1、高校智慧校園傳輸網絡系統設計目錄 TOC o 2-3 h z t 標題 1,1 HYPERLINK l _Toc43309518 第 1 章 系統總體設計 PAGEREF _Toc43309518 h 1 HYPERLINK l _Toc43309519 1.1 設計目標 PAGEREF _Toc43309519 h 1 HYPERLINK l _Toc43309520 1.2 設計思路 PAGEREF _Toc43309520 h 1 HYPERLINK l _Toc43309521 1.3 總體結構設計 PAGEREF _Toc43309521 h 2 HYPERLINK l _Toc43

2、309522 1.3.1 邏輯架構 PAGEREF _Toc43309522 h 2 HYPERLINK l _Toc43309523 1.3.2 物理架構 PAGEREF _Toc43309523 h 4 HYPERLINK l _Toc43309524 第 2 章 系統詳細設計 PAGEREF _Toc43309524 h 6 HYPERLINK l _Toc43309525 2.1 傳輸網絡設計 PAGEREF _Toc43309525 h 6 HYPERLINK l _Toc43309526 2.1.1 傳輸網絡總體設計 PAGEREF _Toc43309526 h 6 HYPERLI

3、NK l _Toc43309527 2.1.2 網絡詳細設計 PAGEREF _Toc43309527 h 8系統總體設計設計目標系統采用高清視頻監控、智能圖像分析、車牌識別、RFID/NFC與報警管理等技術，實現整個校園的綜合監管，實現全網調度、管理及智能化應用，為用戶提供一套“高清化、網絡化、智能化、高集成”的安防綜合監管系統，滿足用戶在綜合安防業務應用中日益迫切的需求。本方案主要實現以下目標：建成統一的中心管理平臺：通過管理平臺實現全網統一的安防資源管理，對視頻監控、車輛管理、門禁管理、報警管理等系統進行統一管理，實現遠程參數配置與遠程控制等；通過管理平臺實現全網統一的用戶和權限管理，滿

4、足系統多用戶的監控、管理需求，真正做到“坐陣指揮中心，掌控千里之外”。系統具備以下特征：系統具備高可靠性、高開放性的特征：通過采用業內成熟、主流的設備來提高系統可靠性，尤其是錄像存儲的穩定性，另外系統可接入其他廠家的攝像機、編碼器、控制器等設備，能與其他廠家的平臺無縫對接；具備高智能化、低碼流的特征：運用智能分析、帶有智能功能的攝像機等提高系統智能化水平，同時通過先進的編碼技術降低視頻碼流，減少存儲成本和網絡成本，減弱對網絡的依賴性，提高視頻預覽的流暢度；具備快速部署、及時維護的特征：通過采用高集成化、模塊化設計的設備提高系統部署效率，減少系統調試周期，系統能及時發現前端系統的故障并及時告警，

5、快速相應；具備高度整合、充分利舊的特征：新建系統能與原有系統高度整合、無縫對接，能充分利用原有監控資源，避免前期投資的浪費。設計思路本方案的總體設計思路如下：統一采用IP化產品，同時在需要的場景中選用智能化產品，實現車輛、人員、門禁、報警等信息的識別與管理功能。建立統一的綜合信息管理應用平臺，實現對系統的統一管理；充分考慮原有系統利舊，實現新老系統的無縫對接，降低成本，減少資源浪費。總體結構設計邏輯架構本方案從邏輯上可分為視頻監控、車輛管理、門禁管理、報警管理等幾個系統，如下圖所示。邏輯架構圖視頻監控系統：采用先進的高清、智能監控技術，對校園進行全方位、全天候的全面監控，最大限度地減少各種安全

6、隱患；車輛管理系統：采用車輛識別和智能分析技術，實現對校園內車輛的統一監控與管理；門禁管理系統：以門禁業務為核心，幫助學校在人力防范的基礎上，對學校重要場所進行全面管理；報警管理系統：以報警業務為核心，幫助學校在人力防范的基礎上，最大限度地減少各種安全隱患。物理架構綜合安防系統物理拓撲如下圖所示：物理架構圖該系統圖是學校的綜合監管架構圖，包含視頻監控系統、車輛管理系統、門禁管理系統、報警管理系統等，結合智慧校園綜合監管平臺，實現整個校園的安全綜合監管。學校周界、出入口、校園內部等不同區域安裝合適的高清或標清攝像機，在控制中心利用視頻綜合平臺進行視頻解碼輸出，利用海康威視專用大屏系統進行上墻顯示

7、，同時在中心架設專用存儲系統 ，對前端視頻資源進行中心集中存儲。 系統結合智能化管理手段，運用智能分析技術，同時利用車輛管理系統、門禁管理系統、報警管理系統，對學校內外的人，車，物進行綜合管理，變被動監控為主動防御，中心管理平臺同時可以集成學校其它安防系統，達到信息共享，統一聯動，提高學校綜合安防管理水平。系統詳細設計傳輸網絡設計網絡的整體設計不僅關系到整個網絡系統的性能，還涉及到未來網絡系統如何有效地與新技術接軌以及系統的平滑升級等問題。本系統立足于滿足高清視頻接入、轉發、存儲、解碼等需求，同時選擇適合的有發展前途的網絡技術，充分滿足未來五年監控系統業務的需求。傳輸網絡總體設計設計思路監控系

8、統網絡的建網思路需要做一個整體規劃，應考慮如下幾個方面：采用新一代、主流網絡技術來設計監控網絡，新一代網絡技術往往能提供更高的性能，而且有更長的產品生命周期，便于維護。傳統的設計方法是按核心層、匯聚層、接入層分級設計，但是隨著網絡管理技術的進步和發展，網絡設計向扁平型方向發展，采用核心、接入層設計。監控網絡需要按照模塊化、結構化的原則設計，便于今后擴容和升級。針對網絡的安全隱患，系統應通過多種安全措施保障系統的安全。設計要求網絡傳輸協議要求系統網絡層應支持 IP 協議，傳輸層應支持TCP 和UDP 協議。 媒體傳輸協議要求視音頻流在基于IP的網絡上傳輸時應支持RTP/RTCP協議； 視音頻流的

9、數據封裝格式應符合標準要求。信息傳輸延遲時間當信息（包括視音頻信息、控制信息及報警信息等）經由 IP 網絡傳輸時，端到端的信息延遲時間（包括發送端信息采集、編碼、網絡傳輸、信息接收端解碼、顯示等過程所經歷的時間）應滿足要求： 前端設備與信號直接接入的監控中心相應設備間端到端的信息延遲時間應不大于2s。前端設備與用戶終端設備間端到端的信息延遲時間應不大于4s。 網絡傳輸帶寬聯網系統網絡帶寬設計應能滿足前端設備接入監控中心、監控中心互聯、用戶終端接入監控中心的帶寬要求，并留有余量。網絡傳輸質量聯網系統 IP 網絡的傳輸質量（如傳輸時延、包丟失率、包誤差率、虛假包率等）應符合如下要求：網絡時延上限值

10、為 400ms；時延抖動上限值為 50ms；丟包率上限值為110-3；包誤差率上限值為110-4。傳輸網絡結構設計監控傳輸網絡系統主要作用是接入各類監控資源，為中心管理平臺的各項應用提供基礎保障，能夠更好的服務于各類用戶。網絡結構如下圖所示：傳輸網絡拓撲示意圖核心層核心層主要設備是核心交換機，作為整個網絡的大腦，核心交換機的配置性能較高。目前核心交換機一般都具備雙電源、雙引擎，故核心交換機一般不采用雙核心交換機部署方式，但是對于核心交換機的背板帶寬及處理能力要求較高。接入層前端視頻資源接入前端網絡采用獨立的IP地址網段，完成對前端多種監控設備的互聯。前端視頻資源通過IP傳輸網絡接入監控中心或者

11、數據機房進行匯聚。前端網絡接入目前通常采用以下幾種方式：對于遠距離傳輸，通常為點對點光纖接入的方式；對于近距離接入，可采用直接接入交換機的方式。用戶接入對于用戶端接入交換機部分，需要增加相應的用戶接入交換機，提供用戶接入服務。網絡詳細設計VLAN規劃VLAN就是虛擬局域網，隨著視頻專網中用戶和終端設備大規模接入，網絡廣播的流量呈幾何級數量增多，通過VLAN技術，把一定規模的用戶和終端歸納到一個廣播域當中，從而限制視頻專網的廣播流量，提高帶寬利用率。每一個VLAN在數據轉發時，可以二層和三層方式實現數據轉發 ，二層VLAN 技術能將一組用戶歸納到一個廣播域當中，從而限制廣播流量，提高帶寬利用率。

12、三層VLAN 是基于IP協議，一組用戶歸納到一個網段內，通過網關與別的組進行交換。在網絡用戶VLAN規劃方面，一般可根據視頻用戶、前端設備、后臺設備等所屬的部門，以及具體的網絡應用權限來劃分。在具體VLAN規劃中，應合理規劃每一個VLAN中實際用戶數量。一般規劃VLAN資源參考如下幾個做法：VLAN1在所有設備上不啟用三層接口地址，不使用VLAN1承載實際業務或者作為網管VLAN。全網每臺設備的網管VLAN可以使用同一個，方便設備預配置與日常管理。我們一般建議按照每個區域進行VLAN資源的劃分，所有IPC使用的VLAN均遵從所在區域的VLAN規劃。盡管在不同的匯聚設備上使用相同的VLAN并不沖

13、突，但是不允許這樣的做法，會對后期的維護和故障的排除造成很大的困難。如果建設網絡所使用的設備不能直接在端口上配置互聯用的IP地址，需要綁定相應的VLAN的話，還需要單獨劃分出來一大段VLAN資源用于設備互聯，強烈建議全網設備互聯用VLAN按照鏈路去劃分，每條鏈路使用一個互聯VLAN。注：交換機中標記vlan的數據長度是12位，所以vlan取值范圍是04095，通常0和4095是系統保留，1通常是交換機的默認vlan號。網絡IP地址規劃IP地址的合理分配是保證網絡順利運行和網絡資源有效利用的關鍵，要充分考慮到地址空間的合理使用，保證實現最佳的網絡地址分配及業務流量的均勻分布。IP地址空間的分配與

14、合理使用與網絡拓撲結構、網絡組織及路由有非常密切的關系，將對網絡的可用性、可靠性與有效性產生顯著影響。因此在對網絡IP地址進行規劃建設的同時，應充分考慮本地網對IP地址的需求，以滿足未來業務發展對IP地址的需求。IP地址規劃原則：唯一性：一個IP網絡中不能有兩個主機采用相同的IP地址；這就需要選擇一個足夠大的IP地址范圍，不但能夠滿足現有的需要，同時能夠滿足未來網絡的擴展。兩個不同網絡互聯時應避免使用同一網段IP地址，以免造成IP地址沖突。簡單性：地址分配應簡單易于管理，降低網絡擴展的復雜性，簡化路由表項。連續性：連續地址在層次結構網絡中易于進行路徑疊合，大大縮減路由表，提高路由算法的效率；I

15、P地址分配既要考慮到擴充，又要能做到連續。可擴展性：地址分配在每一層次上都要留有余量，在網絡規模擴展時能保證地址疊合所需的連續性。靈活性：地址分配應具有靈活性，以滿足多種路由策略的優化，充分利用地址空間。路由總體規劃路由分為靜態路由和動態路由，根據項目實際情況進行選擇。靜態路由是在路由器中設置的固定的路由表。除非網絡管理員干預，否則靜態路由不會發生變化。由于靜態路由不能對網絡的改變作出反映，一般用于網絡規模不大、拓撲結構固定的網絡中。靜態路由的優點是簡單、高效、可靠。在所有的路由中，靜態路由優先級最高。當動態路由與靜態路由發生沖突時，以靜態路由為準。動態路由是網絡中的路由器之間相互通信，傳遞路

16、由信息，利用收到的路由信息更新路由器表的過程。它能實時地適應網絡結構的變化。動態路由適用于網絡規模大、網絡拓撲復雜的網絡。其中最常用的動態路由是OSPF (Open Shortest Path First HYPERLINK /view/1238699.htm t _blank 開放式最短路徑優先）協議。網絡傳輸帶寬要求 考慮到網絡傳輸過程及其它應用的開銷，鏈路的可用帶寬理論值為鏈路帶寬的80%左右，為保障視頻圖像的高質量傳輸，帶寬使用時建議采用輕載設計，輕載帶寬上限控制在鏈路帶寬的50%以內。核心層交換機到接入交換機的網絡采用光模塊來傳輸，帶寬需達到千兆以上，原有帶寬未達到要求的，增加帶寬；

17、傳輸設備如光纖收發器到接入交換機之間的帶寬建議達到百兆；傳輸設備如光纖收發器之間的傳輸帶寬建議達到百兆；結合項目實際需求，網絡帶寬規劃可做相應調整。網絡可靠性設計網絡的可靠性是為了保證視頻在傳輸過程中，重要環節在出現設備損壞或失敗時，還能夠保證正常傳輸。網絡可靠性主要可從傳輸鏈路可靠性、網絡設備可靠性兩個方面進行設計。傳輸鏈路可靠性傳輸鏈路的可靠性一般通過鏈路聚合技術來進行保障。鏈路聚合設計增加了網絡的復雜性，但是提高了網絡的可靠性，使關鍵線路上實現了冗余功能。除此之外，鏈路聚合還可以實現負載均衡。網絡設備可靠性網絡設備的可靠性主要通過關鍵部件冗余備份、設備冗余備份、傳輸告警抑制和快速鏈路故障

18、檢測來進行保障。關鍵部件冗余備份是指網絡設備提供主控、電源等關鍵部件的1+1冗余備份；另外系統各單板及電源、風扇模塊均具有熱插拔功能。這些設計使得設備或網絡出現嚴重異常時，系統能夠快速地恢復和作出反應，從而提高系統的平均無故障運行時間，盡可能地降低不可靠因素對正常業務的影響。設備冗余備份是指通過雙機虛擬化或虛擬路由器冗余協議等方式實現網絡設備的冗余備份。一旦出現設備不可用的情況，可提供動態的故障轉移機制，允許網絡系統繼續正常工作。傳輸告警抑制是指對告警進行過濾和抑制，避免網絡頻繁振蕩，因為當接口啟動快速檢測功能后，告警信息上報速度加快，會引起接口的物理層狀態頻繁在Up和Down之間切換。快速鏈路故障檢測是一套全網統一的檢測機制，用于快速檢測、監控網絡中鏈路或者IP路由的轉發連通狀況。網絡安全性設計網絡安全性方面是保護網絡系統中的軟件、硬件及數據信息資源，使之免受偶然或惡意的破壞、篡改和泄露，