CN101030903A - 网络视频监控接入交换系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可实现对多种终端进行网络接入、组播交换和互连互通等功能的网络视频监控接入交换系统等。用于连接多种终端和外部网络的接口板和实现互连互通的视频网关功能板等业务单板，通过以太网接口与系统以太交换网连接，在控制子系统等控制下，所述系统以太交换网可实现以太网组播或IP组播。采用该系统或采用由该系统中的接入子系统构成的网络视频监控接入系统，可构建各领域所需的网络视频监控系统，所构建的网络视频监控系统可与企业网、城域网、电信网、IPTV网以及Internet等网络连接以提供视频资讯等业务，还可虚拟出形式多样的专业网络视频监控系统。

Description

网络视频监控接入交换系统

技术领域

本发明一般涉及视频监控系统，本发明尤其涉及网络化视频监控系统的网络接入与交换系统。

背景技术

我国视频监控技术经历了第一阶段早期的模拟视频监控、第二阶段始于九十年代中期基于工控机插卡式的数字视频监控和第三阶段九十年代末基于视频服务器的网络视频监控。这三个阶段的共同特点是主要侧重于终端设备，对网络建设尤其是对网络的接入和交换不够重视，所建系统网络化程度低，系统与系统间的互连互通性差，不宜构建大型网络视频监控系统。

目前已有利用Intranet/Internet等网络作为交换网，通过网络接入设备接入嵌入式视频服务器构建的第四阶段网络视频监控系统。但当前的IP网络组播服务模型，在最初定义时并未考虑到明确的商业服务，对网络内各交换节点和接入节点的组播管理、组播地址分配等还不能很好地进行统一管理控制以满足商用需求，即第四阶段的网络视频监控系统还不能充分地利用监控视频流适合组播特点进行系统组播交换，导致因IP承载网络带宽和节点设备不必要的浪费而增加了网络建设和使用成本，尤其不能满足多用户高图像质量的视频服务要求；第四阶段网络视频监控系统因其接入设备是一般的网络设备，不能对视频设备直接综合接入，在对前几阶段建设的视频监控系统进行网络化改造等方面，还不能提供很好的接入方案；第四阶段网络视频监控系统所用的嵌入式视频服务器，目前其结构不够灵活、接入形式单一，尤其在与网络接入层融合等方面重视不够，用于连接视频矩阵墙的数字视频矩阵等也存在类似的网络接入问题；目前视频监控还没有统一标准，各厂商设备之间以及各视频网络之间采用的视频编码标准、视频流帧格式等不尽相同，相互间基本不能直接互连互通，第四阶段的网络视频监控系统对系统内以及系统间的视频互连互通还没有很好的解决方案。

发明内容

本发明目的之一是，提出一种网络视频监控接入交换系统；

本发明目的之二是，提出一种采用本发明目的之一所述系统的网络视频监控系统；以及

本发明目的之三是，提出一种采用本发明目的之一所述系统接入子系统的网络视频监控接入系统。

实现本发明目的之一所述网络视频监控接入交换系统的技术方案如下：

所述网络视频监控接入交换系统物理架构是，所述系统包括接入子系统、交换子系统和控制子系统。接入子系统与交换子系统之间以及交换子系统与交换子系统之间是通过以太网连接，控制子系统与接入子系统和交换子系统之间是通过以太网或IP连接。所述系统通过接入子系统和交换子系统中的接入单元连接终端设备，可通过交换子系统和接入子系统中的网络接口板(NI)或外置路由器以及防火墙等与外部网络连接。

所述终端，是指视频服务器(含数字视频录像机DVR和对外接口为数十Mbps视频流量的视频监控子系统，下同)、网络摄像机、普通摄像机、视频矩阵墙、云台、数据采控器、模拟/数字输入输出传感器或控制器以及硬盘阵列(硬盘柜)、网络存储器等全部、部分或某一种设备。

所述外部网络，是指所述系统以外的网络，它可以是LAN、企业网、城域网、电信网、IPTV网以及Internet等其它IP网络，也可以是其它网络视频监控系统(包括是由所述系统构成的网络视频监控系统)。

所述接入子系统由接入单元或通过连接多个接入单元构成。所述交换子系统由交换单元或通过对多个交换单元级连构成，也可以包含若干接入单元。

所述控制子系统是由控制协议处理单元和控制服务器及其数据库等构成，控制协议处理单元和控制服务器及其数据库之间通过以太网或IP连接。

所述接入单元由百兆以太网交换板(FES)和与其连接的业务板等组成，所述百兆以太网交换板(FES)与所述业务板间通过以太网接口连接。

所述百兆以太网交换板(FES)的主要功能是，通过以太网接口连接业务板等，可在所述控制子系统等控制下，实现以太网交换尤其是以太网组播。所述百兆以太网交换板(FES)电路由百兆以太交换网电路和CPU系统(包含地址表和缓存等电路)等组成，千兆以太网接口可以包含EOS等网络接口电路。

所述业务板，可以是百兆以太网接口板(FEI)、XDSL接口板(XDSL)、视频编码板(VEC)、模拟光端机接口板(AOE)、数字光端机接口板(DOE)、视频解码板(VDC)、视频网关功能板(VGF)、网络存储接口板(NMI)、网络接口板(NI)、网络协议处理板(NPP)和控制协议处理板(SCP)等全部、部分或某一种单板，XDSL接口板(XDSL)包括ADSL/ADSL2、HDSL/SHDSL和E1接口板。其中，

所述百兆以太网接口板(FEI)和XDSL接口板的主要功能是，用于接入视频服务器。所述百兆以太网接口板(FEI)主要由百兆以太交换网电路和CPU系统等组成。所述XDSL接口板中的ADSL/ADSL2接口板电路由ADSL/ADSL2局用端接口电路、AAL5 SAR电路以及CPU系统等组成，或由ADSL/ADSL2终端接口电路、百兆以太交换网电路以及CPU系统等组成。所述XDSL接口板中的HDSL/SHDSL/E1接口板电路，由HDSL/SHDSL/E1接口电路、时分复用TDM-以太网桥接电路及CPU系统等组成，需要时还可以包含以太交换网电路；

所述视频编码板(VEC)、模拟光端机接口板(AOE)和数字光端机接口板(DOE)的主要功能是，用于接入模拟视频信号以及云台等串口采控设备，可实现视频JPEG标准和其它标准(如IPTV编码标准或H.264、MPG4等编码标准)同时编码，可测量音频音量并上报系统，可实现水印、加密等防伪和安全功能，可实现在被编码图像上叠加地点、实时时钟以及环境温度气象数据和图标等OSD功能。所述视频编码板(VEC)由视频A/D及滤波等前处理电路、DSP(包括内嵌DSP的FPGA或ASIC)系统、串口电路、模拟/数字输入输出及其隔离电路、百兆以太交换网电路以及CPU系统(含有实时时钟RTC电路)等组成，DSP系统和A/D电路之间可以有OSD电路。所述模拟光端机接口板(AOE)和所述数字光端机接口板(DOE)主要是在视频编码板(VEC)基础上增加模拟光端机/数字光端机接受端电路构成；

所述视频解码板(VDC)的主要功能是，对输入的视频流解码输出模拟视频信号接入视频矩阵墙，所述视频解码板(VDC)还可以将多路视频流解码后采用多画面、画中画、轮巡等方式输出。所述视频解码板(VDC)电路由DSP(包括内嵌DSP的FPGA或ASIC)系统、视频D/A及滤波等后处理电路、百兆以太交换网电路以及CPU系统(含有实时时钟RTC电路)等组成；

所述视频网关功能板(VGF)主要功能是，一方面可将由视频服务器或外部网络输入的视频流转换为系统内部所规定的编码标准、编码速率和图像格式等视频流，另一方面将系统内部的视频流转换为外部网络等所需要的编码标准、编码速率和图像格式等视频流，起到视频网关作用，还可以对多路输入视频流解码后的模拟图像采用多画面或画中画等方式压缩到一路视频流中输出。所述视频网关板(VGF)组成电路是在所述视频解码板(VDC)电路基础上取消视频D/A及滤波等后处理电路构成；

所述视频编码板(VEC)、模拟光端机接口板(AOE)、数字光端机接口板(DOE)、视频解码板(VDC)或视频网关板(VGF)等单板上的各所述DSP系统，通过加载不同软件可以实现不同标准等的视频编解码，甚至同一所述DSP系统对每一路视频也可进行不同标准等的编解码，所述DSP系统的视频编解码软件可通过远程加载维护，对于确定的编解码标准，所述DSP系统可由视频编解码ASCI替代；

所述网络存储接口板(NMI)的主要功能是，用于连接存储器。所述网络存储接口板(NMI)电路主要由CPU系统(含实时时钟RTC)和存储器接口电路等组成，存储器接口可以是IDE、S-ATA、SCSI或IEEE.1394等本地存储器接口或FC网络存储器接口；

所述网络接口板(NI)的主要功能是，用于所述系统与外部网络连接。所述网络接口板(NI)主要由X86或网络处理器等电路组成，与外部网络连接的接口还可以包括POS或EOS(Ethernet Over SDH)等网络接口电路。所述网络接口板(NI)的部分或全部功能也可由外置路由器替代实现；以及

所述网络协议处理板(NPP)主要功能是，用于协助其它单板处理网络协议等。控制协议处理板(SCP)主要功能是，用于专门处理所在单元与所述控制子系统或外部网络之间的信令控制协议。所述网络协议处理板(NPP)和控制协议处理板(SCP)电路均可由X86处理器或网络处理器等组成。

通过所述百兆以太网交换板(FES)连接某一种或几种所述业务板，可构成具有特定功能的接入单元。连接所述视频编码板(VEC)、所述模拟视频光端机接口板(AOE)和所述数字视频光端机接口板(DOE)等的某一种、部分或全部单板可构成视频服务器单元，连接所述视频网关功能板(VGF)等可构成视频网关单元，连接所述视频解码板(VDC)等可构成数字视频矩阵单元，等等。

所述交换单元由千兆以太网交换板(GES)和与其连接的业务板等组成，所述千兆以太网交换板(GES)与所述业务板间通过以太网接口连接。

所述千兆以太网交换板(GES)的主要功能是，通过以太网接口连接业务板等，可在所述控制子系统等控制下，实现以太网交换尤其是以太网组播。所述千兆以太网交换板(GES)电路由千兆以太交换网电路和CPU系统(包含地址表和缓存等电路)等组成，用于异地连接的千兆以太网接口可以包含EOS等网络接口电路。

所述业务板，可以是千兆以太网接口板(GEI)、所述百兆以太网接口板(FEI)、所述网络接口板(NI)、所述网络协议处理板(NPP)和所述控制协议处理板(SCP)等全部、部分或某一种单板。其中，

所述千兆以太网接口板(GEI)，主要用于系统内部连接等。所述千兆以太网接口板(GEI)电路由千兆以太交换网电路和CPU系统(包含地址表和缓存等电路)等组成，用于异地连接的千兆以太网接口可以包含EOS等网络接口电路。以及

所述控制协议处理单元是由所述接入单元的业务板主要配置为所述控制协议处理板(SCP)构成。根据具体组网情况，控制协议处理单元也可以分布在所述接入子系统和交换子系统上，或其实现的功能直接在控制服务器内完成而被省略。

通过对接入单元(含控制单元)和交换单元的所述以太网交换板和业务板的背板信号、接插件排列和单板尺寸等统一定义，所述单板可混插，可以以插板方式安装于机箱或机架；通过在面板设置板热插拔开关以及在单板与背板连接信号上放置热插拔器件等，实现所有单板可热插拔。

所述网络视频监控接入交换系统的逻辑架构是，所述系统接入子系统和交换子系统中的所述业务板是通过以太网接口与所述以太网交换板连接，由分布在所述以太网交换板和业务板上的以太交换网等可构成系统以太交换网，由所述控制子系统和分布在所述以太网交换板和业务板上的CPU等构成的控制面，可对所述以太网交换板和业务板上的以太交换网进行统一组播等管理控制，进而可对所述系统以太交换网进行组播等管理控制，从而可实现所述网络视频监控接入交换系统的以太网组播或IP组播。

通过所述交换子系统或企业网、城域网、电信网、IPTV网以及Internet等网络，可连接多个所述视频监控接入交换系统进行组网等。

实现本发明目的之二提出的网络视频监控系统的技术方案是，所述系统是采用本发明目的之一提出的所述网络视频监控接入交换系统和所述终端、业务服务器及其数据库构成，一般还包括客户端等。所述终端主要通过本发明目的之一提出的所述系统接入子系统连接，业务服务器及其数据库经以太网或IP通过本发明目的之一提出的所述系统控制子系统连接。

实现本发明目的之三提出的网络视频监控接入系统的技术方案是，所述系统即为本发明目的之一提出的所述视频监控接入交换系统的接入子系统。其中，所述视频服务器、视频网关和数字视频矩阵分别是由本发明目的之一所述视频服务器单元、网关单元和视频矩阵单元构成的接入子系统。以此类推，还可由本发明目的之一中其它具体特定功能单元构成的接入子系统组成相应的其它设备。

通过本发明可达到的有益效果是，通过本发明网络视频监控接入交换系统构建网络视频监控系统，建设使用成本低、尤其适合承载多用户高质量图像视频流；系统架构易平滑扩容升级和在线维护、易重构易虚拟和易演进、易对多种视频终端进行网络接入、系统可靠性高，适合构建任意大小规模网络尤其易构建大型网络；可对前几阶段建设的视频监控系统进行网络化改造，使其得到充分利用，从而可节约大量投资。通过本发明网络视频监控接入系统与IP网络构建网络视频监控系统，可改进和完善目前第四阶段网络视频监控系统在网络接入等方面的不足。通过本发明，可实现网络视频监控系统内以及网络视频监控系统之间的互连互通，构建大型网络视频监控系统。随着不断建设完善和规模不断扩大，所构建的大型网络视频监控系统将可以作为一个俯瞰世界的网络视频监控系统平台，通过本发明可将其与电信网、IPTV网以及Internet等其它外部网络互连互通，可向这些外部网络提供道路交通、旅游景点等公众视频资讯业务，向保安公司等企业有偿提供监控视频信息，等等。因此，本发明具有广阔的市场应用前景，将产生巨大的社会效益和经济效益。

附图说明

图1是网络视频监控接入交换系统物理架构图；

图2是由单个接入单元组成的接入子系统组成框图；

图3是由交换单元连接多个接入单元组成的接入子系统组成框图；

图4是由外置路由器连接多个接入单元组成的接入子系统组成框图；

图5是由单个交换单元组成的交换子系统组成框图；

图6是由多个交换单元通过级连组成的交换子系统组成框图；

图7是由外置路由器级连多个交换单元组成的交换子系统组成框图；

图8是接入单元组成框图；

图9是百兆以太网接口板(FEI)电路框图；

图10、11是XDSL接口板(ADSL/ADSL2接口)电路框图；

图12是XDSL接口板(HDSL/SHDSL/E1接口)电路框图；

图13是视频编码板(VEC)、模拟光端机接口板(AOE)和数字光端机接口板(DOE)电路框图；

图14是视频解码板(VDC)和视频网关板(VGF)电路框图；

图15是网络存储接口板(NMI)电路框图；

图16是网络接口板(NI)电路框图；

图17是网络协议处理板(NPP)和信令协议处理板(SCP)电路框图；

图18是百兆以太网交换板(FES)电路框图；

图19是百兆以太网交换板(FES)高阻复用冗余结构示意图；

图20是视频服务器单元(接入单元具体特例)组成框图；

图21是视频网关单元(接入单元具体特例)组成框图；

图22是数字视频矩阵单元(接入单元具体特例)组成框图；

图23是交换单元组成框图；

图24是千兆以太网接口板(GEI)电路框图；

图25是千兆以太网交换板(GES)电路框图；

图26是由千兆以太网接口板(GEI)构成的交换单元组成框图；

图27是千兆以太网交换加百兆以太网交换板电路框图；

图28是交换接入混合单元组成框图；

图29是控制协议处理单元组成框图；

图30是网络视频监控接入交换系统逻辑架构图；

图31是通过交换子系统连接网络视频监控接入交换系统进行组网示意图；

图32是通过IP网络连接网络视频监控接入交换系统进行组网示意图；

图33是采用所述网络视频监控接入交换系统组建社会治安网络视频监控系统应用示意图；

图34是采用网络视频监控接入系统等，通过电信网等IP网络，组建网络视频监控系统示意图；

图35是采用网络视频监控接入系统等组建企业网络视频监控系统示意图；

图36是网络视频监控接入系统等与电信、IPTV以及Internet等网络连接示意图；

图37是采用网络视频监控接入系统等组建社会治安网络视频监控系统的应用示意图；

图38、39是机箱结构安装示意图；

图40是机架结构安装示意图。

具体实施方式

图1是本发明目的之一所述网络视频监控接入交换系统的物理架构图。其物理架构是，所述系统包括接入子系统、交换子系统和控制子系统，各子系统是一个物理实体，可以位于不同的物理位置。接入子系统与交换子系统之间以及交换子系统与交换子系统之间是通过以太网连接，其传输可以是光纤等线缆直连，也可以是SDH传送网等。控制子系统与接入子系统和交换子系统之间通过以太网连接或IP连接，通过以太网连接时，是直接利用系统内部由交换子系统等构成的以太交换网承载，通过IP连接时，其承载可以是系统内部的以太交换网也可以是外部网络，或者系统内外部网络同时承载，其中之一可作为备份承载网络。所述系统通过接入子系统和交换子系统中的接入单元接入终端，可通过交换子系统和接入子系统中的网络接口板(NI)或外置路由器与外部网络连接。

所述终端可以是，视频服务器(含数字视频录像机DVR和对外接口为数十Mbps视频流量的视频监控系统，下同)、网络摄像机、普通摄像机、视频矩阵墙、云台、数据采控器、模拟/数字输入输出传感器或控制器以及硬盘阵列(硬盘柜)、FC口或以太网口的网络存储器等全部、部分或某一种设备，其接口可以是以太网电接口、以太网光接口、XDSL接口、模拟光端机接口、数字光端机接口等。

所述外部网络是，可以直接进行以太网组播的所述网络视频监控接入交换系统以外的网络，它可以是LAN、企业网、城域网、电信网、IPTV网以及Internet等其它IP网络，也可以是其它网络视频监控系统(包括是由所述网络视频监控接入交换系统构成的网络视频监控系统)。

在控制子系统的控制下，接入子系统主要用于实现各类所述终端与系统内部所规定的视频流间的接入。例如，对来自摄像机等模拟视频信号的压缩编码，对来自视频服务器、存储器等的视频流进行网络接口和网络地址转换、帧格式调整等，输出到系统内部；对来自系统内部的视频流输出到存储器，或解码后输出到视频监控墙，或进行网络接口和网络地址转换、帧格式调整等输出到外部网络；对输入视频流解压后再按所需要的编码标准等进行压缩编码输出，实现互连互通视频网关作用，等等；交换子系统主要是对接入到系统内的视频流进行交换尤其是以太网组播等。组成系统的单板有对单板上的以太网交换等管理控制的CPU，控制子系统和这些分布在单板上具有管理控制功能的CPU等构成控制面，通过所述控制子面或通过静态配置，可以对接入系统的每路视频流分配以太网组播地址，所述控制面可对系统内所有参与交换的单板上的以太交换网和以太网接口进行统一以太网组播管理控制，从而可实现全系统以太网组播，极大地减少了系统流量和对交换节点的性能需求。系统简洁易实现，成本低廉，同时也极大地提高了系统对多用户高质量图像视频流的承载能力。

所述网络视频监控接入系统也可以实现视频流的IP组播：通过所述控制子面或通过静态配置，可以对接入系统的每路视频流分配IP组播地址，IP组播是在接入子系统的业务板上或终端上将IP组播地址映射为以太网组播地址，最终仍是在所述控制面对系统内以太网组播管理控制下，通过以太网组播实现。对所述网络视频监控接入交换系统内部而言，视频流的IP组播与以太网组播没有实质差别。对于流量不是瓶颈的所述网络视频监控接入交换系统，也可以实现视频流的局部组播或直接进行IP交换。

系统可采用TCP/IP支持对云台、数据采集控制器等设备的数据接入和交换。

接入子系统由接入单元或通过连接多个接入单元构成。图2～4是接入子系统组成框图。其中，图2是由单个接入单元组成的接入子系统组成框图，图3是由交换单元连接多个接入单元组成的接入子系统组成框图。在所述系统内部，以太网组播地址是统一分配管理的，接入子系统可直接通过以太网接口与交换子系统连接，当接入子系统通过外部网络连接组网时，可通过虚线框内的网络接口板(NI)连接。接入子系统通过其内部网络接口板(NI)与所述外部网络连接。网络接口板主要用于NAT网络地址转换及防火墙、流量统计等功能。图4是由外置路由器连接多个接入单元组成的接入子系统组成框图，一般用于采用IP等网络作为交换网的系统。接入子系统也可由两个接入单元通过接入单元内的百兆以太网交换板(FES)上的千兆以太网接口等直接连接组成，通过对接入单元的多级级连可组成更大规模的接入子系统。

作为独立的物理实体，接入子系统可以有操作维护台。图2～4中给出的操作维护台是通过接入单元的百兆以太网交换板(FES)接入实现本地维护的，也可以经由外部网络通过接入单元内的网络接口板(NI)或百兆以太网接口板(FEI)接入实现远程维护，或在操作维护计算机中再插入用于连接外部网络的网卡以实现系统内外网络隔离，实现本地和远程维护等。

交换子系统由交换单元或通过对多个交换单元级连构成，也可以包含若干接入单元。交换子系统的接入单元一般用于接入存储器、视频矩阵墙和本地少量的摄像机等终端。图5～7是交换子系统组成框图。其中，图5是由单个交换单元组成的交换子系统组成框图，图6是由多个交换单元通过级连组成的交换子系统组成框图，图7是由外置路由器级连多个交换单元组成的交换子系统框图。同所述接入单元一样，在系统内部，交换子系统直接采用以太网接口连接，与外部网络连接需要经网络接口板(NI)连接。通过外置路由器级连组成的交换子系统，一般用于上级交换网络为IP网络。交换子系统也可由两个交换单元通过交换单元内的千兆以太网交换板(GES)上的千兆以太网接口等直接连接组成，通过对交换单元的多级级连可组成更大规模的交换子系统。

交换子系统的操作维护接入方式与所述接入子系统类似。

控制子系统由控制协议处理单元和控制服务器及其数据库等组成，它们通过以太网或IP连接。

图8是接入单元组成框图。接入单元由百兆以太网交换板(FES)和与其连接的业务板等组成，百兆以太网交换板(FES)与业务板间通过以太网接口连接。

所述业务板，可以是百兆以太网接口板(FEI)、XDSL接口板(XDSL)、视频编码板(VEC)、模拟光端机接口板(AOE)、数字光端机接口板(DOE)、视频解码板(VDC)、视频网关功能板(VGF)、网络存储接口板(NMI)、网络接口板(NI)、网络协议处理板(NPP)和控制协议处理板(SCP)等全部、部分或某一种单板，XDSL接口板(XDSL)包括ADSL/ADSL2、HDSL/SHDSL和E1接口板。

接入单元的单板结构排列一般如图38或图39所示，图38或图39中的SW代表百兆以太网交换板(FES)，SB代表任意业务板，它们组织在一个机箱内。

接入单元所实现的主要功能是，在控制子系统的控制下，各类所述终端和外部网络由业务板接入，被接入的模拟视频信号和视频流都可转换为由系统内部组播地址以太帧承载的系统所规定的视频流，百兆以太网交换板(FES)可对这些视频流进行组播交换。同时，也可将系统内部的视频流等按照存储器、视频矩阵墙等所述终端和所述外部网络等要求输出视频流或视频信号。接入单元一般通过百兆以太网交换板(FES)上的千兆以太网口，经由接入子系统或交换子系统的交换单元与系统连接，通过网络接口板(NI)可与所述外部网络连接。其中，构成接入单元的主要单板主要功能和主要电路组成是；

百兆以太网接口板(FEI)的主要功能是，通过百兆以太网接口连接视频服务器，将来自视频服务器的视频流等转换为系统所规定的视频流，尤其转换为系统所要求的由系统内部组播地址以太帧承载的的视频流。近百兆比特每秒流量的视频流服务器或其它视频监控子系统，可直接通过网络接口板(NI)接入，流量在百兆比特每秒以上的其它视频监控子系统，可按外部网络处理，通过百兆以太网接口板(FEI)或网络接口板(NI)在交换单元接入。

图9是百兆以太网接口板(FEI)电路框图。百兆以太网接口板(FEI)主要由百兆以太交换网电路和CPU系统等电路组成。面板信号(图的左侧信号线，下同)主要是用于连接视频服务器等的若干百兆以太网光接口或电接口；背板信号(图的右侧信号线，下同)主要是用于与主备百兆以太网交换板(FES)连接的百兆以太网接口，还有可用于与主备千兆以太网交换板(GES)等连接的千兆以太网接口。CPU对百兆以太交换网MAC地址表等管理以可实现以太网组播等管理外，还可以通过VLAN等对输入输出的视频流进行NAT网络地址转换、转发以及帧格式调整等。

XDSL接口板也主要是用于接入视频服务器，与百兆以太网接口板(FEI)的差别主要在网络接口和接口容量上。图10～12是XDSL接口板电路框图。其中，图10是ADSL/ADSL2接口板电路框图，ADSL/ADSL2接口板电路由ADSL/ADSL2局用端接口电路、AAL5 SAR电路和CPU系统等组成，其中AAL5 SAR电路和CPU系统可合二为一，它们与ADSL/ADSL2局用端接口电路间主要为UTOPIA接口，承载的是AAL5 ATM信元，通过AAL5 SAR转换为以太网接口与背板连接。图11也是ADSL/ADSL2接口板电路框图，是由ADSL/ADSL2终端接口电路、百兆以太交换网电路以及CPU系统等组成，ADSL/ADSL2终端接口电路内部百兆以太网接口与百兆以太交换网连接，由CPU系统管理百兆以太交换网MAC地址表等。这里的ADSL2还包括ADSL2+和READSL2等。图12是HDSL/SHDSL/E1接口板电路框图，由HDSL/SHDSL/E1接口电路、时分复用TDM-以太网桥接电路及CPU系统等组成，需要时还可以包含以太交换网电路，HDSL/SHDSL/E1接口电路内部接口一般为由TDM承载的HDLC帧，通过时分复用TDM-以太网桥接电路转换为以太网接口与背板连接。ADSL/ADSL2和HDSL/SHDSL/E1线缆接口也可以从背板接入。

视频编码板(VEC)、模拟光端机接口板(AOE)和数字光端机接口板(DOE)的主要功能是，用于接入模拟视频信号以及云台等串口采控设备，对模拟视频信号进行压缩编码输出系统所规定的视频流，尤其是系统所要求的由组播地址以太帧承载的的视频流。可实现视频JPEG标准和其它标准(如IPTV编码标准或H.264、MPG4等编码标准)同时编码，其中，JPEG图像可用于快速检索和特征识别等；可测量音频音量并上报系统，作为系统控制条件，以供视讯会议主会场切换等需要音量控制场合使用；可实现水印、视频流加密等防伪和安全功能；可实现在被编码图像上叠加地点、实时时钟以及环境温度气象数据和图标等OSD功能，增大图像的信息量，以便用于开放公众视频资讯等业务。串口数据被桥接为由IP或以太网承载的数据包。其中，视频编码板(VEC)接入直接由线缆传输的模拟视频信号、串口和模拟/数字输入输出信号，模拟光端机接口板(AOE)和数字光端机接口板(DOE)分别接入经模拟光端机和数字光端机传输的模拟视频信号等。

图13视频编码板(VEC)、模拟光端机接口板(AOE)和数字光端机接口板(DOE)电路框图。其中，视频编码板(VEC)由视频A/D及滤波等前处理电路、DSP(包括内嵌DSP的FPGA或ASIC)系统、串口电路、模拟/数字输入输出及其隔离电路、百兆以太交换网电路以及CPU系统(含有实时时钟RTC电路)等组成，CPU系统实现的功能也可以作为一个功能模块由某DSP系统实现而可以被省略。视频的压缩编码由DSP系统等实现，音频音量测量由音频A/D和DSP等共同实现，水印、视频流加密以及OSD功能等由DSP系统或硬件电路实现，通过多串口连接云台等串口采控设备。由于DSP对不同图像编码标准、图像格式等编码处理能力的不同，处理n路视频信号需要的DSP数量也不相同。对于确定的编码标准，也可以采用ASCI替代DSP，以降低成本等。图右侧背板百兆以太网接口可分别与主备百兆以太网交换板(FES)连接，也可通过图左侧面板百兆以太网接口连接。视频信号也可以从前面板接入。

模拟光端机接口板(AOE)和数字光端机接口板(DOE)是在视频编码板(VEC)基础上主要增加模拟光端机/数字光端机接受端电路等构成的，如图中虚线部分。也可以将光端机接受端电路设计为独立单板，将其模拟视频信号等通过线缆与视频编码板(VEC)连接，本发明将该独立单板和视频编码板(VEC)作为整体，仍视为模拟光端机接口板(AOE)/数字光端机接口板(DOE)。

视频解码板(VDC)的主要功能是，对输入的视频流解码输出模拟视频信号接入视频矩阵墙，视频解码板(VDC)还可以将多路视频流解码后采用多画面、画中画、轮巡等方式输出。

视频网关功能板(VGF)主要功能是，一方面可将由视频服务器及外部网络输入的视频流转换为系统内部所规定的编码标准、编码速率和图像格式等视频流，另一方面，将系统内部的视频流转换为外部网络等所需要的编码标准、编码速率和图像格式等视频流，起到视频网关作用。还可以对多路输入视频流解码后的模拟图像采用多画面或画中画等方式压缩到一路视频流中输出。

图14是视频解码板(VDC)和视频网关板(VGF)电路框图。其中，视频解码板(VDC)电路由DSP(包括内嵌DSP的FPGA或ASIC)系统、视频D/A及滤波等后处理电路、百兆以太交换网电路以及CPU系统(含有实时时钟RTC电路)等组成，由DSP对输入的视频流进行解码，多画面、画中画以及轮巡功能一般可直接在DSP系统内实现，也可以通过增加硬件电路实现。视频网关板(VGF)电路在视频解码板(VDC电路基础上，主要是取消图中虚线框内的视频D/A及滤波等后处理电路构成，由DSP系统先对输入视频流解码后再按照所要求的编码标准、编码速率、图像格式和帧结构等进行编码，实现视频网关功能。同视频编码板(VEC)电路一样，视频解码板(VDC)和视频网关板(VGF)电路中，CPU系统实现的功能也可以作为一个功能模块由某DSP系统实现而被省略，对确定的编解码标准，DSP也可以由ASIC替代，由于DSP对不同的图像编码标准、图像格式的编解码等处理能力的不同，处理n路视频信号需要的DSP数量也不相同。视频信号也可以从前面板输出。

通过加载不同软件，同一块所述视频编码板(VEC)、模拟光端机接口板(AOE)、数字光端机接口板(DOE)、视频解码板(VDC)或视频网关板(VGF)等单板上的各所述DSP系统，可以实现不同标准等的视频编解码，甚至同一所述DSP系统对每一路视频也可进行不同标准等的编解码。所述DSP系统的视频编解码软件等可通过远程加载维护，为今后视频监控统一视频编码标准等进行软件升级提供条件。

网络存储接口板(NMI)的主要功能是，用于连接存储器，一方面可将系统内的视频流存储到存储器中，另一方面有历史图像浏览请求时，可将存储器内的视频流数据以组播地址以太帧方式输入到系统。

图15是网络存储接口板(NMI)电路框图。网络存储接口板(NMI)电路主要由CPU系统(含实时时钟RTC)和存储器接口电路等组成，CPU系统和存储器接口电路间一般为PCI或PCI-E等总线，存储器接口可以是IDE、S-ATA、SCSI或IEEE.1394等本地存储器接口或FC网络存储器接口。存储器接口信号可以出到背板上，通过背板插存储板(可由硬盘安装在插板上构成)；硬盘接口信号也可以出到面板上，通过线缆连接盘阵列、硬盘柜等。以太网接口网络存储器可通过百兆以太网接口板(FEI)等连接。

网络接口板(NI)的主要功能是，用于系统与所述外部网络连接，完成NAT网络地址转换、防火墙以及流量统计等功能，流量统计是为了满足开展公众业务时计费等的需要。网络接口板(NI)的部分或全部功能可由外置路由器替代实现。

图16是网络接口板(NI)电路框图。网络接口板(NI)主要有由X86或网络处理器(含地址表及缓存等)等电路组成，连接外部网络接口上的数据流可以是由IP或以太网承载，其接口中可以包括POS或EOS电路(虚线框内的电路)，以便直接连接SDH传送网，需要其它网络如ATM网络传送时，可以是其它相应网络接口电路。网络接口板(NI)可分为百兆网络接口板和千兆网络接口板两种：百兆网络接口板的背板和面板各有二个百兆以太网接口；千兆网络接口板的背板有二个千兆以太网接口可分别与交换单元主备千兆以太网交换板(GFS)连接，面板有两个千兆以太网接口，或有一个千兆以太网接口与一组百兆以太网接口，可用于连接外部网络或用于系统内部连接。

网络协议处理板(NPP)主要功能是，用于协助其它单板处理网络协议等，如有些应用场合下，网络接口板(NI)等处理能力不能胜任时，可由网络协议处理板(NPP)协助处理，可据具体情况确定配置与否。

控制协议处理板(SCP)主要功能是，用于专门处理所在单元与控制子系统或外部网络之间的信令控制协议。控制协议处理板(SCP)板一般应成对配置构成主备以提高可靠性。控制协议处理板(SCP)一般采用TCP/IP承载信令控制协议，在系统内部也可用以太网承载。控制协议处理板(SCP)，其功能也可由百兆以太网交换板(FES)或各业务板CPU等实现而被取消。

图17是网络协议处理板(NPP)和信令协议处理板(SCP)电路框图。可由X86处理器或网络处理器等组成，其中，信令协议处理板(SCP)对外一般只需要有百兆以太网接口。

百兆以太网交换板(FES)的主要功能是，通过以太网接口连接上述等业务板(可以是全部、部分或某一种单板)，可在控制子系统控制下，实现以太网交换尤其是可以实现以太网组播。一般通过百兆以太网交换板(FES)面板上的千兆以太网接口，经由接入子系统或交换子系统的交换单元，实现接入单元与内部系统的连接。

图18是百兆以太网交换板(FES)电路框图。百兆以太网交换板(FES)电路由百兆以太交换网电路和CPU系统(包含地址表和缓存等电路)等组成，在控制子系统控制下，CPU可对百兆以太交换网MAC地址表等进行管理控制以可实现以太网组播等。串接在以太网接口上的高阻复用开关也受CPU控制，用于主备以太网交换板(FES)采用高阻复用冗余结构时对以太网接口的通断控制。百兆以太网交换板(FES)对背板出有较多百兆以太网接口用于经背板连接业务板，面板可有少量的百兆以太网接口供通过面板连接业务板等，百兆以太交换网上的千兆以太网接口用于内部系统连接，一般直接与交换单元的千兆以太网接口板(GEI)连接等，千兆以太网接口上可以有EOS等网络接口电路，以便直接经SDH等传送网与异地交换子系统等连接。

在千兆以太网接口与百兆以太交换网之间可以放置网络处理器电路实现网络接口板(NI)功能，CPU也可以对面板上的百兆以太网接口实现NAT等功能，以便可直接与外部网络等连接，在本发明中，均将其视为与由网络接口板(NI)或百兆以太网接口板(FEI)实现是相同的，只是形式上的差异。

所述业务单板和百兆以太网交换板(FES)等的CPU系统对外有状态与控制信号(含RS-485等串口信号)，百兆以太网交换板(FES)上的CPU可充当其所在单元的管理主处理器，通过以太交换网和这些状态控制信号等与其所在单元的其它单板上CPU通信，对所在单元的其它单板进行管理，与设置专门单元管理主处理器板有相同地位。

为了提高系统可靠性和可维护性，百兆以太网交换板(FES)一般采用主备冗余两块。图18中的两块主备以太网交换板(FES)采用了双星主备冗余结构，每块业务单板都有两个百兆以太网接口分别与主备百兆以太网交换板(FES)连接。图19是两块主备以太网交换板(FES)采用高阻复用冗余结构示意图，通过对百兆以太网交换板(FES)的以太网接口上串接的高阻复用开关控制，使得同一时间只有一块百兆以太网交换板(FES)的以太网接口与业务单板连接，这样主备百兆以太网交换板(FES)的以太网接口可并联后与业务板连接，业务板与主备以太网交换板(FES)连接只需要一个百兆以太网接口。

主备两块百兆以太网交换板(FES)之间有互连以太网接口，以便主备单板之间的地址表等数据同步等用。

上述以业务板与以太网交换板(FES)之间的以太网接口的连接方式，主要是通过背板信号线连接。其实，以太网接口连接方式较简单灵活，还可以有其它连接方式，如可采用线缆连接、线缆和背板信号相结合连接等方式。所有采用线缆连接的信号，可以从单板面板出，或直接通过接插件从背板出，或通过背板接插件加接线卡从机箱/机架后部出。

根据需要，一个接入单元中可以包含所述业务板的全部、部分或某一种单板。当一个单元内的业务单板主要配置为某一种单板时，可以实现某种特定功能的接入单元，以便于维护或满足特定需求等。如：当接入单元主要是为了接入摄像机时，根据需要，业务板可主要配置视频编码板(VEC)、模拟视频光端机接口板(AOE)和数字视频光端机接口板(DOE)中某一种、部分或全部构成视频服务器单元，图20是视频服务器单元(接入单元具体特例)组成框图；当接入单元主要是为了实现不同编码标准、编码速率和图像格式等之间的视频互连互通等网关功能时，业务板可主要配置视频网关功能板(VGF)等构成视频网关单元，图21是视频网关单元(接入单元具体特例)组成框图；当接入单元主要是为了实现视频解码以连接视频矩阵墙功能时，业务板可主要配置视频解码板(VDC)等构成数字视频矩阵单元，图22是数字视频矩阵单元(接入单元具体特例)组成框图。以此类推，可构成其它实现某特定功能的单元，也可以通过配置一种以上业务板构成实现一种以上功能的单元，如可同时配置视频网关功能板(VGF)和网络存储接口板(NMI)构成视频网关与网络存储混合单元。

图23是交换单元组成框图。交换单元由千兆以太网交换板(GES)和与其连接的业务板等组成，千兆以太网交换板(GES)与业务板间通过以太网接口连接。

所述业务板，可以是千兆以太网接口板(GEI)、百兆以太网接口板(FEI)、网络接口板(NI)、网络协议处理板(NPP)等中的全部、部分或某一种单板，所需控制协议处理板(SCP)等可通过百兆以太网接口板(FEI)连接。

交换单元单板的结构排列一般如图38或图39所示。图38或图39中SW代表千兆以太网交换板(GES)，SB代表任意业务板，它们组织在一个机箱内。

交换单元主要功能是，对来自接入子系统或接入单元、其它视频监控子系统和外部网络等的视频流和其它数据等实现交换。构成交换单元主要单板的主要功能和主要电路组成是：

千兆以太网接口板(GEI)和百兆以太网接口板(FEI)主要功能是，用于直接连接接入单元接或接入子系统等，千兆以太网接口板(GEI)还可用于连接上一级或下一级交换单元或交换子系统实现交换级连等。

图24是千兆以太网接口板(GEI)电路框图。千兆以太网接口板(GEI)电路主要由千兆以太交换网电路和CPU系统(包含地址表和缓存等电路)等组成，由CPU对千兆以太交换网的MAC地址表等进行管理控制以可实现以太网组播等。千兆以太网接口板(GEI)对背板出若干个千兆以太网接口用于与千兆以太网交换板(GES)连接，对面板出若干千兆以太网接口用于与接入单元、接入子系统或交换子系统等连接，面板出的千兆以太网接口可以有EOS等网络接口电路，以便直接经SDH等传送网与异地接入子系统或交换子系统等连接。千兆以太网接口板(GEI)上也可以没有千兆以太交换网电路，这时千兆以太网接口板(GEI)上主要是接口电路，面板上千兆以太网接口经接口电路直接与千兆以太网交换板(GES)连接。

其它业务单板的主要功能及其电路组成与接入单元相应单板基本一致。

当交换单元需要接入少量控制协议处理板(SCP)或需要少量接入单元业务板以连接视频矩阵墙、本地视频摄像机等所述终端时，可通过百兆以太网接口板(FEI)实现：由百兆以太网接口板(FEI)充当百兆以太网交换板(FES)与所连接的业务板等构成接入单元，百兆以太网接口板(FEI)和业务板间的以太网接口可通过线缆连接，所需业务板直接插在交换单元机箱内，百兆以太网接口板(FEI)与交换单元的千兆以太网交换板通过背板千兆以太网信号线连接。本发明将由此构成的接入单元和交换单元仍视为是通过千兆以太网接口连接的两个单元。

千兆以太网交换板(GES)的主要功能是，通过以太网接口连接上述等业务板，可在控制子系统控制下进行以太网交换尤其是可以进行以太网组播。一般通过千兆以太网交换板(GES)面板上的千兆以太网接口与上级交换单元或交换子系统连接实现系统级连。

图25是千兆以太网交换板(GES)电路框图。千兆以太网交换板(GES)电路由千兆以太交换网电路和CPU系统(包含地址表和缓存等电路)等组成，在控制子系统控制下，CPU可对千兆以太交换网MAC地址表等进行管理控制以可实现以太网组播等。串接在以太网接口上的高阻复用开关也受CPU控制，用于主备千兆以太网交换板(GES)采用高阻复用冗余结构时对以太网接口的通断控制。千兆以太网交换板(GES)对背板出较多千兆以太网接口用于经背板连接业务板，面板上少量千兆以太网接口用于与上级交换单元或交换子系统连接。面板上千兆以太网接口可以有EOS等网络接口电路，以便直接经SDH等传送网与异地交换子系统等连接。

在面板千兆以太网接口与千兆以太交换网之间可以放置网络处理器等电路实现网络接口板(NI)功能，以便可直接与外部网络等连接，在本发明中将其视为与由网络接口板(NI)实现是等价的。

同接入单元的百兆以太网交换板(FES)上CPU一样，千兆以太网交换板(GES)上的CPU也同时充当单元的管理主处理器对所在单元的其它单板进行管理。

交换单元中千兆以太网交换板(GES)与业务板之间的以太网接口连接方式以及两块千兆以太网交换板(GES)采用的主备冗余方式等与接入单元的百兆以太网交换板(FES)基本相同。

当所需千兆以太网端口数量较少时，可将两块带有千兆以太交换网的千兆接口板(GEI)作为千兆交换板插在机箱内，通过线缆连接网络接口板(NI)等业务板构成交换单元，图26是由千兆以太网接口板(GEI)构成的交换单元组成框图。

图27是千兆以太网加百兆以太网交换板电路框图，千兆以太交换网和百兆以太交换网设计在一块交换板上，两个以太交换网在单板上通过千兆以太网接口连接。图28是利用该交换板通过以太网接口连接业务板构成的交换接入混合单元组成框图，本发明仍将其视为两个单元：由千兆以太交换网和业务板构成的单元为交换单元，由百兆以太交换网和业务板构成的单元为接入单元，两个单元通过千兆以太网接口连接。它们位于同一机箱内，其单板结构排列示意图如图38或39所示，SW代表千兆以太网加百兆以太网交换板，部分SB代表与百兆以太交换网连接的业务板即接入单元业务板，部分SB代表与千兆以太交换网连接的业务板即交换单元业务板。

图29是控制协议处理单元组成框图，其组成实质是将接入单元的业务板主要配置为控制协议处理板(SCP)即可。控制协议处理板(SCP)主要功能及其电路组成与接入单元和交换单元相同，它们是对等的。当信令控制协议是通过外部网络承载时，可通过网络接口板(NI)等连接外部网络。控制协议处理单元可通过百兆以太网接口板(FEI)与系统内部连接以及与业务服务器和控制服务器及其数据库等连接。据接入子系统的构成类推，多个控制协议处理单元可级连等。

控制协议处理单元的主要功能是，专门处理所在系统的控制子系统与分布在各单元控制协议处理板(SCP)之间，或与系统内各交换板和业务板的CPU之间(在各单元不配置专门的控制协议处理板(SCP)情况下)的信令控制协议等，还处理系统与外部网络间的信令控制协议等。控制协议处理板(SCP)以及所述百兆以太网交换板(FES)、千兆以太网交换板(GES)和所述业务板上的CPU等有IP地址，信令与控制协议一般采用TCP/IP承载以便可靠连接等，在系统内部也可以用以太承载。

本发明集中设置控制协议处理单元，主要目的是为了使系统更加便于演进、重构和升级维护等。根据具体组网情况，控制协议处理单元还可分布在所述接入子系统和交换子系统上，或其实现的功能直接在控制服务器内完成而被省略。

所述控制面的用于系统内部信令控制等消息流称为控制流。利用以太交换网的流控和差别服务等QoS机制以及VLAN机制，可实现控制流和媒体流的分离、控制流处于优先地位以及用户业务的差别服务等，可确保控制流可靠传输。也可以通过在百兆以太交换网板(FES)和千兆以太交换网板(GES)上增加专门用于所述控制流交换的以太交换网，业务板上参与单板管理控制的CPU系统增加一个对外控制面以太网接口，它们之间通过单独的以太网接口连接，实现控制流和媒体流的物理分离，以确保控制流可靠传输，因此引起的单板电路需要增加之处是显而易见的，不再重复。

百兆以太网交换板(FES)和千兆以太网交换板(GES)通称为以太网交换板。

所述以太网交换板所实现功能也可以附加在某业务板上实现，即将业务板电路和所述以太网交换板电路组织在一块业务板上，该业务板同时实现所述以太网交换板功能和业务板功能，由该业务板替代独立的所述以太网交换板，可位于图38或图39机箱结构排列图中SW位置。

实现所述以太网交换板功能的电路还可以直接在背板上或以子卡形式安装在背板上，所述以太网交换板与背板合一。

所述以太网交换板用于对外连接的以太网接口数量可多可少。例如当所述以太网交换板所实现功能附加在某业务板上，用于对外连接的以太网接口数量可以少至两个，一个用于连接另一块业务板一个用于连接系统，即一个单元或子系统可只包含两块单板。

根据系统可靠性要求，所述以太网交换板与业务板之间还可以采用双双星或所有单板全互连等冗余结构，也可以没有冗余备份。

所述以太网接口的具体接口，一般是10/100/1000BASE光接口/电接口或SerDes接口，也可以是SGMII、RMII或RGMII等信号线较少的其它接口。

所述以太网交换板也可以由具有管理功能的外置以太网交换机或路由器替代，以太网交换机/路由器与业务板之间的以太网接口可通过线缆连接，以太网交换机/路由器的以太网组播通过对以太网交换机/路由器的管理实现。

通过对接入单元(含控制单元)和交换单元的所述以太网交换板和业务板的背板信号、接插件排列和单板尺寸等统一定义，所有单板可混插，以便于据具体应用场合和组网需求可灵活配置等；通过在面板设置热插拔开关以及在单板与背板连接信号上放置热插拔器件等，实现所有单板可热插拔，以便在线维护；所有单板上处理器和FPGA的软件架构和硬件存储机制可支持BOOT自举以外软件的远程加载维护等。

所述以太网交换板和业务板的电路框图中，给出了主要电路模块，在具体实施过程中是不难补充完善其它电路模块的，如电源、保护等电路；其中的CPU系统与其周边电路连接关系中，也主要是给出了与以太交换网的连接，显然，CPU系统还需要与其它电路模块有必要的连接。当单板电源分布在各单板上时，单板结构排列图中无电源槽位。

图30是网络视频监控接入交换系统逻辑架构图。所述网络视频监控接入交换系统的逻辑架构是，所述系统接入子系统和交换子系统中的所述业务板是通过以太网接口与所述以太网交换板(或外置以太网交换机/路由器)连接，由分布在所述业务板和以太网交换板(或外置以太网交换机/路由器)上的以太交换网等可构成系统以太交换网，由所述控制子系统和分布在所述业务板上的CPU和以太网交换板上的CPU(或利用外置以太网交换机/路由器的管理功能)构成的控制面，通过对所述以太网交换板(或外置以太网交换机/路由器)和业务板上的以太交换网MAC地址表等进行统一管理控制，以可实现对以太网交换尤其是以太网组播进行统一管理控制，进而可对所述系统以太交换网进行组播等管理控制，从而可实现所述网络视频监控接入交换系统的以太网组播或IP组播等。

所述网络视频监控接入交换系统可同时实现对音频的接入、交换和编解码等。

通过所述交换子系统或IP网络，可连接多个所述视频监控接入交换系统进行组网，网络规模可任意大小。图31是通过交换子系统连接所述网络视频监控接入交换系统进行组网示意图。图中给出了由二级交换子系统级连构成以太交换网的示意图，以此类推，可通过增加或减少级连级数以满足实际网络规模需要。虚线框内的网络接口板(NI)或外置路由器表示，可据具体组网情况决定是否需要，所连接系统间有以太网地址尤其是以太网组播地址冲突时则需要，否则可不需要。网络接口板(NI)或外置路由器一般配置在上一级交换子系统上以便集中管理，也可以配置在下一级交换子系统上。单个所述视频监控接入交换系统连接的所述终端容量主要受限于组播地址容量，为了便于系统可采用IP组播，系统可用组播地址为23bit，超出该规模的系统，可通过拆分为两个或更多个子系统，同样可如图31所示，经网络接口板(NI)或外置路由器由交换子系统连接起来。图32是通过IP网络连接所述网络视频监控接入交换系统进行组网示意图。图中IP网络可以是企业网、城域网、电信网以及Internet等其它IP网络，也可以是由路由器组建的专门IP网络。所述视频监控接入交换系统一般需要经网络接口板(NI)或外置路由器与IP网络连接。

本发明目的之二提出的一种网络视频监控系统，由本发明目的之一提出的所述网络视频监控接入交换系统、所述终端以及业务服务器及其数据库等组成，如图1网络视频监控接入交换系统物理架构图中的阴影部分所示，所述终端主要通过所述网络视频监控接入交换系统的接入子系统连接，交换子系统中接入单元连接的所述终端一般为接入存储器、视频矩阵墙和交换子系统所在地少量的摄像机等；业务服务器及其数据库通过以太网或IP经所述网络视频监控接入交换系统的控制子系统连接，其中业务服务器及其数据库等构成业务子系统。

图33是采用所述网络视频监控接入交换系统组建社会治安网络视频监控系统的应用示意图。可以以一个市公安局所管辖范围设置一个所述网络视频监控接入交换系统(对于规模大的市公安局也可以设置多个所述网络视频监控接入交换系统)构成市级网络视频监控系统，派出所与市公安分局(县公安局)之间以及市公安分局(县公安局)与市公安局之间的传输可以采用光纤等直连；通过设置在省公安厅的所述交换子系统，经网络接口板(NI)或外置路由器连接各市网络视频监控系统构成省级网络视频监控系统，之间的传输可采用SDH传送网连接；通过设置在国家公安部的所述交换子系统，经网络接口板(NI)或外置路由器连接各省网络视频监控系统构成国家公安部网络视频监控系统，之间的传输也可采用SDH传送网，这时省级网络视频监控系统之间可有直达路径以优化网络拓扑结构等，也可通过电信等IP网络连接各省网络视频监控系统组建国家公安部网络视频监控系统。显然，由所述网络视频监控接入交换系统组建的社会治安网络视频监控系统，可任意按所辖地理区域、行业等虚拟各类专业网络视频监控系统，如可虚拟出任意范围任意路径的道路交通网络视频监控系统、校园网络视频监控系统等；可与城域网、IPTV网络、电信网络以及Internet等其它外部网络连接提供道路交通实况、旅游景点等公众视频资讯业务；以及可以向保安公司等提供安防视频信息等有偿服务，等等。

从所述网络视频监控接入交换系统架构等可知，采用所述网络视频监控接入交换系统，还可以方便地对前阶段建设的已有视频监控系统进行网络化整合或整合与新建兼而有之。

本发明目的之三提出的一种网络视频监控接入系统，即为本发明目的之一提出的所述视频监控接入交换系统的所述接入子系统。其中，所述视频服务器、视频网关和数字视频矩阵分别是由本发明目的之一所述视频服务器单元、网关单元和视频矩阵单元构成的接入子系统。以此类推，还可由本发明目的之一中其它具体特定功能单元构成的接入子系统组成相应的其它设备。同所述接入子系统一样，这些具有特定功能的系统设备，可通过配置网络接口板(NI)或外置路由器连接外部网络等、配置控制协议处理板(SCP)进行信令控制协议处理和配置网络协议处理板(NPP)进行网络接口协议处理，等等。

图34是采用网络视频监控接入系统等，通过电信网等IP网络组建网络视频监控系统示意图，如图所示，视频网关可实现系统内部或系统之间的视频互连互通。图35是采用网络视频监控接入系统等组建企业网络视频监控系统示意图，摄像机等终所述端设备分布在大型企业各地，通过网络视频监控接入系统接入和企业等网络交换送主管部门监视等。图36是网络视频监控接入系统等与电信、IPTV以及Internet等网络连接示意图，可向这些网络提供诸如道路交通、旅游景点等公众视频资讯业务，其中与电信网络连接还可以通过所述E1接口板。图37是采用网络视频监控接入系统等组建社会治安网络视频监控系统示意图，图中IP网络可以电信网或公安专网等。

图38、39是机箱结构安装示意图，图38、39所示机箱可为标准机箱，单板槽位高度、宽度和深度等规格相同，实际的槽位数可据具体需求选择相应规格机箱实现。图40是机架结构安装示意图，当一个系统需要多个机箱时可采用机架安装，机架内插框与图39机箱内插框的规格型号可相同，它们间可混插，图40所示机架中一般还配有用于散热的风扇机箱和电源分配机箱等辅助机箱。据具体需要，还可以有其它类型的机箱机架及其组合。

Claims (10)

1.一种网络视频监控接入交换系统，所述网络视频监控接入交换系统，其特征在于：

所述系统包括接入子系统、交换子系统和控制子系统等，所述接入子系统与所述交换子系统之间是通过以太网连接，所述控制子系统与所述接入子系统和所述交换子系统之间是通过以太网或IP连接；

所述接入子系统主要由接入单元或通过连接多个接入单元构成；

所述交换子系统主要由交换单元或通过级连多个交换单元构成，也可以包含若干接入单元；以及

所述控制子系统由控制协议处理单元和控制服务器及其数据库等构成。

2.如权利要求1所述的网络视频监控接入交换系统，其特征在于：

所述接入单元，由百兆以太网交换板(FES)和与其连接的业务板等组成，所述百兆以太网交换板(FES)与所述业务板间通过以太网接口连接。所述业务板，可以是百兆以太网接口板(FEI)、XDSL接口板(XDSL)、视频编码板(VEC)、模拟光端机接口板(AOE)、数字光端机接口板(DOE)、视频解码板(VDC)、视频网关功能板(VGF)、网络存储接口板(NMI)、网络接口板(NI)、网络协议处理板(NPP)和控制协议处理板(SCP)等全部、部分或某一种单板，XDSL接口板(XDSL)包括ADSL/ADSL2、HDSL/SHDSL和E1接口板；

所述交换单元，由千兆以太网交换板(GES)和与其连接的业务板等组成，所述千兆以太网交换板(GES)与所述业务板间通过以太网接口连接。所述业务板，可以是千兆以太网接口板(GEI)、所述百兆以太网接口板(FEI)、所述网络接口板(NI)、所述网络协议处理板(NPP)和所述控制协议处理板(SCP)等全部、部分或某一种单板；以及

所述控制协议处理单元，由所述接入单元的业务板主要配置为所述控制协议处理板(SCP)构成。所述控制协议处理单元，也可以分布在所述接入子系统和交换子系统上，或其实现的功能直接在控制服务器内完成而被省略。

其中，所述百兆以太网交换板(FES)和千兆以太网交换板(GES)通称为以太网交换板。

3.如权利要求2所述的网络视频监控接入交换系统，其特征在于，所述接入单元的百兆以太网交换板(FES)和所述业务板的主要功能和电路组成是：

所述百兆以太网交换板(FES)的主要功能是，通过以太网接口连接业务板等，可实现以太网交换尤其是以太网组播。所述百兆以太网交换板(FES)电路由百兆以太交换网电路和CPU系统(包含地址表和缓存等电路)等组成；

所述百兆以太网接口板(FEI)和XDSL接口板的主要功能是，用于接入视频服务器。所述百兆以太网接口板(FEI)主要由百兆以太交换网电路和CPU系统等组成。所述XDSL接口板中的ADSL/ADSL2接口板电路由ADSL/ADSL2局用端接口电路、AAL5 SAR电路以及CPU系统等组成，或由ADSL/ADSL2终端接口电路、百兆以太交换网电路以及CPU系统等组成。所述XDSL接口板中的HDSL/SHDSL/E1接口板电路，由HDSL/SHDSL/E1接口电路、时分复用TDM-以太网桥接电路及CPU系统等组成；

所述视频编码板(VEC)、模拟光端机接口板(AOE)和数字光端机接口板(DOE)的主要功能是，用于接入模拟视频信号以及云台等串口采控设备，可实现视频JPEG标准和其它标准(如IPTV编码标准或H.264、MPG4等编码标准)同时编码，可测量音频音量并上报系统，可实现水印、加密等防伪和安全功能，可实现在被编码图像上叠加地点、实时时钟以及环境温度气象数据和图标等OSD功能。所述视频编码板(VEC)由视频A/D及滤波等前处理电路、DSP(包括内嵌DSP的FPGA或ASIC)系统、串口电路、模拟/数字输入输出及其隔离电路、百兆以太交换网电路以及CPU系统(含有实时时钟RTC电路)等组成，DSP系统和A/D电路之间可以有OSD电路。所述模拟光端机接口板(AOE)和所述数字光端机接口板(DOE)主要是在视频编码板(VEC)基础上增加模拟光端机/数字光端机接受端电路构成；

所述视频解码板(VDC)的主要功能是，对输入的视频流解码输出模拟视频信号接入视频矩阵墙，所述视频解码板(VDC)还可以将多路视频流解码后采用多画面、画中画、轮巡等方式输出。所述视频解码板(VDC)电路由DSP(包括内嵌DSP的FPGA或ASIC)系统、视频D/A及滤波等后处理电路、百兆以太交换网电路以及CPU系统(含有实时时钟RTC电路)等组成；

所述视频网关功能板(VGF)主要功能是，一方面可将由视频服务器或外部网络输入的视频流转换为系统内部所规定的编码标准、编码速率和图像格式等视频流，另一方面将系统内部的视频流转换为外部网络等所需要的编码标准、编码速率和图像格式等视频流，起到视频网关作用，还可以对多路输入视频流解码后采用多画面或画中画等方式压缩到一路视频流中输出。所述视频网关板(VGF)组成电路是在所述视频解码板(VDC)电路基础上取消视频D/A及滤波等后处理电路构成；

所述视频编码板(VEC)、模拟光端机接口板(AOE)、数字光端机接口板(DOE)、视频解码板(VDC)或视频网关板(VGF)等单板上的各所述DSP系统，通过加载不同软件可以实现不同标准等的视频编解码，甚至同一所述DSP系统对每一路视频也可进行不同标准等的编解码，所述DSP系统的视频编解码软件可通过远程加载维护，对于确定的编解码标准，所述DSP系统可由视频编解码ASCI替代；

所述网络存储接口板(NMI)的主要功能是，用于连接存储器。所述网络存储接口板(NMI)电路主要由CPU系统(含实时时钟RTC)和存储器接口电路等组成，存储器接口可以是IDE、S-ATA、SCSI或IEEE.1394等本地存储器接口或FC网络存储器接口；

所述网络接口板(NI)的主要功能是，用于所述系统与外部网络连接。所述网络接口板(NI)主要由X86或网络处理器等电路组成，与外部网络连接的接口还可以包括POS或EOS(Ethernet Over SDH)等网络接口电路。所述网络接口板(NI)的部分或全部功能也可由外置路由器替代实现；以及

所述网络协议处理板(NPP)主要功能是，用于协助其它单板处理网络协议等；所述控制协议处理板(SCP)主要功能是，用于专门处理所在单元与所述控制子系统或外部网络之间的信令控制协议。所述网络协议处理板(NPP)和控制协议处理板(SCP)电路均可由X86处理器或网络处理器等组成。

4.如权利要求2所述的网络视频监控接入交换系统，其特征在于：所述以太网交换板和业务板可以以插板方式安装于机箱或机架，可热插拔，可混插。

5.如权利要求2所述的网络视频监控接入交换系统，其特征在于：

所述以太网交换板可采用双星或高阻复用等结构进行冗余备份或不备份；

所述以太网交换板可以由具有管理功能以太网交换机或路由器替代；

所述以太网交换板所实现功能可附加在某个所述业务板上实现，由该业务板替代独立的所述以太网交换板；以及

实现所述以太网交换板功能的电路可在背板上，所述以太网交换板与背板合一。

6.如权利要求1所述的网络视频监控接入交换系统，其特征在于：所述系统逻辑架构是，所述系统接入子系统和交换子系统中所述业务板是通过以太网接口与所述以太网交换板连接，由分布在所述以太网交换板和业务板上的以太交换网等可构成系统以太交换网，由所述控制子系统和分布在所述以太网交换板和业务板上的CPU等构成的控制面，可对所述以太网交换板和业务板上的以太交换网进行统一组播等管理控制，进而可对所述系统以太交换网进行组播等管理控制，从而可实现所述网络视频监控接入交换系统的以太网组播或IP组播等。

7.如权利要求1所述的网络视频监控接入交换系统，其特征在于，所述系统可通过与所述交换子系统或与企业网、城域网、电信网、IPTV网以及Internet等网络连接，以进行组网或向这些网络提供视频资讯等业务。

8.一种网络视频监控系统，所述网络视频监控系统，其特征在于：

所述系统包括如权利要求1所述的网络视频监控接入交换系统、终端和业务服务器及其数据库等，所述终端主要通过如权利要求1所述的网络视频监控接入交换系统的接入子系统连接，所述业务服务器及其数据库主要通过如权利要求1所述的网络视频监控接入交换系统的控制子系统连接。

所述终端，是指视频服务器(含数字视频录像机DVR和对外接口为数十Mbps视频流量的视频监控子系统)、网络摄像机、普通摄像机、视频矩阵墙、云台、数据采控器、模拟/数字输入输出传感器或控制器以及硬盘阵列(硬盘柜)、网络存储器等全部、部分或某一种设备。

9.一种网络视频监控接入系统，所述网络视频监控接入系统，其特征在于：所述系统即为权利要求1所述的网络视频监控接入交换系统中的接入子系统，所述网络视频监控接入系统还可以具体是视频服务器、视频网关和数字视频矩阵等设备。

10.如权利要求9所述的网络视频监控接入系统，其特征在于，所述系统可与企业网、城域网、电信网、IPTV网以及Internet等网络连接，以进行组网或向这些网络提供视频资讯等业务。

Images