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發(fā)布者：管理員 發(fā)布時間：2019-8-17 21:17:18 閱讀：1100次
1000路大型監(jiān)控系統(tǒng)該如何設(shè)計？如何選擇交換機(jī)？
1、用什么攝像機(jī)？
2、1000路監(jiān)控如何選擇交換機(jī)？如何組網(wǎng)？
3、1000路如何合理安排存儲？
4、1000路監(jiān)控如何顯示？
我們來逐一分析。
一、用什么攝像機(jī)
如何選擇攝像機(jī)，1000路大型監(jiān)控項目中，可能用到的攝像機(jī)不止一種，需要根據(jù)環(huán)境會選擇不同的攝像機(jī)，我們來看下各攝像機(jī)的用途。我們常用的會根據(jù)攝像機(jī)的外形進(jìn)行分類。
2、球型攝像機(jī)：實際上就是“一體化機(jī)芯（變焦鏡頭+攝像機(jī)）+護(hù)罩+云臺+云臺協(xié)議解碼器”，一般使用在室外或者室內(nèi)面積比較大、范圍比較廣的場合。
3、半球形攝像機(jī)：安裝方式是吸頂安裝。大多用于室內(nèi)小范圍的監(jiān)控場合，沒有燈光或者燈光較暗的半公共區(qū)、酒店走廊、醫(yī)院、小區(qū)、電梯、室內(nèi)大廳等場所。
4、紅外一體機(jī)：紅外一體是一種具備紅外夜視探照頭的監(jiān)控攝像機(jī)。 該攝像機(jī)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于日夜及大范圍攝像的環(huán)境，如：小區(qū)，超市，廣場，銀行，工廠，軍營學(xué)校等場所。
實際項目中，可根據(jù)應(yīng)用場景來選擇合適的攝像機(jī)。另外，攝像機(jī)有不同分辨率，對應(yīng)碼率也不一樣，在實際選型的時候也需要注意，具體參照圖2。
圖2常見攝像機(jī)分辨率、碼率關(guān)系對照參考表
二、如何選擇交換機(jī)組網(wǎng)？
1000路的監(jiān)控項目，其重點就是交換機(jī)的選擇了，這里我們選用三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為接入層‐匯聚層‐核心層。相對兩層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，三層架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)規(guī)模更大，傳輸距離更遠(yuǎn)，網(wǎng)絡(luò)可拓展性更強(qiáng)。拓?fù)鋱D如下：
圖3 1000路視頻傳輸系統(tǒng)拓?fù)鋱D
那么各層交換機(jī)如何選擇呢？
1000路的大型監(jiān)控系統(tǒng)，如果交換機(jī)分配不合理，時常會出現(xiàn)卡頓或掉線，甚至造成系統(tǒng)癱瘓。所以合理的選擇和分配接入層、匯聚層、核心層交換機(jī)至關(guān)重要。
一、1000路監(jiān)控接入層交換機(jī)的選擇
接入層是前端采集設(shè)備與傳輸系統(tǒng)的接口，交換機(jī)需易于使用和安裝，同時兼具安全性，確保入口數(shù)據(jù)的安全。當(dāng)然在設(shè)計上，主張使用性價比高的設(shè)備。接入層交換機(jī)選型設(shè)計注意要點如下：
單個攝像機(jī)碼流一般是按4Mbps計算，峰值是6-8M，選型的時候需要考慮到峰值。
傳輸帶寬利用率在60%左右，100M的也就60M左右。
綜上兩點，一個百兆交換機(jī)一般可以帶8路攝像機(jī)，8路以上攝像機(jī)需采用千兆上聯(lián)交換機(jī)。
根據(jù)前端的布局方式集中或者分散，可能會采用8到24不同口數(shù)的交換機(jī)。根據(jù)安裝環(huán)境的不同，還可能會用到工業(yè)級交換機(jī)。
二、匯聚層交換機(jī)的選擇
匯聚層承上啟下，壓力較大，需要考慮同時處理的監(jiān)控查看的帶寬。
條件1、交換機(jī)帶寬，如果1000路攝像機(jī)，匯聚層有8臺交換機(jī)的話，則每臺需要同時處理 125 只攝像機(jī)的 4M 碼流（125* 4M=500M），也就意味著匯聚層交換機(jī)需要支持同時轉(zhuǎn)發(fā)500M以上的交換容量。 這樣的話一般的千兆交換機(jī)可以說是比較充足的。
條件2： 匯聚層交換機(jī)的背板帶寬，每臺匯聚層交換機(jī)至少會接入來自接入層的5臺千兆交換機(jī)，我們?yōu)榱吮ＷC帶寬充足，則交換機(jī)背板帶寬要求為：
(5*1000M*2)/1000=10Gbps 的背板帶寬。
條件3： 包轉(zhuǎn)發(fā)率：一個 1000M 口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為 1.488Mpps/s，匯聚層下接 則匯聚層的交換機(jī)交換速率為：5*1.488Mpps/s=7.44Mpps。
根據(jù)以上條件得出： 當(dāng)有1000路攝像機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)時，匯聚層需要滿足背板帶寬不少于10Gbps，包轉(zhuǎn)發(fā)率大于7.44Mpps。
我們可以至少需要8口全千兆交換機(jī)，且背板帶寬不少于10Gbps，包轉(zhuǎn)發(fā)率大于7.44Mpps。
例如：這款24口全千兆交換機(jī)比較符合匯聚層要求。
三、核心層交換機(jī)的選擇
核心交換機(jī)主要承擔(dān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)置功能，對交換能力、網(wǎng)路管理功能、穩(wěn)定性要求也更高。另外，因為存儲設(shè)備是在核心層上，需要考慮交換機(jī)的交換容量以及到核心鏈路的帶寬和高速轉(zhuǎn)發(fā)能力。所以要滿足以下條件：
帶寬：1000路監(jiān)控的帶寬至少為1000*4Mbps=4000Mbps，核心交換機(jī)建議選擇高帶寬的千兆或萬兆交換機(jī)，上聯(lián)端口為萬兆，才能使數(shù)據(jù)通暢。
背板帶寬：核心交換機(jī)至少會有8個來自匯聚層的千兆接口、2個上聯(lián)的萬兆端口，以及4個可能接入其它的千兆端口，所以一共有12個千兆口與2個萬兆口，為了保證帶寬充足，則交換機(jī)背板帶寬要求為：
（12*1000M*2+2*10000*2)/1000=64Gbps的背板帶寬。
包轉(zhuǎn)發(fā)率：一個千兆口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.488Mpps/s，一個萬兆口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為14.88Mpps/s，為了保證能夠線速轉(zhuǎn)發(fā)，則至少會有12個千兆口與2個萬兆口，則核心交換機(jī)交換速率為：
12*1.488Mpps/s+2*14.88Mpps/s=47.56Mpps。
根據(jù)以上條件得出：當(dāng)有1000路攝像機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)時，核心層交換機(jī)至少需要滿足背板帶寬不少于64Gbps，包轉(zhuǎn)發(fā)率大于47.56Mpps。
三、1000路監(jiān)控的存儲：IP-SAN
要解決1000路監(jiān)控存儲，光靠NVR和硬盤是不行的，這里面我們要用到IP SAN存儲產(chǎn)品，IP SAN也算是SAN的一種，只是服務(wù)器和存儲之間通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)互聯(lián)，性能不算***好，但不受距離的限制。SAN是超大容量，可以接上百路，但價格很貴，所以我們選擇ip SAN，它是以塊作為存儲的，你可以認(rèn)為它是含陣列功能的硬盤，其實就是磁盤陣列+硬盤。
那么，當(dāng)涉及到1000 路全高清IP監(jiān)控時，到底有多少數(shù)據(jù)需要存儲呢？網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，每秒可產(chǎn)生約4Mb的30FPS的視頻流。每臺NVR有42路的實時視頻流，1000路高清視頻流全部傳輸?shù)紸PT 雙控10Gb磁盤陣列的話，每秒則產(chǎn)生4Gb的驚人數(shù)據(jù)量。
如何解決整體方案中的穩(wěn)定性以滿足7X24小時的不停工作。
一個碼率為4M的攝像頭一天的存儲量為48G左右。那么1000個7天的存儲量為：
1000個攝像*48G*7=395136G=328T左右。
以市場上4T硬盤計算，它在電腦上顯示約3700GB，h.265編碼格式，則可以使用96塊硬盤，******夠用。
如何利用這96塊硬盤以滿足24臺NVR系統(tǒng)傳來的視頻流呢？
每幾塊硬盤組成一個RAID組，而不是將這96塊硬盤組成一個巨大容量的RAID組。
因此，這96塊硬盤可以每4塊硬盤組成一個RAID5，組成24個RAID組。
我們采用16盤位的網(wǎng)絡(luò)存儲IP SAN磁盤陣列，6臺可以解決。
四、監(jiān)控顯示
1000路監(jiān)控如何顯示，大型監(jiān)控一般都會選擇使用監(jiān)控顯示墻。
圖7 1000路視頻監(jiān)控顯示
1000路監(jiān)控還有一個關(guān)鍵點就是ip地址的分配與設(shè)置，這個后面會提到。
五、結(jié)語
總的來說，1000路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計原則是：以系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、拓展性強(qiáng)為前提，要求監(jiān)控畫面不卡頓、圖像不中斷，安全不泄密。在規(guī)劃和架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時，要綜合攝像機(jī)碼流、網(wǎng)絡(luò)帶寬、傳輸數(shù)據(jù)量、具體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以及用戶對監(jiān)控系統(tǒng)的具體要求等因素，合理規(guī)劃設(shè)計，并選擇合適的監(jiān)控設(shè)備。
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