關于廣域視頻組網產品的設計和應用

戴武

一、研究背景

近年來城市及行業(yè)視頻監(jiān)控建設進入新的發(fā)展高潮，各地市公安、綜治、雪亮工程陸續(xù)提出視頻大聯網建設需求，呈現高速增長。同時，水利、林業(yè)、海關、食藥監(jiān)、物流等大量行業(yè)產生較多視的廣域頻監(jiān)控需求。

傳統視頻監(jiān)控采用本地存儲、獨立監(jiān)控平臺、遠程服務調用方式，對于廣域監(jiān)控需求，如明廚亮灶的多商戶監(jiān)控、水利的多河道和水庫監(jiān)控、綜治的多地點監(jiān)控，所要求的監(jiān)控點非常分散，傳統視頻監(jiān)控系統在維護上、成本上、實時性上、AI應用上無法滿足要求。為滿足市場需求，依托中國電信云網融合能力，中國電信廣東公司針對有廣域覆蓋需求的視頻類進行了分析，結合業(yè)界的分布式存儲、接入網、城域網、云平臺、視頻平臺、視頻AI技術等推出視頻云網系列產品，滿足用戶廣域視頻監(jiān)控需求。

視頻云網系列產品包括分布式存儲、視頻組網、視頻應用平臺三類產品化服務，可為用戶提供視頻匯聚、視頻上云、視頻智能分析、智能運維等能力?；谠朴嬎闵虡I(yè)模式的視頻應用平臺，實現視頻應用的快速部署、靈活擴容和AI能力的疊加。視頻組網實現監(jiān)控流的廣域匯聚、實時調度、云平臺接入、多網絡互聯。分布式存儲實現視頻實時存儲、按需擴展、海量容量。用戶可按需選擇視頻云網產品，通過不同的組合，滿足新建、擴容、云化、互聯的各種需求。

二、視頻云網產品設計

視頻云網產品由分布式存儲、視頻組網、視頻監(jiān)控平臺三大類產品組成，之間為松耦合關系，各自獨立受理、開通和計收費，方便后續(xù)根據客戶需求進行靈活的組合。

總體架構圖如下：

2.1分布式存儲

分布式存儲系統由一個管理節(jié)點和多個存儲節(jié)點組成，對客戶提供網絡存儲服務。它具有高性能、大容量、高可用、動態(tài)擴容等特性，適用于視頻存儲、通用文件存儲等多種場景。為客戶提供視頻流媒體存儲服務，也可稱之為“流直存”，即“視頻流直接存儲到節(jié)點”。

視頻存儲：視頻監(jiān)控設備（攝像頭或NVR）以視頻接入專線接入電信存儲系統，通過國標GB28181協議上傳視頻流。視頻監(jiān)控平臺以視頻組網專線接入視頻專網，通過對應的視頻網關，調閱視頻流。

通用存儲：為客戶提供文件數據網絡存儲服務，作為客戶計算機系統的網絡存儲空間使用。存儲系統提供NFS、CIFS等接口，客戶計算機系統以組網專線接入到系統，訪問存儲空間。

客戶無需自建，按需租用、實時擴容。根據客戶需求類型的不同（如部分客戶只需要存儲、部分客戶需要視頻監(jiān)控平臺等），典型業(yè)務場景可分成空間租賃型、平臺租賃型、應用集成型、個性定制型等。

2.1.1空間租賃型（存儲+接入）

存儲系統提供視頻流存儲、NFS/CIFS掛載兩種接口方式：

采用視頻流存儲方式時，客戶視頻監(jiān)控設備通過視頻接入專線接入，遵循國標GB/T28181等標準協議上傳視頻流，存儲系統接收視頻流，并存入存儲節(jié)點。該場景適用于有視頻監(jiān)控存儲需求的客戶，作為NVR設備、擴容使用。

采用NFS接口方式時，客戶計算機通過組網專線接入，通過NFS接口掛載存儲。存儲訪問方式與硬盤文件系統一致。該場景適合于互聯網公司、金融、醫(yī)療、教育等各類政企客戶，作為文件數據存儲、備份使用，亦適合第三方視頻監(jiān)控平臺作為視頻文件存儲、備份使用。

2.1.2平臺租賃型（視頻存儲+視頻接入+視頻監(jiān)控平臺）

適用于需要標準化的視頻監(jiān)控成套服務的客戶?？蛻魺o需自建存儲和平臺，電信為客戶提供視頻存儲+前端接入+標準監(jiān)控平臺綜合服務?？蛻艨勺孕匈徺I視頻監(jiān)控設備（攝像頭等）。視頻監(jiān)控設備通過視頻存儲專線接入，系統接收并存儲視頻流。電信提供標準型視頻監(jiān)控平臺系統，客戶通過客戶端即可使用。

2.1.3應用集成型（視頻存儲+視頻接入+視頻監(jiān)控平臺+智能視頻分析應用）

適用于有特定視頻監(jiān)控應用需求的客戶?？蛻糇越ɑ蜃庥弥悄芤曨l分析應用系統，與標準監(jiān)控平臺對接級聯，實現行業(yè)特定需求的視頻分析應用（如：人臉識別、車輛識別、人群態(tài)勢等）和業(yè)務流程管理。

電信與業(yè)界先進廠商合作，為客戶推薦智能分析應用廠家，并提供部署于云平臺的高性能計算資源（如：高性能主機、GPU等），客戶可租用智能應用系統。

2.1.4個性化定制型

部分大客戶對網絡及存儲有專網、物理隔離等要求時，視為個性化定制型。分為以下幾種情況：

客戶要求視頻接入、視頻傳輸采用獨占型專網：解決方案是為客戶建設一個專用VPN，并建設配套的媒體服務器、信令服務器等，供客戶獨占使用，采取項目型定價。

客戶要求視頻存儲物理隔離：解決方案是為客戶建設一個專用的存儲資源池，物理隔離其他存儲設備，并按需建設配套的媒體服務器、信令服務器、管理節(jié)點等，供客戶獨占使用，采取項目型定價。

客戶要求視頻接入線路物理隔離：解決方案是為客戶建設物理隔離的專用接入網，根據實際情況，按銷售品或項目型定價。

2.2視頻組網產品

視頻組網將視頻監(jiān)控設備（攝像頭或NVR）、存儲系統、視頻監(jiān)控平臺組成一個整體網絡，分為三個部分：

2.2.1視頻專網

部署一個視頻監(jiān)控專用VPN網絡，作為通用型視頻監(jiān)控專網，無特殊專網需求的客戶視頻監(jiān)控設備均接入該專網。

視頻專網與互聯網公網安全隔離，從網絡層面杜絕來自公網的IP攻擊。

對于需要自成專網的大客戶，可以同樣技術原理為客戶單獨建設一個客戶專用的VPN網絡，滿足安全隔離需求。

2.2.2視頻接入專線

視頻云網組網產品中的視頻接入專線產品，為用戶監(jiān)控攝像頭到流媒體服務器之間提供通道，監(jiān)控攝像頭視頻流通過該通道傳送到流媒體服務器，如用戶購買了分布存儲產品，流媒體服務器將該碼流寫入存儲設備中。傳輸通道使用電信廣覆蓋的PON光纖網絡，接入電信城域網絡，實現與流媒體服務器的互聯。

視頻接入專線是連接視頻監(jiān)控設備與視頻專網的PON VPN專線，與互聯網安全隔離。視頻接入專線采用標準PON光纖寬帶放裝流程，速率上不同于普通寬帶，采取視頻專用上下行帶寬規(guī)格。電信公司有光網廣覆蓋的優(yōu)勢，有PON光網絡的地方，就可以實現視頻監(jiān)控的安全、高速、可靠接入，滿足視頻監(jiān)控大聯網要求。

2.2.3視頻組網專線

視頻組網專線是連接視頻專網與客戶視頻監(jiān)控平臺、客戶視頻監(jiān)控中心的組網專線，用于監(jiān)控平臺調閱視頻流。專線帶寬按客戶需求訂制，支持千路級以上大并發(fā)。

根據客戶調閱組網級別分省級視頻組網專線以及市級視頻組網專線。

市級視頻組網專線是供客戶調閱單個地市內攝像頭的連接線路。如果客戶的攝像頭分布在一個地市內，則客戶在調閱的時候需要拉通市級組網專線。

省級視頻組網專線是供客戶調閱多個地市內攝像頭的連接線路。如果客戶的攝像頭分布在廣東省多個地市內，則客戶在調閱的時候需要拉通省級組網專線。

2.3視頻監(jiān)控平臺

視頻監(jiān)控平臺由視頻監(jiān)控管理系統軟件和服務器等硬件組成，用于管理客戶視頻系統數據、調閱視頻、視頻分析應用、客戶流程管理等。

2.3.1根據客戶項目需求，視頻監(jiān)控平臺服務器硬件支持三種部署方式：

部署于云平臺：客戶無需購買服務器硬件等，租用云平臺服務即可。

部署于地市機房：電信地市分公司代建或租用給客戶使用并維護。平臺采用云化方式部署。

部署于客戶自有機房：客戶自購設備、自建機房、平臺，接入視頻云網。

2.3.2視頻監(jiān)控平臺系統軟件不同行業(yè)需求差異較大，提供方較多，分兩類：

電信提供：提供的視頻監(jiān)控管理系統標準軟件，提供視頻管理、視頻調閱全系列標準功能，并提供系統維護服務。

第三方系統軟件商：包括客戶指定的系統軟件商、電信公司合作系統軟件商，提供符合客戶特定需求的系統功能。

三、應用案例

3.1分布式存儲

適用場景：醫(yī)療、教育等需要海量存儲空間的客戶;數據安全等級較高，網絡穩(wěn)定需求高。醫(yī)療、教育等客戶，自有機房，掛載存儲空間，高速讀寫各類文件，方案簡述如下：

客戶所在機房通過各種組網專線，直接對接分布式存儲機房

3.2視頻組網

適用場景：已有監(jiān)控機房，新建攝像頭，云端存儲;已有監(jiān)控系統無法云化或不考慮云化（例如與客戶業(yè)務緊密結合，云化對業(yè)務改造較大）;已有網絡對接難，無法容納新監(jiān)控點的;攝像頭數量較少（<200路），可集中傳輸到云平臺。

攝像頭云專線接入，客戶通過部署在自身機房的監(jiān)控平臺訪問，方案簡述如下：

攝像頭/NVR：使用云專線對接視頻網關

視頻網關部署于云平臺，負責錄像并存放到節(jié)點，對外級聯第三方平臺

客戶監(jiān)控系統，其機房通過云專線或互聯網與視頻網關對接

3.3視頻監(jiān)控

適用場景：新建監(jiān)控系統，或舊監(jiān)控系統批量割接;客戶維護力量弱，或機房環(huán)境不滿足的;攝像頭分布較散，自組網開銷高的;攝像頭數量較少（<200路），可集中傳輸到云平臺，跨域流量低的。

攝像頭云專線接入，存儲到省節(jié)點，客戶通過新建于云平臺的監(jiān)控平臺訪問，方案簡述：

攝像頭/NVR：使用云專線，接入到云平臺上的視頻監(jiān)控平臺

視頻監(jiān)控平臺部署到云平臺，可采用客戶已有廠家或電信提供廠家

由監(jiān)控平臺負責錄像并存放到節(jié)點

客戶通過云專線或互聯網訪問平臺

借助云網融合，通過分布式存儲、視頻組網、視頻監(jiān)控平臺三類能力組合，實現海量攝像頭快速接入與部署需求;實時后臺設置實現存儲動態(tài)擴容;集成人、車、物、鏡等多項智能分析算法，提供結構化后數據處理、分析，支持智能算法不停機切換，實現接入視頻監(jiān)控智能化，滿足用戶廣域視頻應用的各類需求。