CN100433833C

CN100433833C - 运营级网络视频监控系统

Info

Publication number: CN100433833C
Application number: CNB2005101103646A
Authority: CN
Inventors: 冯明; 雍丽苹; 郑泽民; 曹宁; 李�杰; 梁笃国; 熊静; 冯传滨
Original assignee: China Telecom Corp Ltd
Current assignee: China Telecom Corp Ltd
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2005-11-15
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2025-11-15
Also published as: CN1761320A

Abstract

一种运营级网络视频监控系统，其物理架构包括分别接入IP承载网络的前端单元、客户端单元和中心服务平台，该平台由中心管理服务器、认证/监权/计费服务器、视频转分发单元和网络录像单元组成，特点是：该物理架构被分成运营支撑层，媒体交换层和用户接入层；所述中心服务平台、前端单元和客户单元组成一个边缘域，多个边缘域由一个上级管理中心管理形成二级域，二级域由一个上级管理中心管理形成三级域，并可依次类推形成一个树状结构；将一个三级树状结构定义为省、全国管理中心，各中心与边缘域的运营支撑层架构架在专用网IP承载网上，边缘域的媒体交换层设备构架在IP视频承载网上，前端单元、客户端单元通过各种方式接入。

Description

运营级网络视频监控系统

技术领域

本发明涉及一种视频监控及网络图像管理的系统，尤其涉及以嵌入式、视频技术为依托，以网络、通信技术构架平台的大规模运营级网络视频监控系统。

背景技术

网络视频监控技术的发展，例如在中国经历了下面三个阶段：

1.早期的闭路视频监控系统。它由安防产品演化而来，是第一代模拟视频监控系统。

2.始于九十年代中期的基于PC机的插卡式视频监控系统。尽管初步实现了数字化，但囿于图像质量、稳定性以及远程传输监控等技术方面的不足，使这种第二代视频监控系统仍仅作为安防产品应用于某些特定行业的日常监控。

3.九十年代末开发的网络视频监控系统。随着计算机、网络、通信技术的日趋成熟，各种实用型视频技术的不断完善，以嵌入式技术为依托，以网络、通信技术为平台，以智能图像分析为特色的第三代网络视频监控系统，才从根本上使视频监控从幕后走向了前台。与传统的视频监控系统相比，网络视频监控系统更便于计算机进行视频信息的压缩、储存、分析、显示以及报警等自动化处理，从而实现无人值守；通过网络平台实现了远距离监控，即使是数千公里外也能达到亲临现场的效果；能获得逼真、清晰的数字化图像质量与更为便捷、实用的监控管理和维护。

网络视频监控系统虽然解决了远程图像观看及控制的问题，但其还不适合作为一个运营级产品，主要原因是，前端设备编码器采用的通讯标准混乱，无法实现统一接入平台；平台通讯标准混乱，无法实现多级平台互联，无法进行资源统一调度。每个监控系统犹如一叶孤舟，统一管理极为不便。

发明内容

综上所述，如何使网络视频监控系统适合于作为一个运营级产品，乃是本发明所要解决的技术问题，为此，本发明的目的是提供一种适合运营商使用的运营级网络视频监控系统。

本发明的技术方案如下：

根据本发明的一种运营级网络视频监控系统，该系统包括：前端单元(PU)、客户端单元(CU)以及中心服务平台，其中，中心服务平台、前端单元和客户端单元分别接入IP承载网络：

前端单元是由用于音视频信息、告警信息、控制信息的获取、缓存、编码、转发以及可能需要存储的所有设备组成的子系统，它包括：摄像机、云台、视频服务器、报警输入输出装置、数字视频录像机等；

客户端单元是用于浏览和控制远端视频及系统的设备，它包括：实时、历史音视频的解码播放、用户管理界面、业务开通和管理界面、系统维护界面、报警显示以及硬件解码器、矩阵显示墙等；

中心服务平台由中心管理服务器(CMS)、认证/鉴权/计费服务器(AAA)、视频转分发单元(VTDU)和网络录像单元(NRU)等组成，特点是：

a、本发明的网络视频监控系统分成运营支撑层、媒体交换层和用户接入层，其中，中心管理服务器(CMS)、认证/鉴权/计费服务器(AAA)处于运营支撑层；视频转分发单元和网络录像单元处于视频交换层；而所述前端单元和客户端单元处于接入层。其中媒体交换层的设备可实现分布式部署，它们与用户接入层交互媒体(音视频)数据和部分与媒体相关的控制信令；运营支撑层则与用户接入层设备进行信令交互。更具体地，用户接入层设备与媒体交换层的媒体数据交互的消息包及通讯协议在本发明中实现了标准化；用户接入层设备与运营支撑层设备的信令数据交互的消息包及通讯协议在本发明中实现了标准化；

b、本发明的运营级网络视频监控系统具有如下的系统组网架构：如前所述的中心服务平台、前端单元和客户端单元组成一个域，这种带有媒体交换层和用户接入层设备的域称为边缘域；多个边缘域被一个上级管理中心管理形成一个二级域；多个二级域又被一个上级管理中心管理形成一个三级域，依此类推，就可形成一个可平滑扩张、不断扩容的树状系统架构。边缘域之间的信令交互需通过两个边缘域经过各自的各级管理中心直到最近共同管理中心处理和转发。具体地，中心服务平台间消息包及通讯协议在本发明中实现了标准化；

c、本发明的运营级网络视频监控系统具有如下的应用架构：管理中心在应用中按级别分别定义为省管理中心、全国管理中心，各管理中心与边缘域的运营支撑层构架在专用IP承载网上；边缘域的媒体交换层设备构架在IP视频承载网上；前端单元、客户端单元可通过各种方式接入。

进一步，在本发明的运营级网络视频监控系统中，网络录像单元(NRU)和客户端单元(CU)对前端单元(PU)的视频申请监控通过中心管理服务器(CMS)的调度策略来决定音视频访问路由，网络录像单元(NRU)和客户端单元(CU)按中心管理服务器(CMS)每次确定的音视频访问路由来请求获取音视频数据。音视频访问路由由视频转分发单元(VTDU)和前端单元(PU)的地址组成。

在本发明的运营级网络视频监控系统中，视频转分发单元(VTDU)具有分发功能，可以将同一音视频源分发给多个访问者(音视频源可来自前端单元(PU)亦可来自视频转分发单元(VTDU)，访问可来自客户端单元(CU)亦可来自视频转分发单元(VTDU)，视频转分发单元(VTDU)可实现多级级联。

所述的前端单元的信令接口与中心服务平台的信令接口连接，前端单元的媒体接口与视频转分单元的媒体接口连接，客户端单元的媒体接口与视频转分单元的媒体接口连接，客户端单元的信令接口与中心服务平台的信令接口连接，各级视频转分单元之间的媒体接口相连，各级中心服务平台之间的信令接口相连，并且对音视频媒体数据包格式都设置标准结构。

在本发明的运营级网络视频监控系统中，中心服务平台支持分级用户管理，可将同一中心服务平台所属资源划归多个虚拟域，虚拟域管理员有权管理该虚拟域所有资源，虚拟域等同于一个虚拟的平台，对所辖资源具有独立平台所有的功能，虚拟域下又可再行划分虚拟域，虚拟域或独立平台的管理员可开设客户，客户即为使用系统的机构，每个客户可具有多个可使用系统的用户，客户管理员对本机构下的用户进行管理、授权。

综上所述，本发明系统实现了前端单元设备，可以统一接入中心服务平台，中心服务平台的通信标准化，可实现中心服务平台的互联，可进行资源的统一调度而构成了一个适合作为运营级系统的产品。

附图说明

图1运营级网络视频监控系统单边缘域结构图。

图2运营级网络视频监控系统分层图。

图3运营级网络视频监控系统架构图。

图4全国监控平台部署图示例。

图5运营级网络视频监控系统接口参考点示意图。

图6跨域信息传递流程图。

具体实施方式

下面根据图1～图6给出本发明一个较好实施例，进一步提供本发明的技术细节，并予以详细描述，以便使能更易于了解本发明的结构特征和功能特点，但不是用来限制本发明的范围。

请参阅图1，它显示了网络视频监控系统的物理架构。如图所示，它包括前端单元10、客户端单元30以及中心服务平台20，包括：中心管理服务器201、视频转分发单元202、网络录像单元203、用户认证/授权/记帐服务器204，所述各部分均接入IP承载网，其中：

1、前端单元10(PU)，其负责完成音视频信息、告警信息的采集、缓存、编码、存储及发送等功能，并可接受来自网络的控制指令。PU系统常包括如下设备：摄像机、云台、视频服务器、报警输入输出设备等。

2、客户端单元30(CU)，其负责为客户呈现系统所提供的服务，包括实现实时的、历史的音视频的解码播放和控制、实现用户管理、实现业务开通和管理面、实现系统维护、实现接警以及电视墙等功能。

3、中心服务平台20，其中运营级网络视频监控系统中心服务平台20由中心管理服务器201(CMS)、视频转分发单元202(VTDU)、网络录像单元203(NRU)、认证/鉴权/计费服务器204(AAA)几部分组成：

1)中心管理服务器201(CMS)，是中心服务平台20的核心单元，可实现前端单元10(PU)、客户端单元30(CU)的接入、信令转发处理、系统及其信息管理。

2)视频转分发单元202(VTDU)，可实现音视频请求、接收、转发、分发。并可实现多级级联，可实现分布式部署。

3)网络录像单元203(NRU)，可实现视频存储、检索；支持视频回放；可实现分布式部署。

请参阅图2，其示出了运营级网络视频监控系统的分层结构。运营级网络视频监控系统总体上分成运营支撑层1、媒体交换层2和用户接入层3三层结构。

运营支撑层1通过与用户接入层3及媒体交换层2设备的交互，完成对网络视频监控系统的统一控制、统一资源调度和管理，完成用户和设备的接入、控制和管理。运营支撑层1要求实现本地网、省和全国性业务开展中必须的用户接入认证、计费、调度和管理、网络管理、用户管理、资源管理等功能。由中心管理服务器201和用户认证/授权/记帐服务器204组成。

媒体交换层2在运营支撑层的控制和管理下完成音视频的传送和存储。媒体交换层2由视频转分发单元202、网络录像单元203以及其他相关的配套设备组成。设备的部分或全部承载在现有宽带数据网络上。媒体交换层2设备可向用户接入层3的前端单元10请求音视频，接受用户接入层3的客户端单元30的音视频传输请求，并与用户接入层3协同建立传输通道。要求提供电信级可靠性、灵活、分布式的组网技术及良好的终端设备适应性与标准的业务控制、媒体传输接口。

用户接入层3将各种前端单元10及客户端单元30的终端设备通过各种宽带接入网络接入到平台20，要求可提供本规范标准接口，提供给用户简单方便的使用方式并保持良好的开放性。设备需要根据用户的需求支持多种网络接入方式，包括IP专线接入(IP OVER SDH、IP OVER ATM/FR)、IP拨号接入(xDSL)及LAN接入。

请参阅图3，其示出了运营级网络视频监控系统架构。中心管理服务器201可实现级联，形成树状结构，例如高级的中心管理服务器201(CMS)可负责管理其子CMS并负责转发各子CMS间信令。CMS可设置级别，用户接入层、媒体交换层单元只属于边缘CMS；多个边缘域可被一个上级CMS2管理形成一个二级域；多个二级域又可被一个上级CMS3管理形成一个三级域，依此类推。如此就可形成一个可平滑扩张、不断扩容的树状系统架构。边缘域之间的信令交互需通过两个边缘域经过各自的各级父CMS直到最近共同CMS处理和转发。

下级CMS应向其父CMS注册，每个非边缘CMS存有其子CMS信息。

CMS及接入该CMS的用户接入层3、媒体交换层2单元组成一个域。

多级CMS组网结构如图3所示，CMS1X为边缘CMS，CMS2X为二级CMS，CMS3X为三级CMS，依此类推。

请参阅图4，其示出了全国监控平台部署图示例。如图4所示为以地市、省和全国三级中心部署的网络视频监控系统的示例中，二级CMS2为省级管理平台；三级CMS3为全国管理平台，跨地市业务需要省级管理平台转发信令、统一管理；跨省区业务需要全国管理平台转发信令、统一管理。

请参阅图5，其示出了运营级网络视频监控系统接口的参考点。如图5所示为运营级网络视频监控系统架构中需要进行通讯协议接口标准化定义的参考点。

为使各种前端单元设备能够接入中心服务平台20，并使不同级别的中心服务平台间实现互联，须对系统的某些接口进行标准化。系统接口参考点示意图如图5所示：

图中所示的参考点A、B为前端单元10与中心服务平台20的接口，其中参考点A为媒体接口，该接口可通用于前端单元10与视频转分发单元202的媒体接口、视频转分发单元202间的媒体接口和视频转分发单元202与客户端单元30间的媒体接口，即参考点A接口与参考点C接口、参考点F接口相同。此处还对媒体数据包格式进行了标准化。参考点B为前置单元10与中心服务平台20间的信令接口。参考点D为客户端单元30(CU)与中心服务平台20间的信令接口。参考点E为中心服务平台20之间的信令接口。

上述接口协议在本系统中进行了明确定义。

请参阅图6，其示出了跨域信息传递流程。如图6所示流程说明了系统其他流程中涉及跨域信令传送的原则。由于目标ID的前六位为中心管理服务器201的ID，故通过目标ID，系统可定位目标所在的中心管理服务器201(CMS)其中各步说明如下：

1)～6)每级CMS根据目标的ID，判断目标是否在本CMS域之下，如非则将信令向父CMS继续传送；

7)～8)若到达某CMS，判定结果目标ID在本CMS域之下，该CMS应为目标ID与源ID的最近父CMS，此时判断目标ID为该CMS下属的哪个子CMS下，将信令送往该CMS，并以此类推，直到信令到达目标ID所属的边缘CMS；

9)～13)目标所属边缘CMS处理信令，并按原路径返回结果。

Claims

1.一种运营级网络视频监控系统，包括：分别接入IP承载网络的前端单元、客户端单元以及中心服务平台，

所述的前端单元是由用于音视频信息、告警信息、控制信息的获取、缓存、编码、转发以及可能需要存储的所有设备组成的子系统，它包括：摄像机、云台、视频服务器、报警输入输出装置、数字视频录像机；

所述的客户端单元是用于浏览和控制远端视频及系统的设备，它包括：实时、历史音视频的解码播放、用户管理界面、业务开通和管理界面、系统维护界面、报警显示以及硬件解码器、矩阵显示墙；

所述的中心服务平台由中心管理服务器、认证/鉴权/计费服务器、视频转分发单元和网络录像单元组成，其特征在于，

a.接入IP承载网的前端单元设备、客户端单元设备以及中心服务平台设备被分布设置成运营支撑层、媒体交换层和用户接入层，其中媒体交换层的设备为分布式设置，它们与用户接入层交互媒体的音视频数据和部分与媒体相关的控制信令；运营支撑层则与用户接入层设备进行信令交互；

b.所述的中心服务平台、前端单元和客户端单元组成一个域，所述的带有媒体交换层和用户接入层设备的域称为边缘域；多个边缘域被一个上级管理中心管理形成一个二级域；多个二级域又被一个上级管理中心管理形成一个三级域，依此类推，而形成一个可平滑扩张、不断扩容的树状系统；

c.对树状组网架构按级别分别定义为省管理中心、全国管理中心，交换层设备构架在IP视频承载网上；前端单元、客户端单元可通过各种方式接入。

2.根据权利要求1所述的运营级网络视频监控系统，其特征在于，所述的中心管理服务器、认证/鉴权/计费服务器处于运营支撑层；视频转分发单元和网络录像单元处于视频交换层；而所述前端单元和客户端单元则处于接入层。

3.根据权利要求1所述的运营级网络视频监控系统，其特征在于，所述的边缘域之间的信令交互需通过两个边缘域经过各自的各级管理中心直到最近共同管理中心处理和转发。

4.根据权利要求1所述的运营级网络视频监控系统，其特征在于，所述的网络录像单元和客户端单元，对前端单元的视频申请监控通过中心管理服务器的调度策略来决定音视频访问路由，网络录像单元和客户端单元按中心管理服务器每次确定的音视频访问路由来请求获取音视频数据。

5.根据权利要求4所述的运营级网络视频监控系统，其特征在于，所述的音视频访问路由由视频转分发单元和前端单元的地址组成。

6.根据权利要求1所述的运营级网络视频监控系统，其特征在于，所述的视频转分发单元具有分发功能，可以将同一音视频源分发给多个访问者，访问可来自客户端单元或来自视频转分发单元，视频转分发单元可实现多级级联。

7.根据权利要求6所述的运营级网络视频监控系统，其特征在于，所述的音视频源来自前端单元或来自视频转分发单元。

8.根据权利要求1所述的运营级网络视频监控系统，其特征在于，所述的前端单元的信令接口与中心服务平台的信令接口连接，前端单元的媒体接口与视频转分单元的媒体接口连接，客户端单元的媒体接口与视频转分单元的媒体接口连接，客户端单元的信令接口与中心服务平台的信令接口连接，各级视频转分单元之间的媒体接口相连，各级中心服务平台之间的信令接口相连，并且对音视频媒体数据包格式都设置标准结构。

9.根据权利要求1所述的运营级网络视频监控系统，其特征在于，所述的中心服务平台支持分级用户管理，将同一中心服务平台所属资源划归多个虚拟域，虚拟域管理员有权管理该虚拟域所有资源，虚拟域等同于一个虚拟的平台，对所辖资源具有独立平台所有的功能，虚拟域下又可再行划分虚拟域，虚拟域或独立平台的管理员可开设客户，客户即为使用系统的机构，每个客户具有多个使用系统的用户，客户管理员对本机构下的用户进行管理、授权。