H3C iVS8000监控解决方案


H3C iVS8000 监控解决方案 1 方案概述
iVS8000 解决方案是 H3C 公司针对各种应用规模较大、 要求高可靠海量存储、 定制与集成需求繁多的行业(专业)市场推出的网络视频监控解决方案。通过和 各种认证合作伙伴的合作,iVS8000 解决方案可以扩展应用到各行各业的综合监 控系统中。 这类项目的特征包括:新建和升级项扩容目均有,以管理 H3C 的系列编解码 器为主, 同时要求保护用户原有投资, 兼容原有模拟和数字图像设备, 并发访问、 存储的规模都较大,对图像品质、实时性、存储可靠性要求较高,大多具有结合 行业业务特性进行定制开发的潜在需求。适用的范围包括平安工程、轨道交通、 机场、公路、教育、医疗、金融、电力、监狱、环保、大型园区等的联网监控。 针对这类市场需求,传统的方案包括模数结合方案和网络监控方案两类。 1) 模数结合方案利用模拟光端机、矩阵等设备完成图像、报警等信息的采 集、传输、显示和控制,利用数字系统完成编解码、存储、分析应用和网络分发 共享。虽然从功能上可以满足客户的一般需求,但是管理和融合模数两套完全异 构的平台会导致整个系统的架构异常复杂,部署、安装、维护困难,标准化差, 系统可扩展性差等一系列问题,很难进行大规模部署和定制开发应用,难以适应 监控系统规模和范围越来越大,管理越来越复杂、灵活的需要。

2) 而传统的网络监控方案由于厂商往往只能提供网络监控中的某一个组件, 设备厂商和集成商没有能力从整体架构的角度规划整个系统, 无法实现网络监控 各个组件的充分融和,各子系统标准化仍然很差,由软件生硬的实现各子系统的 融和,没有发挥各组件相互融和的潜力,本质上仍然是异构的平台,无法充分发 挥网络和 IP 技术开放、标准和融合性好的天然优势,系统的可扩展性较差,增 值应用比较困难,总体上处于网络监控的初级阶段。 iVS8000 解决方案通过网络监控各组件的高度融和和统一架构,可以有效的 解决传统监控方案面临的问题。 H3C iVS8000 解决方案的核心是 H3C 自主开发的标准、开放、高质和高度融 合的基础网络视频监控平台,包括了编解码器、存储系统、网络系统和管理平台 四大基础组件。这其中,iVS8000 解决方案有别于 iVS3000 解决方案的核心是 iVS8000 管理平台,含扩 VM 视频管理服务器、DM 数据管理服务器、MS 媒体交换 服务器和 VC 客户端等, 该平台可以实现 IP 视频监控系统的统一管理、 统一控制、 统一存储、统一媒体转发调度。软件系统各部件之间采用标准的信令、媒体、存 储和视频编解码协议,可以实现各功能部件的灵活部署,系统容量可弹性扩展。 软件平台各部件通过双机热备和负载均衡设计,实现电信级的高可靠性保证,满 足高端行业应用的可靠性要求。 整个 iVS8000 管理平台最大可以管理前端 3000 台编码器、 10000 路摄像机的 能力,同时最大管理 128 台基于 IPSAN 技术的 NVR 网络视频录像机,单机支持 16 个盘位(12TB)的存储空间,这样整个 iVS8000 管理平体可以为前端编码器 提供 1536TB 的网络存储空间。结合 H3C 的网络产品和 iVS8000 管理平体的多级

多域管理能力,iVS8000 解决方案可以适应局域网、广域网、VPN 和多级多域扩 容联网等多种组网方式,满足不同客户灵活组网需求。 基于这个高度融和的 iVS8000 网络监控基础平台,通过结合 H3C 公司其它自 主研发的 IP 电话、IP 会议电视、信息安全产品,以及发展和认证互补性的厂商 联盟合作伙伴和软件增值应用合作伙伴(SVAP),H3C 可以提供各种行业含扩视 H3C 频监控、专业报警、门禁监控消防监控、环境设备监控、信息安全、 频监控、专业报警、门禁监控消防监控、环境设备监控、信息安全、集成通信等 诸多应用和基础网络与存储平台的综合安防监控系统, 代表了网络监控的发展趋 诸多应用和基础网络与存储平台的综合安防监控系统, 势。

2. 方案组成
iVS8000 监控解决方案首先是基本网络视频监控解决方案, 通过合作和开放, iVS8000 解决方案已经延伸到广义的综合监控解决方案,完整的方案组成框图如 下:

图 1 iVS8000 完整监控解决方案组成框图

H3C 自主开发产品 如图,在一个完整监控解决方案中,H3C 自主开发的产品包括网络视频监控 的四大基本组件-编解码器、存储系统、网络系统和管理系统,以及 H3C 的集成 通讯产品-会议电视系统和 IP 电话系统。H3C 有能力将网络视频监控系统和集 成通信系统融和,发挥多媒体融和带来的综合指挥决策和信息沟通方面的优势。 H3C 厂商联盟合作伙伴产品 其次,基于这个网络视频监控基础平台,H3C 会站在源厂商角度认证一些互 补性的厂商联盟合作伙伴的产品,这些合作伙伴主要涉及到 SA 安防自动化 (含扩 专业报警管理系统、 车辆出入管理系统、 专业门禁系统) HA 消防自动化、 、 SCADA 和 TA 通信自动化领域,通过和这些合作伙伴的管理平台联动整合,可以实现各 种报警或事件与 H3C 的网络视频监控系统的联动, 各个系统相互联动但又能独立 工作,既保证系统可靠性也满足了客户对联动集成的需求。 H3C 增值开发合作伙伴产品 同样基于这个基础平台, 发展和认证各个行业的 SVAP 增值开发合作伙伴, H3C 通过向其开放 H3C 基础监控平台的各种接口, 保证合作伙伴的行业应用软件能够 调用监控平台的实时、历史图像并进行控制、查询和接警,这些合作伙伴的软件 包括公安三台合一、监狱综合管理、医疗 HIS、GIS 系统等各种应用系统,从而 提供紧密结合业务需求的行业综合监控管理解决方案。

基本网络视频监控系统的组成图如下: iVS8000 基本网络视频监控系统的组成图如下:

图 2 iVS8000 基本网络视频监控系统组网图

一个典型的 iVS8000 基本网络视频监控系统的组成和基本功能如下: 1)前端系统: 前端系统: 包括摄像机、监听头、对讲设备、报警探头和编解码器组成,其中编解码器 由 H3C 提供。 当前端到中心大带宽足够, 允许中心存储时, 前端配置 EC 编码器; 当带宽有限无法中心存储时,采用支持前端存储的 ECR 系列编码器;当前端需要 解码还原图像时配置 DC 系列解码器。 所有编解码器都可以被监控中心的 VM 视频管理服务器主机统一配置、认证 和网管,维护使用方便。

2)网络系统 所有前端编解码器通过网络系统和监控中心相连, 实现各种信息的传递。 H3C 提供了丰富的网络设备,包括接入交换机、汇聚交换机、核心交换机和路由器, 这些设备内嵌了丰富的安全特性并针对监控的需求对组播等应用进行了优化, 同 时还可以为广域网组网提供完善的 VPN 解决方案, 从而为监控系统提供了一个安 全、可靠、灵活和高性能的基础网络平台,。 3)监控中心 监控中心的核心是 iVS8000 管理平台, 含扩 VM8000 视频管理服务器、 DM8000 数据管理服务器、VM5000 视频管理服务器,MS8000 媒体交换服务器和 VC 客户端 等。除此之外,监控中心还可以分布式部署基于 H3C IPSAN 技术的 NVR 网络视频 录像系统和电视墙控制设备。具体实现原理如下: iVS8000 管理平台 视频管理服务 监控中心的核心管理设备首先是 VM 管理服务器,作为整个系统的核心信令 管理服务器,分为 AS 视频监控应用服务模块 视频监控应用服务模块(以下简称 AS)和 CC 呼叫控制服 模块(以下简称 CC)两个基本组件。AS 负责视频监控业务的调度、设备配置、 模块 设备保活和用户权限认证信息的管理。CC 负责接受 AS 业务信令,将报警信息、 云镜控制、解码器输出控制指令转发到相关设备。 数据管理服务

作为监控中心另外一个核心管理设备 DM8000 数据管理服务器,主要功能为 对全系统分布式部署的 NVR 网络视频存储设备(基于 H3C IPSAN 技术)进行统一 的资源管理,包括存储资源的动态分配,提供快速精确的视频数据检索服务,控 制数据访问权限,保证数据的安全性等。DM8000 内置 Web 服务器,用户可通过 Web 界面非常直观方便地管理和维护设备。 C/S 客户端 各级中心最主要的人机界面通过 iVS800 管理平台中的 C/S 架构客户端软件 -VC8000 实现。 VC8000 视频管理客户端包括管理员版、 用户版和告警台三部分。 基于软件的流媒体交换服务 根据项目需求,iVS8000 管理平台可以提供 MS8000 流媒体交换服务器组件, 该服务器主要提供实时音视频流的转发、 分发功能和音视频历史数据的 VOD 点播 功能。 基于硬件的流媒体转发分发服务 需要特别说明的是,在单播组网环境中,针对流媒体交换服务中负载最重, 性能要求最高的流媒体分发和转发服务,H3C 创造性的开发了硬件级的 UMS9005 H3C 通用媒体交换机,基于 H3C 的 9500 高性能路由交换平台,通过开发专用分发业 通用媒体交换机 务板实现大容量视频分发和转发服务,具有高可靠、大容量、低时延等特点,是 H3C 公司面向运营商市场和高端行业市场开发的高性能媒体交换机。

其分发转发能力在单业务板下支持 8Gbps 的分发能力,最大支持 4 块业务板 32Gbps 的分发转发能力,相当台 32 台流媒体交换服务器的性能,其整体性能、 可靠性和性价比远高传统流媒体交换服务器。 NVR 网络视频录像 H3C 创造性的将 IPSAN 技术引入 NVR 网络视频录像系统中,基于 IPSAN 技术 的 NVR 系统比传统系统更可靠、开放和标准,前端 H3C 系列编码器应该可以直接 通过 iSCSI 协议将压缩的数字视频信息以裸数据块的方式写入 NVR 的 IPSAN 盘阵 中,实现端到端的 IPSAN 架构,相比传统方案中的流媒体服务器转存方式,系统 架构更加简洁高效和可靠。 NVR 作为专业存储设备,支持持完善的硬盘冗余技术(RAID0/1/5),支持支 持点对点的交换架构,支持 SAN 加 NAS 存储结构,同时满足实时存储和备份存储 的需求。 同时, 存储设备可以和数据管理服务器、 NVR 视频管理服务器无缝集成, 可以在数据管理服务器中对 IP SAN 进行认证、注册、配置管理和实时存储状态 检测。 电视墙 中心可以配置 H3C DC1001FF 解码器和用于安装解码器的插箱,接收 VC8000 客户端通过 VM 管理服务器发来的指令,实现将前端各种格式 H3C 系列编码器传 送过来的压缩图像还原解码成模拟图像接入中心电视墙, 通过客户端的灵活控制 和系统报警联动,实现数字矩阵的功能。

4)远程访问 远程监控中心可以通过 VC 客户端访问监控中心的资源,在授权范围内实现 基本监控功能,同时远程监控中心还可以是另外一套 iVS8000 管理平台,通过过 多级多域架构实现系统扩容和多级监控。

3 方案特点
iVS8000 方案相对传统监控解决方案,具备以下十大特点: 1)统一的监控平台 iVS8000 网络监控系统是业界唯一含扩编解码器、网络存储设备、网络系统 和管理平台四大基础组件的解决方案, 通过对网络监控 4 大基础组件的相互融和, 优化了系统架构,提高系统整体效能、可靠性和性价比,同时可以真正有效满足 用户的定制需求。相互分立的系统容易导致相互扯皮,因为任何一个组件都无法 有效满足用户对整体系统提出的各项需求。同时也是唯一提供可以和 IVS8000 解决方案融和的合作伙伴完整监控解决方案的源厂商, 通过源厂商认证大大降低 了系统集成实施的风险,提高了解决方案的整体效能。 2)先进的系统架构 H3C iVS8000 监控解决方案整体架构遵循 NGN(下一代通讯网络)架构,控 制与交换相分离,由网络本身来承载交换存储流和实时流等业务码流,由管理服 务器处理控制控制信息。适合大规模扩展应用。控制、图像、存储等全部采用国

际标准技术实现,便于互连互通,整体架构采用分层、开放设计,便于新技术新 业务的引入及融和。

图 3 iVS8000 NGN 分层系统架构图

3)高清实时的图像质量 高清实时图像质量: H3C EC 编码器完全符合 MPEG2/MPEG4/H.264 等国际标准的图像压缩技术,可 提供 FULL D1 高清晰图像分辨率,编码带宽最高可达 4M(MPEG4/H.264)~ 8M(MPEG2),传统 DVS 一般只能到 2Mbps,在带宽有保障前提下,对于大动态图 像,更高的码流支持可以提供更多的图像细节和高清图像质量。其中 EC1001-HF 编码器支持 H.264 中最高端 MainProfils 特性, 更先进的算法能够在更低的带宽 (<512Kbps)下提供更高的图像质量。 高清回放图像质量:

由于 EC 编码器实时视频流和历史回放视频流采用双流方式实现。实时流需 要呈现出连贯的视频图像,采用 UDP 的方式传送;而历史流需要对于每一个图像 细节都表现的很好, 做为事后追查的依据, 要求可靠, 但对实时性要求不高, H3C 的 EC 编码器采用基于 iSCSI 的 TCP 方式传送,保证了回放图像可以达到甚至超 过实时图像的图像质量,而一般的网络监控由于采用流媒体服务器转发的 UDP 流来实现网络存储, 回放图像质量和实时图像质量一样或可能由于网络传输过程 中的问题导致存储文件的丢失。 3)高实时性: 一般网络监控采用流媒体服务器方式,实时视频流需要通过流媒体服务器转 发,存在性能瓶颈、故障点增多、视频和控制延迟,iVS8000 解决方案支持过组 播交换机或通用媒体交换机 UMS 分发视频流,无服务器瓶颈,性能可靠性要高于 服务器方式,全系统具备低于 300 毫秒的实时性能,满足专业客户视频监控的要 求。 4)专业可靠的海量存储 端到端 IPSAN 架构 NVR iVS8000 解决方案支持网络存储和本地缓存两种高可靠存储模式。平常情况 下,网络存储采用支持 IP SAN 架构的 NVR 网络视频录像设备,前端 EC 编码器支 持实时流和存储流的双流输出,其中存储流支持 iSCSI 协议,将存储数据以块方 式存储到 NVR 上,不需要中间的流媒体服务器转换,没有流媒体服务器的瓶颈, 存储更加可靠,基于 ISCSI 的 TCP 流传输,任何网络传输的不稳定最多导致图像 的丢帧而不会导致整段图像信息的丢失.而当网络故障时,本地编码器通过内置

缓存保存故障期间图像信息,通过 IP SAN 存储和本地缓存结合实现高可靠海量 网络存储。 存储虚拟化管理 通过 iVS8000 的 DM 数据管理服务器可以对分布式部署在各级中心的 NVR 设 备的存储资源进行全局统一的存储设备及空间管理,实现存储资源的虚拟化,既 与物理位置无关,可实现分布式部署,同时集中管理。包括对前端编解码器的存 储计划的管理, 存储空间根据存储计划动态调整, 对视频数据进行生命周期管理, 对存储数据进行在线存储、回放、归档等处理,完成全局的存储策略管理,可以 基于统一平台满足不同存储质量、容量和服务质量的客户需求(SLA)。

图 4 iVS8000 全局统一存储模型

高效检索

由于实现了基于 IPSAN 架构的存储资源统一管理,所有的分布式部署存储资 源对于用户来说只是一个虚拟的存储池,检索时只要输入相关描述,就能自动找 到相关摄像机资源, 块存储允许检索时间可以精确秒而不是必须从文件头开始播 放; 检索的记录只有一个而不是一堆文件。 相对于文件系统管理和检索的低效率, 块管理更加方便高效。由于没有文件打包的限制,允许实现实时回放的功能,迅 速查找定位几秒钟前的图像, 实时回放对于快速报警处理和降低损失具备实战价 值。 设备高可靠 NVR 本身由于采用 IPSAN 专业存储架构,设备可靠性要远高于传统 DVR 数字 硬盘录像机,包括支持各种 RAID 保护技术,支持硬盘热备和在线维护,任何一 个硬盘损坏不会丢失数据,支持电源冗余,这些都是传统 DVR 不具备的。 5)创新的媒体分发机制 iVS8000 监控解决方案支持组播和单播两种媒体分发机制,组播情况下,H3C 可以提供全系列针对监控需求组播优化的高性能交换机, 组播转发能力和容量突 出。在不支持组播的环境下,iVS8000 解决方案创新性的引入了基于 H3C 高性能 路由交换平台的硬件级 UMS 通用媒体交换机,通过和管理平台的联动配合,可以 实现虚拟组播组网。通过交换机的高性能分发能力完成单播媒体流的大容量、高 性能、低时延分发。 UMS 在单业务板下支持 8Gbps 的分发能力, 最大支持 4 块业务板 32Gbps 的分 发转发能力,相当台 32 台流媒体交换服务器的性能,UMS 由于自身基于高性能

路由交换平台,支持双主控、双电源和多业务板冗余,其整体性能、可靠性和性 价比远高传统流媒体交换服务器。 6)灵活高效的接入方式 H3C 创新性的将 EPON 等多种网络传输技术引入 iVS8000 监控解决方案,EC 编码器支持 Ethernet、SFP、EPON 等多种接入方式。其中 EC1001 编码器内嵌双 网口、SFP 光纤接口和 EPON 无源光网络接口,方便用户选择组网方案。如在光 纤资源充足的接入点,采用 SFP 接口 100 兆数字光纤接入,充分利用现有 IP 网 络。在光纤资源紧张的地方采用 EPON 无源光网络,大幅减少光纤数量;降低系 统综合成本和线路租金。

图 6 多种光纤接入方式示意图

7) 智能便利的管理维护 iVS8000 解决方案将 IP 网管及业务控制平台的技术应用至 IP 监控系统,彻 底改变传统监控只能依靠人工进行系统管理和维护的局面, 由于四大网络监控组

件的平台统一,可以方便的实现编解码、存储、网络传输和业务软件(服务器) 四大平台的统一网管和维护。 8)电信级设备可靠性 iVS8000 解决方案的所有硬件设备均采用和 H3C 交换机、路由器一样的电信 级制造器件和制造工艺,充分满足高风险等级场所的高可靠性监控需求,平均无 故障间隔时间(MTBF) > 500,000 小时,工作温度范围,EC1000 系列产品工作 范围达到-40~+75℃ (长时间工作范围 0-65 ℃) 防雷等级达到了正负 4KV, 。 冲击电流达到 3KA 的通流量要求,静电达到了正负 8KV 的要求,个别产品支持醇 酸树脂绝缘涂覆保护技术,达到防潮、防霉、防盐雾侵蚀的 1 级户外防护等级要 求,大大提高了产品的可靠性。 9)丰富的增值业务 通过认证发展互补性的厂商联盟合作伙伴,iVS8000 解决方案可以实现和诸 如专业报警、门禁、SCADA、消防、智能分析等系统的融和和联动,从源厂商角 度帮助用户解决跨系统联动集成和应用管理方面的问题, 而不是传统由集成商来 做这件事,大大降低了项目实施、协调、集成等方面风险,大大丰富了系统的各 种增值应用, 向 H3C 认证的增值应用合作伙伴(SVAP)提供中心平台的各种开发接口,包 括通讯协议、API 函数、解码插件、SDK 开发包等各种方式,帮助合作伙伴采用 最灵活的方式共享集成 iVS8000 平台的各种资源。 10) 国际标准的高度锲合

iVS8000 监控产品的控制信令完全符合 IETF SIP 标准 (会话初始协议) SIP , 是多媒体通信领域的国际标准,也是公安部《城市监控报警联网系统通用技术要 求》的推荐信令标准,可以方便的和其它多媒体系统互通。图像编码完全符合国 际标准,包括支持 MPEG4、MPEG2 和 H.264 压缩格式,同时,图像格式标准化完 全通过国际通行的第三方公司 Tektronix 测试仪器的严格测试 。存储技术完全 符合国际 iSCSI 标准, 充分支持端到端的网络视频 IP SAN 存储。 通过开放的 API、 接口协议和播放插件,本系统的业务生成和支持方式可以实现标准化,方便的实 现和智能视频分析、卡口识别、报警系统、三台合一、GIS 等业务系统的集成。 各项标准技术的采用可以最大程度的保护用户的投资。


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