[ 導讀 ] 住宅小區安防智能化是目前的發展趨勢，由于小區住宅監控系統對成本非常敏感，采用無線技術可以比采用有線方案節省90%以上的成本。本文將討論無線Mesh技術用于構建住宅小區安防智能化的方案和分析。

　　住宅小區安防智能化是目前的發展趨勢，由于小區住宅監控系統對成本非常敏感，采用無線技術可以比采用有線方案節省90%以上的成本。本文將討論無線Mesh技術用于構建住宅小區安防智能化的方案和分析。

　　同比傳統的模擬視頻監控網絡，今天的IP網絡視頻監控系統提供了強大的解決方案，提供了更大的靈活性、可可靠性并且進一步的降低了部署成本。在過去，無線視頻監控被認為是點到點的解決方案，可靠性較差。隨著越來越多的用戶在Strix無線Mesh網絡上實施了視頻監控，無線Mesh網絡改變了這種認識。過去幾年被認為是不可能的覆蓋距離和范圍，都通過無線Mesh網絡健壯的高性能、低時延和多跳可擴展性得以實現。

　　在全球角度，視頻監控市場可達百億美元以上。根據iSuppli Corporation的報告，視頻監控設備到2011年可達120億美元，這包括視頻監控攝像頭、DVR和視頻服務器等設備。“預計在2015-2016年，基于網絡的監控系統將全面的替代模擬監控系統”，IMS Research指出到2009年底“模擬錄像設備將僅占有5%的市場份額.”

　　隨著現有網絡部署的擴展和全新的網絡數字監控系統的發展，IP視頻監控市場的發展也順利成章。隨著DVR數字視頻錄像到NVR(網絡視頻錄像)技術的轉變，IP技術應用在視頻監控市場的發展也在迅速的普及。此外，IP視頻監控技術也將擴大視頻監控市場，覆蓋更多的新應用和新的細分市場。無線Mesh網絡技術也已經成為視頻監控市場的新方向。

　　Strix無線Mesh網絡促進了大規模的分布式視頻監控部署，為IP視頻監控系統提供了業界最高的吞吐量、最低的時延、無與倫比的靈活性和可靠性。 Strix無線Mesh網絡在全球范圍內廣泛的部署，尤其當用戶要求無線網絡性能與有線網絡相當、或者為關鍵的監控系統提供承載的時候。Strix Access/One？是業界唯一得到獨立實驗室測試、實際全球部署的驗證的的無線網絡架構。

　　傳統部署采用同軸電纜、昂貴的光纖多工器分布放大器等方式，甚至采用私有的類似以太網線的雙絞線方案，現在情況在迅速變化，通過消除線纜的限制，減少了很多部署障礙和額外成本，以往無法實現監控系統都成為可能；只要是無線Mesh網絡架構的覆蓋范圍內，視頻監控頭和視頻服務器可以任意的放置，因此更多的用戶發現該方案的優勢，并且逐漸替代傳統的模擬視頻監控系統。

　　分布式視頻監控網絡助力小區安防智能化系統建設

　　Strix無線Mesh網絡令大規模部署和戰略性的IP視頻監控成為可能，尤其無論是用于政府、市政、公共安全或[FS:PAGE]者企業安防，視頻監控都是關鍵的應用系統；也非常適合價格敏感的住宅小區智能化系統。

　　分布式視頻監控提供了強大的查看、共享和分發視頻的能力，與類似門禁系統或者入侵監測系統的統計信息和集成信息配合，消除了集中式服務器群和單點故障的隱患。Strix提供了完全分布式的無線Mesh視頻監控系統，包括了視頻攝像頭、視頻服務器、存儲集群、客戶應用系統和遠程查看等部分。

　　此外，網絡視頻監控同諸如遠程告警系統等應用配合，進一步的提高了安防部門的效率，也降低了誤告警的響應成本，據統計對于大部分政企單位來說，該功能降低了90%誤告警率。

IP視頻監控的優點

　　根據用戶需求可擴展的部署

　　充分利用無線和其它架構，可利用現有的IP網絡設備

　　同其它安全系統協同工作，與其他網絡設備良好的互操作性

　　優化視頻流減少存儲空間，傳統視頻壓縮技術需要更多的存儲空間

　　利用無線技術可將視頻分發到多個地點，降低時間和人力成本

　　提高安防覆蓋區域和提高視頻傳輸質量

　　手持終端可在任意地點任意時間查看視頻監控信息

　　安裝更快速便捷，易于升級和遷移

　　解決方案評估

　　為了做出最準確的網絡評估，有幾個因素是非常關鍵的，包括視頻壓縮算法、攝像頭數量、視頻服務器位置和遠程查看位置等。

　　不要同模擬監控中的NTSC和PAL混淆，VGA標準定義了IP視頻監控的分辨率。視頻壓縮算法決定了視頻質量、圖像尺寸、楨數，同圖像更新技術一起決定了視頻監控的帶寬要求。視頻監控的帶寬可以從每秒幾百K到幾兆，以每秒最高30楨數來傳輸。

　　為了降低帶寬消耗，智能攝像頭和帶寬優化特性可以減少圖像傳輸的大小和速度，同時也要考慮遠程查看和PTZ功能的帶寬和延時。根據所用攝像頭的不同，PTZ控制延時一般小于250ms，并且在模擬配置中，編碼/解碼過程會鄭家150-200ms。由于與視頻服務器連接進行監控，遠程查看應用也會消耗一部分視頻傳輸帶寬；盡管管理人員可以直接訪問攝像頭。每個廠家的遠程查看技術使用戶可以選擇查看視頻監控攝像頭的數量、攝像頭編組、分辨率、楨數和PZT控制。

　　為了充分地解決帶寬問題，需要更進一步的討論視頻壓縮、IP攝像頭和網絡視頻服務器等設備。

　　視頻壓縮方法

　　不經壓縮的普通模擬視頻流可以消耗高達165Mb/s帶寬，而百萬像素的IP攝像頭可以消耗多大幾個G的帶寬。因此，必須采用視頻壓縮激素，以便降低圖像尺寸保留更多的帶寬。

　　壓縮程度會影響射頻監控質量，導[FS:PAGE]致視頻不清洗或者失真，因此要在壓縮視頻圖像尺寸和保持視頻清晰之間做好平衡。通常，IP視頻監控頭和視頻服務器廠家的方案都已經達到了這種平衡，并且廠家可以采用的標準也早已確立。

　　目前有多種壓縮方式，主要包括H.264、MPEG4和MJPEG；可以分為兩類，即每楨壓縮編碼方式以及動態編碼方式。

　　當考慮視頻壓縮方法時，MJPEG是最為廣泛使用的每楨壓縮技術，完全是針對每個視頻楨進行壓縮。這項技術允許可預測的確定視頻需求，但是在此同時，MJPEG的帶寬效率不高，尤其是在類似樹葉移動等情況下。

　　H.263、H.264和MPEG4技術得以不斷普及并且廣泛的應用于帶寬略低并且允許圖像質量略低的視頻部署。動態壓縮全部的關鍵楨，對于后面的枕就不是全部壓縮了，存在變化的楨會被壓縮和傳輸。因此，這項技術的優勢就是僅發送關鍵楨之外存在變化的部分，這樣可以節省50-80%的帶寬。Strix Access/One增加了性能優勢，并且增加網絡可擴展性。

　　IP視頻監控攝像頭

　　目前的IP攝像頭不僅提高了傳統技術并且增加了網絡接口，而且在采用新的模擬轉換技術上取得了巨大的進步。在過去的幾年里，CMOS技術促進了低成本的IP視頻傳輸的數模轉換。逐行掃描更好的顯示了移動物體，而模擬攝像頭在4CIF高分辨率下會產生隔行掃描問題，導致移動物體模糊。模擬視頻圖像是線組成的，并且每幅圖像是逐行掃描形成，當圖像包含了很多移動物體，圖像就會在逐行掃描處變得模糊。

　　IP視頻監控數字像素圖像采樣的先進技術超越了傳統的模擬CCD技術。通過數字像素圖像采用技術，可以一次性獲取一幅圖像，即使是在高度移動情況下，仍然可以提供清晰的圖像。最新的像素圖像采樣技術支持低亮度和特殊的燈光條件，完全實現了CCD技術的所有功能。內嵌智能算法包括內建的動態發現、自動壓縮選擇、帶寬和網絡優化控制，以及視頻發送決策流程。新一代的視頻攝像頭包括可編程的API接口和DSP，DSP可以被直接訪問或者通過NVR的編程接口來訪問。

　　這樣，可以通過編程令PTZ攝像頭識別物體，放大以獲取高分辨率圖像然后向安防人員觸發告警，電話或者電子郵件。另外，通過進入百萬像素成像技術，IP攝像頭可以超越業界傳統的NTSC/PAL的高分辨率方案。同今天的數字/模擬攝像頭（像素越為40萬）比較,百萬像素級別的攝像頭可以提供100萬到500萬像素圖像，未來可實現更高的像素水平。

　　新的帶寬優化技術，例如楨速率控制技術，已經成為內建的功能，而傳統的模擬攝像頭卻總是發送所有的[FS:PAGE]視頻。網絡視頻監控的楨速率控制技術意味著IP攝像頭/視頻服務器僅以特定的楨數發送視頻，沒有不必要的視頻在網絡上傳輸，IP視頻攝像頭/視頻服務器可以配置為發現移動目標后增加楨數，或者為不同的接收者發送不同的楨數等等，這些特性對于遠程地點帶寬不高的情況下非常適合。

　　另外一項重要的開發工作是VMD(可變運動發現)技術。VMD是IP攝像頭和NVR的集成功能，提供了了優于DVR的很多優點。VMD作為IP攝像頭或者視頻服務器內建功能，減輕了錄像設備的負荷，使基于事件的視頻監控成為可能。在視野內沒有運動發生時，不會有任何視頻發送給操作員或者錄像設備。關于活動信息的VMD數據可以包含在視頻流中，以簡化在存儲中尋找活動。VMD也可以位于視頻管理軟件，為不具備VMD功能的IP攝像頭提供該功能。

　　IP攝像頭和視頻服務器本地的VMD功能的優勢包括：節省帶寬、降低錄像設備的CPU負載、節約存儲空間，并且攝像頭可以同其他系統通過輸入/輸出端口配合（例如觸發告警）。

　　基于以上的動態特性，估算監控系統所需帶寬會非常困難，因此下表中列出了根據分辨率計算帶寬的通用參考依據。這樣，通過簡單的計算圖像的大小，并且乘以每秒楨數就可以確定帶寬需求。

　　網絡視頻錄像機

　　網絡視頻錄像機是分布式視頻監控系統的主要組分，可以位于網絡的任意位置，NVR具有今天DVR的全部特性，但本質的區別在于NVR是完全數字化的系統，并且專為IP視頻傳輸而設計的。NVR令管理人員可以在網絡任意位置訪問、查看和控制視頻攝像頭。

　　NVR基本上來說是軟件方案，幫助最終用戶做了硬件決策，包括服務器、存儲、編碼器和解碼器以及攝像頭。NVR可以支持多個廠家的傳統模擬和IP視頻攝像頭，包括先進的百萬像素攝像頭，并且絕大部分提供先進的可編程接口API，可用于控制和自定制功能的開發。

　　NVR系統是完全的數字化IP視頻監控系統，將矩陣控制器、交換機、控制板和帶有存儲能力的DVR集成到同一的系統內。作為基于軟件的企業及視頻、語音和數據管理系統，NVR提供了圖形用戶界面、監控、錄像和分析功能，為管理人員提供了及時、準確地信息。

　　NVR是多站點監控的最佳選擇，即提供了分布式的監控系統，也提供了遠程安裝和離線存儲錄像的集中式控制。 在網絡視頻監控環境，NVR提供錄像和視頻管理功能。

　　根據所需性能選擇NVR，通常采用每秒楨數作為指標。如果每個攝像頭都需要每秒30楨，一個服務器可能只能為25個攝像頭錄像。如果每秒2楨是足夠的，那[FS:PAGE]么一臺服務器就可以管理300個攝像頭。這就意味著系統性能得以充分使用和優化。

　　對于大型部署，IP網絡視頻系統是最易于擴展的。當系統需要支持高錄像楨率或者更長的錄像四濺，通過增加處理器容量和內存到網絡視頻服務器就可以完成了。或者更簡單的方式就是加入另外一臺NVR設備，即可以位于中心站點也可以位于遠端站點。

　　IP視頻監控攝像頭執行編碼功能，或者模擬攝像頭可以同獨立的編碼/解碼設備配合，NVR可以放置在網絡中的任意位置，與編碼設備物理上的獨立簡化了管理工作并且提高了可用性，NVR不需要為管理視頻卡或者壓縮貢獻系統處理能力。NVR提供了視頻流管理和視頻存儲管理。不容忽視的是存儲管理也是非常重要的因素，滿足用戶24小時錄像的存儲要求。NVR能夠根據動態或者其他標準來剪輯存儲的視頻，進一步降低了日常的維護工作，并且潛在的降低了視頻存儲容量的需要。

　　今天，政府和企業為遠程DVR維護多個獨立的服務器；當使用網絡內任意部署的NVR時，集中式的管理遠程數據庫的視頻變成更加簡單，遠程的數據庫可以復制到中心安防機房。    將視頻監控功能分離也幫助了提供工作效率，IT部分在維護其他關鍵業務系統的服務器的同時，可以承擔維護視頻監控服務器和存儲的責任，確保邊緣視頻設備可以穩定的連接到網絡，服務器也可以定期的維護，提供持續監控網絡財產的能力。

　　此外，IT部分根據安全策略提供資源的合理訪問，這樣安保人員可以集中精力在安全事件，而不是維護存儲設備。作為結果，不僅降低了重復的設備投入用于網絡傳輸和視頻訪問，而且優化了組織角色和責任。利用NVR完全分布式的能力，非常適合同無線Mesh網絡的配合，進一步降低最初的設備部署成本和使用后的運營成本。

　　Strix高性能Mesh架構大幅度的降低了住宅小區智能化成本

　　Strix Access/One多模產品是專為高性能和靈活性而打造的。Strix專利的多模涉及包括了基于標準的2.4GHz  802.11b/g、5GHz 802.11a和高功率的4.9GHz DSRC-C，用于公共安全網絡，提供業界第一個“任意模塊、任意業務和任意配置”的靈活性支持。

　　Strix Access/One采用強大穩定的Strix動態Mesh架構（Dynamic Mesh Architecture， DMA），實現了Strix高性能Mesh算法（High Performance Mesh Algorithm，HPMA)和可擴展Mesh快速重路由技術（Scalable Mesh Fast Re-route，SMFR）。Strix DMA解決了其他Mesh算法存在的問題，SMFR提供了自動的自組網、自愈和無關拓撲[FS:PAGE]的快速路由，支持高速移動下的移動漫游，多跳后接近零帶寬損耗。

　　Strix Access/One業界最具成本效益的無線Mesh平臺，交付了3倍于其他系統地每平方公里總體成本(TCO)，該平臺支持一個光纖節點帶100個無線Mesh節點、覆蓋10平方公里的能力，極大地降低了站點協調時間、花銷和復雜度，加快了業務推向市場的時間，也幫助實現業界最低的總體擁有成本。

　　業界唯一的模塊化系統：提供最高的容量、最高的吞吐量和最低的時延，支持語音、數據和視頻應用。    Strix OWS室外無線Mesh節點支持現場升級，最多可達6個無線模塊，并且支持廣泛的天線選擇；多達4個無線模塊可用于客戶接入，極大地提升了室內的穿透(采用扇區天線)并且將用戶密度提高了3倍。另外，新技術的引入，如WiMAX，通過現場升級更容易實現。

　　Strix平臺在全球有100個以上的城域部署，并且經過Iometrix獨立實驗室的驗證，系統成熟穩定得到廣泛的驗證，這些測試都表明Strix是業界性能最佳的無線Mesh網絡平臺，多跳后保持35Mb/s高吞吐量。此外，在300公里時速下的移動切換時間在50ms以下，使類似鐵路部署等高速移動成為可能。

　　平臺的零配置能力可擴展性滿足了城市甚或國家級別的無線Mesh網絡部署。管理簡單，Strix提供圖形化管理界面和命令行命令，快速地獲取系統工作狀態。產品提供硬件加速的AES加密，保護無線節點間的通信，并且采用WPA用于終端接入安全。

　　分布式視頻監控系統是住宅小區安防的重要手段，Strix分布式無線監控網絡為類似部署帶來極大的價值

　Strix無線Mesh網絡提供了與有線網絡相當的性能和彈性，非常適合住宅小區的視頻監控，并且可以與告警、接入控制、邊界系統等小區安防智能化配合

　　快速部署方法

　　1)  為Mesh節點和攝像頭供電

　　在室內或室外安裝Strix Mesh節點

　　每個節點Mesh支持多個視頻攝像頭，通過網線連接Mesh節點，室外可支持太陽能供電方式

　　2)  確定無線Mesh網絡最少需要幾個光纖落地點

　　確定攝像頭數量和位置，計算所需的帶寬

　　先確定攝像頭位置、視頻監控中心設備位置，然后再確定Mesh節點位置

　　在大型部署中，必須考慮攝像頭的最大帶寬，并且以此進行計算總體帶寬

　　為了冗余目的，需要增加一定數量的光纖落地點和無線Mesh節點

　　3)  在視頻攝像頭和NVR/DVR之間的路徑上實施VLAN，實施QoS保證到中心節點的高吞吐量和低時延，當存 在盲區時，采用Strix高性能無線回程[FS:PAGE]鏈路進行流量中繼

　　4)  加電后，Strix Access/One節點將自動的組成無線Mesh網絡，完成網絡組網工作

　　綜上所述，多模Mesh解決方案不僅帶來性能上的提高，更由于城域Mesh網絡性價比提升而為無線視頻監控在住宅小區智能化建設帶來深遠的影響。

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