major operators have also been given the opportunity to use their own network advantages to join the development of video surveillance system business.This paper mainly introduces 3 feasible access modes and implementation methods of video surveillance system based on operator network.

【Key words】Video surveillance；GPON；3G/4G；WLAN

0 引言

随着时代的进步与技术领域的发展，监控系统的使用越来越广泛。视频监控系统在二十多年时间里，由最早的模拟监控系统到数字监控再到现在普遍使用的网络视频监控系统，发生了翻天覆地的变化。从技术角度来说，第一代模拟监控系统是CCTV系统，第二代数字监控系统基于“PC+多媒体卡”，第三代网络监控系统基于IP技术。随着OTN、IPRAN等传输技术的成熟，汇聚层之上的传输带宽完全满足需求。在接入网侧，视频监控系统面临使用环境的复杂化，要适应多种不同的接入场景和应对多种恶劣环境。视频监控系统的前端部分主要由采集图像信号的摄像机加上接入网络组成。接入网络的主要作用是将摄像机接入视频监控系统中，接入网根据接入场景的不同通常有3G/4G无线接入、WLAN和GPON接入方式，本文主要探讨视频监控系统的这3种接入方式。

1 3G/4G无线接入方式

3G/4G无线接入方式，实际上是将前端监控点直接接入运营商的3G/4G网络，解决覆盖、可靠性及建设成本的问题。目前，运营商的宽带速度大幅度提升，资费下降，技术不断进步，网络不断优化，使得带宽不再是无线接入方式视频监控的限制，因此3G/4G网络完全满足视频监控系统的接入要求。3G/4G无线接入方式将前端的无线网络摄像机采集到的图像经过压缩编码后通过运营商建设的3G/4G基站的无线信道接入，继而通过运营商的IP网络传递到监控中心[1]。

利用3G/4G无线方式实现的视频监控系统接入总体构架如图1所示。

基于3G/4G前端监控点无线接入方式根据应用场景分为单点接入和汇集接入。单点接入方式通常用于前端只有一个监控点的情况[2]，通过无线网络摄像机的无线通信模块与基站相互通信。汇集接入方式用于监控区内摄像机较多，分布较集中的情况[3]。汇集接入放式将用到NVR，NVR的主要功能是储存编码后的视频信息，与运营商网络进行通信。

2 WLAN接入方式

目前运营商的WLAN分布系统一般是由热点或覆盖区域所属的传输机房为中心呈树型结构分布。例如在一个小区中，每个子楼中布放相应数量的楼道交换机，由其按需求分配到各楼层设置对应数量的AP，再由AP在其管辖楼层连接若干副天线发射运营商的WLAN信号[4]。而最终由在传输机房内的汇聚交换机对所有楼道交换机进行收敛后上联至传输设备，经由其通过运营商传输平台进入IP网络[5]。

通常情况下运营商对分布系统中的交换机采取划分不同VLAN用于隔离。前端监控摄像头采集的视频信息通过编码后由WLAN传至AP后经由数据分流功能以不同的SSID从AP、楼道交换机传至汇聚交换机[6]。并通过与汇聚交换机级联的方式将数据传送到本地监控中心的交换机上，再经由多媒体服务器到监控用PC上，由后端软件提供多路视频监控观看。在无线视频监控系统中，按前端采集点向无线AP传输圖像选择D1格式，码流设置为平均传输速率2Mbps。在不妨碍普通用户从其他终端（手机、笔记本电脑等）访问运营商WLAN的使用环境下，每个AP至少能带5路以上视频，基本可以满足一般的视频监控需求[7]。需要指出的是，在此无线视频监控应用中，将用于视频监控的SSID单独命名后在公共广播中隐藏，避免其他用户干扰。另一方面，鉴于无线信号在传输介质中易受干扰的情况，考虑针对特定重要位置的前端无线网络摄像机配置大容量SD卡以存储当天视频信息，做到前后端分开存储的模式，以确保整个监控系统的安全性。按照每个监控点以D1格式存储1天需要消耗21G（2Mbps/8×3600秒×24小时/1024），在重要位置的前端采集点可配置32G或64G的SD卡以存储当天信息。

3 GPON接入方式

GPON技术是目前各大运营商采用最广泛的前端监控点接入方式。GPON提供点到多点的用户网络拓扑结构，利用光纤实现数据、语音和视频的全业务接入的目的。基于GPON技术的设备基本结构主要由局端的光线路中端（OLT）、无源光器件光分配网（ODN）、用户端的光网络单元ONU组成。利用GPON方式实现的视频监控系统接入情况如图2所示。

通常情况，OLT与光分光器放置在中心机房，ONU放置在前端监控点。OLT相当于一个交换机或路由器，同时也是一个多业务提供平台，面向无源光网络网提供PON接口。OND是一个无源光网络分支器，上连OLT下联ONU，起到集中上行数据，下发下行数据的作用。ODN支持多种分种比，例如：1：8、1：16、1：32、1：64、1：128，分光比越高的ODN能支持的ONU数量就越多。GPON系统中，OLT到ONU间的距离最大可以达到20km。基于GPON的视频监控系统前端接入方式具有成本低、易维护、高带宽、易升级等优点，使它成为目前基于运营商使用最广泛的接入方式。

4 结束语

通过对以上视频监控系统的接入方式分析可以看出。基于3G/4G接入方式完美解决覆盖问题，成本低廉，只要有运营商3G/4G基站就可以完成接入。基于WLAN的接入方式具有易安装、移动性强、易管理等优点。无线方式无需布线，实现简单，但易受到外界环境干扰。基于GPON的视频监控系统前端接入方式具有成本低、易维护、高带宽、易升级等优点，使它成为目前基于运营商使用最广泛的接入方式，但GPON属于有线接入方式，相比无线方式实现稍复杂。三种接入方式各自有优缺点，适用于不同的场景，使用时应根据实际情况选择，得到最优方案。

【参考文献】

[1]黄小琦.基于3G移动通信的视频监控系统的设计与实现[D].西安电子科技大学，2012.

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[3]郁小加.视频监控系统设计与实现[D].北京工业大学，2013.

[4]趙丽丽，王兵，谢静雯，关学忠，崔凡，卞强.嵌入式无线视频监控小车[J].化工自动化及仪表，2017.

[5]李虹.无线视频监控关键技术研究[J].化工管理，2015.

[6]陈志凤.用于智能交通管理的无线视频监控系统的研究[J].电子技术与软件工程，2015.

[7]马朋飞，李柳群，赵宁波.试论无线视频监控系统的应用[J].山东工业技术，2016.

[8]邬晓骏.基于GPON的“三网融合”实现技术浅析[J].数字技术与应用，2014.

[9]刘海成.GPON技术与应用探讨[J].电脑与电信，2012.

[10]李朋.GPON技术和应用浅析[J].中国新通信，2012.

[责任编辑：田吉捷]