概述

視頻監視幾十年來一直是許多機構的安全部門的關注要點之一。作為一個應用，視頻監視通過以下功能，無數次地證明了它的價值和優勢：

• 實時監控機構的環境、人員和資產
• 錄制活動以便日后調查、作為法規遵從性的證據/用于審計目的

隨著安全風險的提高，對于機構環境中所發生事件的可視監控和錄像的需求已變得日趨重要。此外，因為動作、熱和聲音檢測傳感器已經面世，且采用了先進的視頻分析，視頻監視的價值也在大幅提高。所以，許多非傳統部門也發現了視頻監控和錄像的價值。在交通運輸行業，視頻監視系統能夠監控交通堵塞。在零售行業，視頻有助于發現客戶在店內的移動情況，或在收款臺排隊數目應該改變時提醒管理人員。部分視頻分析產品包甚至能發現液體傾灑現象，并生成報警，以便服務人員更快作出響應，避免有人滑倒。產品和包裹運輸機構能使用已錄制視頻來幫助跟蹤和確認貨物的運送，以及尋找丟失的包裹。此外，視頻監視能與門禁控制策略集成和相互補充，對門禁卡的使用提供視頻證據。
視頻監視不僅在應用范圍方面有了很大發展，而且其部署也有了巨大進步。本白皮書回顧了視頻監視的發展歷程，包括第四代視頻監視系統的出現。這些系統是通過一個開放、基于標準、以IP網絡為中心的功能和管理架構實現的。作為一家以網絡為中心的公司，思科系統?公司已將多種應用和系統遷移到單一融合基礎設施中，如大型機計算和電話等。全球性企業思科?已經開發和部署了一個以網絡為中心的系統架構，能滿足世界一流視頻監視系統的超強要求。因此，思科能夠為如何構建第三代和第四代視頻監視系統提供極有助益的建議。本文介紹了部署這類架構的業務案例。
思科視頻監視架構提供的優勢有：

• 提高了可靠性
• 提高了系統可用性
• 更高實用性（任意攝像頭到任意監控或錄像設備，位于任意地點，用于任意應用）
• 提高了便于操作性和移動性
• 多廠商視頻監視系統“最佳”互操作性
• 能夠通過更高互操作性，增強其他建筑物管理系統功能
• 縮減投資和運營開支

視頻監視，建筑物管理系統中的大量孤島之一

視頻監視類似于其他幾個建筑物管理系統，一直是作為孤島系統部署的，由自己的應用/用戶部門進行獨立設計、購買、供應、部署和支持。這些分立的系統盡管存在著協作機會，但它們相互之間不通信。因此，系統所有人和操作員就缺乏運營一致性、互操作性和應有功能，從而增加了投資和運營成本，并降低了其系統投資的回報。
如果一個機構需要在每個辦公設施中部署和維護相互獨立的視頻監視、門禁控制、***和報警、HVAC、電源、照明以及生命安全系統，那么花費的投資和運營開支將是巨大的（圖1）。
圖1. 分立的建筑物管理系統

在這些系統中，每個都有自己的電纜部署、專用通信協議和管理平臺。分立系統間不具備互操作性－或者要實現互操作性，就需要一個昂貴、冗長的定制過程。

基本的視頻監視功能

典型的視頻監視系統，特別是那些部署在機場、娛樂場所、軍隊駐扎地、勞教機構和許多公司總部的系統，其基本的系統組件功能如圖2所示。
圖2. 模擬視頻監視系統

• 輸入設備：隱蔽或公開部署的黑白或彩色攝像頭（固定和/或PTZ）。
• 連接：需要多個并行的電纜部署來部署視頻監視解決方案：同軸電纜用于NTSC/PAL視頻傳輸；低電壓環導向RS-485電纜用于串行PTZ命令和控制；專用光纖電纜用于園區中建筑物間的視頻傳輸以及PTZ命令和控制。部分安裝改變了進出UTP布線的同軸媒體，或使用無線傳輸系統，如微波等。
• 交換（視頻流管理）：提供對視頻流的實時、集中命令和控制監控。監控工作站人員能使用一個傳輸或匯聚設備（通常為一個矩陣交換機）從一個攝像頭饋送切換到另一個，以便在監控器上顯示監控場景。交換一般由多種規模的矩陣交換機實現，其支持范圍從數十攝像頭到數千攝像頭。
• 監控：瀏覽實時視頻。操作員能選擇所需視頻饋送，并指定在哪里顯示該視頻。對于較大的安裝地點，使用一個專用鍵盤控制通過RS-232連接顯示哪一個攝像頭視頻饋送，該連接向矩陣交換機發送廠商特定命令或專用命令。所請求的視頻流通過支持模擬(NTSC/PAL)視頻信號的同軸連接傳輸到監控器。與普通的PC鍵盤不同，視頻監視鍵盤的布局和操作是視頻監視市場上專用的。這一專用鍵盤通過簡單編號體制(01 = 攝像頭1, 104 = 攝像頭104等)來表示攝像頭。在部分安裝中，能使用PC來代替專用鍵盤和顯示屏，但很多操作員偏愛使用專用監控工作站和鍵盤/操縱桿控件。
• 錄像：錄像獨立于監控功能，過去一直使用VCR，最近才開始使用DVR。
• 存儲：根據法規和其他機構要求，已錄制視頻能歸檔保存幾天、幾周或幾個月。這有助于調查可能已經發生的事件，或需要與其他事件相關聯的事件。

大多數攝像頭、光纖傳輸設備、矩陣交換機和監控鍵盤的生產商都有自己的專用通信協議和語言來互聯這些系統。該方式將客戶鎖定于單廠商解決方案，提高了設備成本，使客戶較難選擇最佳解決方案。

視頻監視系統的演進

因為使用專用解決方案，視頻監視市場與開放、基于標準的IT行業相比，創新一直較為有限。然而，各種技術在解決視頻監視用戶面臨的重大問題方面表現如此出色，這一領域也開始發展，以趕上其他許多系統和應用。
圖3顯示了第二代和第三代視頻監視系統的部署，它們采用了較新的視頻錄像和存儲方法。
圖3. 視頻監視系統的演進

第一代視頻監視系統

第一代視頻監視系統是完全模擬的。攝像頭以模擬格式管理和傳輸視頻。這些視頻流通過模擬矩陣交換技術，匯總、交換和分散到監控顯示屏。矩陣交換機也向模擬VCR提供視頻流，以用于錄像。
雖然這些模擬設備提供了監控和錄像功能，它們也有很多運行缺陷。基于VCR的錄像不能同時錄像和播放視頻；需獨立錄像和播放（審核）組件，以便在調查流程中錄制視頻。而且，錄制流程易于發生人為錯誤：例如，更換空白媒體或確保激活錄像過程。從可靠性和系統可用性角度來看，錄像系統的任何故障都有可能較長時間無法被發現。
存儲和訪問也是問題。因為未來調查中可能需要視頻，磁帶必須人工存儲和編寫索引，除非用于點唱機型VCR設備。這些都會占用大量空間、耗費很多電力，并產生相當多的熱量。
僅限于特定運營和調查中心才能瀏覽實時視頻或已錄制視頻。為從遠程地點瀏覽已錄制視頻，需要找到正確的磁帶并將其發送到調查中心。
實際上，在所有情況下，視頻監視系統的運行以專用信令和格式協議為基礎；如果不進行廣泛、昂貴的定制，視頻監視客戶就無法獲得最佳多廠商組件互操作性。

第二代視頻監視系統

第二代系統也基于模擬攝像頭（輸入）、光纖或同軸連接，由模擬視頻矩陣交換機提供視頻交換。但在第一代系統基礎上，錄像功能得到了增強。
第二代系統主要關注如何解決錄像和存儲問題。DVR替代了模擬VCR。DVR將模擬視頻饋送轉換為數字格式，在內部硬盤上保存轉換后的數字視頻，或將其保存在本地直接連接存儲（例如數字磁帶、磁盤驅動器或DVD）。因此，過去許多與VCR相關的人工操作可完全避免或需求減少。此外，DVR的內部數據庫縮短了調查期間的視頻檢索時間。
雖然DVR的運行壽命長于VCR，它們會帶來錄像系統可用性問題。當DVR發生故障時，必須更換此DVR，除非提供N+1冗余系統，如思科系統公司的流管理器存儲管理故障切換軟件中支持的故障切換功能等，否則一般會導致視頻的丟失。部分DVR使用個人計算機操作系統，易于遭到干擾和病毒***及傳播；因此，DVR應包括在防病毒維護計劃中，定期防御病毒并采用安全機制配置。此外，因為很多DVR將基于軟件的視頻流/存儲管理值連接到一個硬件（廠商）特定平臺，可能無法使用相對價格較低的通用服務器/存儲設備。
DVR軟件常通過一個廠商特定用戶界面訪問和控制，該軟件通常作為一套管理員和操作員應用在個人電腦(PC)上運行。因此，第二代DVR一般需要一個PC瀏覽客戶端。該客戶端軟件的使用既有利也有弊，它能限制本地對已錄制視頻的訪問，這是用戶所需的特性，但在通過IP網絡遠程瀏覽可能會有所幫助的緊急情況下，它也會引發問題。
一些DVR能通過聯網PC訪問，進一步縮短了視頻歸檔和檢索的時間。對已歸檔視頻的點播訪問加速了證據審核，改進了證據控制。它還能節約時間和投入的精力，調查者無需再前往其他地點進行調查。為節省遠程地點的廣域網帶寬，該視頻能按需通過網絡拉取。

第三代視頻監視系統

與第一代和第二代視頻監視部署一樣，第三代部署也是主要基于模擬攝像頭（輸入）、光纖或同軸連接，以及由模擬視頻矩陣交換機提供的視頻交換。但是，對于實時視頻和已錄制視頻的訪問能力得到了增強。
根據我們的觀察，第二代DVR一般需要通過PC瀏覽視頻，這會影響視頻監視操作員的效率。部分廠商，包括思科，提供了IP到模擬視頻網關×××（IP網關×××），將其作為第三代視頻監視解決方案的一部分，允許操作員從其模擬監控工作站瀏覽已錄制視頻。通過使用熟悉的視頻監視PTZ操縱桿控件，操作員能選擇與特定攝像頭相關的視頻，重放視頻，和通過模擬監控器審核視頻。這能更快響應和調查事件，無需PC并消除了相關延遲。此外，在多顯示屏環境中，操作員能繼續監控其他攝像頭視頻，同時調查已錄制事件。思科×××提供了更高程度的廠商互操作性；操作員能使用來自單一廠商的、他們所偏愛的鍵盤和操縱桿，同時使用另一家廠商的攝像頭來瀏覽視頻。思科IP網關提供了任意到任意廠商互操作性，并保護對于模擬視頻監視攝像頭和監控工作站的投資。
許多第三代系統都不捆綁DVR；分立編碼器或高密度、可機架安裝、基于機箱的編碼器能將模擬信號轉換為數字信號，并更大限度地發揮網絡的作用。因此，錄像成為獨立于視頻數字編碼的一個功能。
編碼器作為模擬到IP網關以及到網絡的連接點。IP網絡將視頻流傳輸到監控和錄像地點。編碼器將模擬視頻數字化；它們一般使用各種壓縮算法進行數字視頻壓縮，包括用于生產質量動畫DVD的壓縮算法，并通過基于幀的網絡（以太網）或基于數據包的網絡（IP網絡）傳輸壓縮后的數字視頻。
有些編碼器，例如思科IP網關編碼器還提供了更多特性，使它們能與范圍廣泛的模擬攝像頭共用。這使視頻監視操作員能更有力地控制其模擬廠商攝像頭選擇流程，提供更高程度的多廠商鍵盤/攝像頭互操作性。在使用PTZ攝像頭時，這一點就更為重要了，因為許多PTZ攝像頭都采用專用攝像頭控制信令。
編碼器也能通過數字化和壓縮算法帶來的延遲而進行區分。最低延遲、高視頻質量的編碼器一般延遲短于200 ms。對于使用PTZ攝像頭的視頻監視操作員來說，超過200 ms的延遲可能會引發問題－這通常會錯過所要監控的目標（放大時距離過遠或已錯過了特定對象）。思科IP網關編碼器是基于硬件和數字信號處理器(DSP)的平臺，采用高質量、低延遲的壓縮算法，對于大多數操作環境來說，延遲都可忽略不計。
取消DVR捆綁、使用編碼器的另一優勢是錄像（視頻流和存儲管理）功能，有時也將其稱為網絡視頻錄像機(NVR)，能完全獨立于存儲。NVR能位于網絡上的任意位置，通常位于有其他服務器系統的數據中心之中。此外，NVR軟件也能在較低成本的現成(COTS)服務器上運行。
在第一代和第二代部署中，當通過同軸電纜連接時，監視攝像頭與錄像設備之間的距離不得超過1000英尺，如需用于更長的距離，則須使用光纖連接。現在既然編碼在一個獨立設備中進行，NVR就能位于網絡上的任意位置－例如機構總部，或使用兩個數據中心中的服務器－來簡化管理和提高可用性。從物理上就將編碼設備與服務器分開，還有一個優點：服務器不再需要將計算周期用于管理顯卡和壓縮。思科公司的物理安全運營人員觀察到，通過遷移到第三代NVR技術，每個服務器都能管理32個攝像頭，而過去它們只能管理8到16個攝像頭，將服務器硬件需求從300多減少到172，減幅達40%。
許多機構過去一直為每個遠程DVR保留一個獨立數據庫。但當使用能部署于網絡任意位置的NVR后，就有可能將閉路電視CCTV數據庫集中到較少幾個位于不同地理位置的數據庫環境，并隨后將它們復制回機構的中央安全運營中心。這種對于數據庫的分區和半集中化作法，進一步簡化了視頻監視系統的管理，降低了設備成本。
這種對系統功能的分區也有助于提高運營效率。機構的IT部門會負責維護視頻監視服務器和存儲，并保護它們以及其他關鍵任務服務器。這使安全人員能夠關注安全問題，而不是存儲設備維護。因此，通過使用網絡來傳輸和訪問視頻，不僅有可能減少重復的基礎設施投資，而且能優化運營和操作任務的完成。
應該意識到，這種相互獨立但又互為補充的職能和責任劃分在當今的大多數機構中相當普遍。例如，人力資源部負責解決員工問題，使用IT部門支持的網絡的力量和靈活性來運行聯網人力資源應用。其他關鍵任務和業務敏感型應用也是如此，包括金融、工程開發和銷售等。該機構的IT部門負責確保邊緣設備正確地與網絡相連，服務器也得到正確維護（包括防病毒），并對這些聯網資產提供持續監控。另外，IT與這些用戶部門合作，以確保實施相應的安全策略，正確地訪問受限資源。
NVR部署與使用DVR的第二代部署相比，還提供了其他一些優勢。錄像和存儲組件的可用性得到進一步提高 － 通過讓NVR將視頻流引導到另一聯網服務器或存儲設備，一個存儲設備的故障幾乎能立即修復。超長壽命(更高MTBF)存儲設備的使用也有助于提高視頻監視系統的可用性。
NVR提供視頻流管理和視頻流存儲管理。存儲管理對于有全天候“錄制一切”高存儲要求的用戶來說，是一個重要因素。能根據動作或其他標準（如先進先出等）調整已存儲視頻的NVR，能進一步減少常規維護任務，并有可能減少所需存儲量，從而滿足長期視頻保留需求。
NVR能輸入IP視頻，因此除了能支持來自模擬視頻編碼器的視頻外，也能錄制IP攝像頭視頻。我們在其他思科文檔和白皮書中較為詳細地介紹了IP攝像頭，它提供了幾項優于模擬攝像頭和模擬編碼器的優勢，包括：

• 小巧的單一視頻捕獲機型（如使用模擬設備，則須使用一個模擬攝像頭和一個編碼器）
• 當通過IP網絡交換機進行以太網供電時，很多情況下在發生電源故障時有備用電池電源，無需獨立電源
• 使用無線局域網技術，簡化了部署
• 使用第5類結構化布線，降低部署成本

注意事項：目前許多視頻監視組件和系統廠商的“網絡連接”產品通過以太網進行專用通信，使客戶部署牢固鎖定于單一廠商。這些組件缺乏智能性或與標準IP網絡基礎設施的真正互操作性。

第四代視頻監視系統

將視頻交換功能壓縮到現有以太網交換網絡上，能夠進一步降低復雜度，以及部署視頻監視的成本。它還為視頻監視系統所有者提供了靈活地根據其特定需求設計解決方案的能力。此外，作為開放網絡的一部分，操作員能創建策略，允許其他安全應用，以及其他非傳統業務應用，使用作為信息源的視頻，發揮其內在價值。
思科在將各種應用和技術融合到IP網絡之上并通過網絡運行大型全球視頻監視系統方面所特有的經驗表明，進行這類部署完全可行。第四代視頻監視系統與前幾代相比，提供了更多優勢（圖4）。它擴展了視頻監視網關（增強編碼器和×××）以及NVR的功能，用通常成本較低的標準以太網交換平臺取代了矩陣交換機。
圖4. 第四代以IP網絡為中心的視頻監視系統

當與PC共用于監控和瀏覽視頻，部分NVR提供類似矩陣交換機的功能，無需部署矩陣交換機。通過網絡基礎設施和NVR提供的視頻流管理，提供了交換能力。此部署省去了矩陣交換機，編碼器既能集中，采用多端口配置，支持自行運行的電纜布線，也能位于距攝像頭更近的地方。通過使編碼器更貼近攝像頭，編碼器能使用無所不在的IP網絡布線基礎設施，進一步降低了重復布線基礎設施成本。
對于以前存在的遠程攝像頭部署，光纖多路復用器和分布放大器能繼續與編碼器共存。當然，新部署可能完全無需配備光纖多路復用器和分布放大器，從而進一步降低了部署成本。
思科視頻監視IP網關編碼器和IP網關×××以及服務平臺上支持的思科流管理器軟件能提供真正的矩陣交換機功能，不僅支持模擬攝像頭和PC，也支持高度專業化的視頻監視鍵盤控制器和監控器。這種真正的矩陣交換機功能提供了全面、多廠商的最佳混合匹配互操作性。
而在使用Linux操作系統的標準計算機服務器上運行的思科視頻監視管理器(VSM)軟件提供了一個基于瀏覽器的用戶界面，收集、管理、錄制/歸檔和分布來自多個第三方視頻編碼器和IP攝像頭的視頻。此Web界面使操作員和其他用戶能使用PC或其他各種配備瀏覽器的設備，輕松地訪問實時視頻或已錄制視頻。因此，能在遠程和移動環境中瀏覽視頻。而且，視頻監視管理器能更輕松地與其他網絡應用集成，包括第三方命令和控制軟件等。另外，與模擬系統類似，VSM視頻能根據各種預定義設計，傳輸到數字視頻墻。
視頻監視系統網關能將專用廠商特定視頻信號和格式轉換為通用格式，然后再轉換到同一或另一廠商特定格式。這一互操作性級別能通過通用格式，與其他系統共享視頻信息。例如，可支持視頻監視與訪問控制和***檢測的集成，無需可能會帶來單故障點的集中服務器。能夠集成或統一監視系統與報警系統的能力，將提高安全運營人員的效率，縮減應對誤報的開支。此整合還降低了誤報率，在大多數機構中，誤報率常超過90%。例如，通過視頻監視，保安人員就能確定某個“外力撞門報警”的來源是一陣強風而非***者。
在IP網絡上傳輸的視頻和控制信號的通用格式，提供了在網絡上任意位置添加視頻分析等新功能的能力。視頻分析能自動監控監視視頻，發現安全違背情況（如單獨留下的包裹、在建筑物關門后前往該處、走錯方向等）。因此，它是一個用于防御和早期檢測的工具。無論您認為在何處使用該功能“最好”－網絡邊緣、內嵌于攝像頭、編碼器或集中在監控中心中－一種通用格式都能使該視頻分析程序根據特定環境使用或變化。大多數視頻分析廠商建議，當前程序的最優幀速率不能超過每秒15幀。而此幀速率高得多：

• 每1/15秒與每1/30秒發送和分析幀相比，幀之間某一對象的移動相差無幾。
• 考慮到當前服務器CPU性能，分析更多視頻流遠比將CPU周期浪費在差別很小的圖片上要好

NVR還支持基于Web瀏覽器的圖形化用戶界面，有時與視頻編碼轉換功能相配合，視頻監視監控和審查可成為高度移動的活動，為一線響應人員及其集中安全命令基礎設施提供無與倫比的豐富信息和協作功能。

視頻分析

傳統的模擬CCTV系統只依靠人工操作，來發現事件，確定應采取什么措施（進一步調查、生成報警等）。美國軍隊在對視頻監視操作員的調查中，僅在觀看了幾小時視頻后，就發現操作員未能發現大量應采取措施的事件。如果錯過了重要事件，實時監控視頻的成效就大大降低了。
數字視頻最有趣、最有發展前景的優勢之一是，計算機能處理和分析視頻，也稱為視頻分析。在美國國防部(DoD)的核心研發機構美國國防高級研究計劃署(DARPA)的贊助下，進行了大量計算機視頻分析的早期研究和應用，或即“計算機可視性分析”。而且，許多教育機構和企業也從事了視頻分析的研究，改進了它的功能。
通過使用一套計算機算法，比較視頻圖像的一個幀與前一幀的差別，在像素級詳查數字圖像的變化，計算機能夠發現移動現象，識別作為一組相關像素的物體或人員，并確定物體的大小。因此，計算機能根據特定事件，如有人進入攝像區、某一物體的運動方向，或某一對象在攝像區消失等，提醒操作員或生成報警。
常見的視頻分析應用包括：

• 動作檢測
• 對象落后
• 對象絆網
• 對象向錯誤方向移動
• 排隊人數計算/擁擠程度—如攝像區內有多少人

視頻分析也能標記視頻，進行可視標注，如用一個圓圈突出顯示感興趣的對象或將對象標為特定顏色。視頻分析還能進行不可視的標注，或在視頻上進行索引標記，以便在瀏覽已錄制視頻時，更快地發現事件。
視頻分析能應用于廣泛的應用，不僅能向操作員或調查人員提醒事件的發生，而且能標出常見的模式，如人流量或車流量等。視頻分析還為非傳統用戶使用視頻監視提供了新機遇，這些用戶一般不屬于安全部門，他們可能屬于機構的其他部門，如零售行業的營銷部門，或進行生產控制等。
管理員能使用這些分析結果觸發自動報警和其他響應。例如，通過使用視頻分析，機場或火車站視頻監視系統能夠檢測到有一個包被留在其攝像區中，并立即尋呼保安人員。娛樂場所能對賭桌旁邊擁擠的人群監控，在需要時，提醒現場工作人員再快速設立另一張賭桌。零售行業能監控結賬區，以發現延遲，了解客戶移動情況，更加自動地優化產品擺放。分析視頻甚至能幫助貨運公司確認貨物的運輸，并尋找丟失的包裹。因此，視頻分析賦予了視頻新的用途，將它轉換為一款出色的業務工具，有助于提高企業或機構的生產率或銷售額增長率。
視頻分析功能可以內嵌于DSP中，也能運行在部署于攝像頭和DVR/NVR（第三代或第四代視頻監視系統）等設備中的微處理器上，還可運行在能夠訪問視頻的專用計算機服務器上。當在IP網絡上使用時，視頻分析部署以及使用該新工具人員的靈活性都能得到提高。該網絡能夠提供將要分析的視頻，并生成能分布到任意部署了網絡的地點的報告。
視頻分析不斷發展。雖然視頻分析的優點很多，取得了相當好的效果，但它并不總能準確識別某一特定事件；會發生誤報現象。在一些應用中，用于識別某些項目或事件的算法相當初級，無法提供用戶可接受的準確度。例如，在面部識別方面，視頻分析算法還須大幅改進，才能用于有大量新面孔或不同面孔（以及由此生成的數據庫）的環境。現在仍在改進，以解決這些問題。

帶寬挑戰—分清實際情況和誤解

在視頻監視市場，對于數字IP網絡基礎設施上運行的視頻監視的帶寬要求有很多誤解。值得考慮的幾個方面如下：

• 壓縮和DSP技術改進
• 典型的局域網鏈路帶寬是100 Mbps到1000 Gbps
• 單一鏈路上的視頻流數目
• 這些視頻流應匯聚于何處—基于設備性能，此匯聚點是否會成為堵塞點？
• 該視頻運行在專用還是共享鏈路上？
• 可用的廣域網帶寬是多少？
• 將要使用什么類型的視頻流：組播還是單播？

視頻壓縮和DSP發展

壓縮算法的迅速改進對降低網絡上的視頻帶寬需求很有幫助。還僅在幾年前，MPEG-2從30fps D1 720x480分辨率(NTSC)視頻攝像頭創建4到5 Mbps的視頻流，而最新推出的、經濟高效的MPEG-4算法將視頻流壓縮到大約3.5Mbps。在這一壓縮比改進的同時，MPEG-2壓縮效果并未有明顯變化。其他壓縮技術一定會進一步降低帶寬要求，同時保持與當今技術相同或更高的視頻保真度。此外，由于半導體更廉價、更強大，所需的DSP也非常廉價。H.264壓縮能進一步降低視頻的帶寬要求。

網絡帶寬

實際上，與人們的錯誤觀念相反，局域網連接通常有著充足帶寬。在過去的十年中，機構為用戶桌面和其他邊緣連接設備部署了交換式(點對點) 100-Mbps鏈路。每條鏈路的有效吞吐率約為80 Mbps。按照這一壓縮比例，單一局域網邊緣鏈路能夠支持40個2-Mbps視頻監視流。近些年來，在“每端口千兆位”價格接近每端口100-Mbps價格的情況下，許多大型企業和其他一些機構都一直在購買能夠支持1000 Mbps或1千兆位的交換機。在這些情況下，一個1000-Mbps鏈路的吞吐率將能支持400個2-Mbps的視頻流，這需要一定的開銷。
就實際情況而言，隨著視頻流量穿越現已部署多個千兆位或萬兆位鏈接的網絡核心，穿過許多網絡交換機而匯聚在一起時，大多數視頻監視部署只傳輸數百個視頻流。因此，視頻監視系統不會對一般的機構局域網造成流量壓力。圖5顯示了與通用局域網和廣域網鏈接速度相對應的、利用各種壓縮算法支持的視頻流數量。
圖5. 常用的IP網絡交換機帶寬

當從遠程地點觀察廣域網連接時，視頻可能會造成一些問題。但是，在第三和第四代部署中，通過一些方式能夠將帶寬占用降至最低限度，例如：

• 現場錄像(視頻是本地局域網上錄制的，不影響廣域網速度)
• 純按需監控(視頻流請求)
• 只有在發生規定的事件時(動作、周邊報警、視頻分析違規等)，視頻傳輸才會增加或傳輸

組播節省帶寬

一個視頻攝像頭產生一個“單播”視頻流。但是，當必須對視頻流進行監控和錄像時，就需要生成兩個視頻流，幀速率可能相同，也可能不同；例如，提供兩個單播視頻流。如果不止一個人希望同時瀏覽相同的視頻流，這就需要第三個單播視頻流。在網絡上發送多個視頻拷貝效率會很低。而今天，許多IP攝像頭或編碼器功率都有限，無法支持一個或兩個以上的高品質視頻流。
這一問題早在許多年前的網絡中，當利用“組播”技術將同一信息發送或提供給多個用戶或設備時就已解決。組播提供的一份拷貝能夠根據需要發送給許多用戶。視頻監視的優勢在于一個攝像頭或編碼器必須只生成一個組播流，而無論希望瀏覽視頻的用戶的設備數量有多少。該網絡基礎設施，尤其是最接近每位用戶的點，能夠將視頻復制給多個設備，因而大幅度縮減了共享鏈路上的帶寬使用。幀速率的編碼轉換在IP攝像頭、編碼器或最接近用戶的地點都能提供，因而最大限度地提升了單一組播流的價值。
總之，一些實際的解決方案能夠解決任何影響視頻監視帶寬的問題，這些問題僅遠程廣域網鏈接才會面臨。

部署以網絡為中心的視頻監視系統的業務案例

沒有兩個視頻監視系統部署是完全相同的，思科安全部門遷移至大規模、以網絡為中心的第三和第四代視頻監視系統部署。它配備了模擬和IP混合攝像頭；以模擬居多。這些攝像頭分布于全球300多個辦公設施。安全部門獲得了可喜的成效；大多數部署都超出了第三或第四代視頻監視組件的總可用性。

成效

遷移至基于IP網絡的視頻監視系統為思科帶來了如下收益：

• 存儲需求減少了60%，節省達50萬美元。全新系統縮減了存儲量要求，因為配備的智能使其能夠在檢測到活動時才存儲視頻。
• 將服務器的數量減少40%，節省20萬美元。由于無需再將計算周期用于視頻編碼，服務器能夠支持近兩倍于從前的攝像頭數量。
• 改進了視頻質量。每秒4幀，使面部識別能力與從前系統的每秒2幀相比，獲得了極大提高。
• 能夠將CCTV系統與其他安全系統，如報警檢測和訪問控制系統進行統一。
• 由于安全人員能夠實時瀏覽相關視頻，視頻監視覆蓋區的誤報率預計將減少90%。
• 加速維護和修復，消除風險。當專用機箱發生故障時，需要第三方技術人員進行維護。這些技術人員中許多人熟悉思科站點要求，與內部視頻系統技術人員合作。因此，過去需要5天或更長時間的維修，現在已減至2小時響應和24小時周轉修復。
• 調查安全事件所需時間減少。安全運營中心和其他授權的安全人員能夠查看全球任意攝像頭的已存儲或實時CCTV視頻，更加快速、準確地對緊急事件做出響應。由于調查者能夠一次性檢索更多的視頻，調查得以進一步加速。過去，第二代DVR將思科按需調用視頻的數量限制在一個小時的范圍內。現在，思科能夠輕松地一次性調用24小時的視頻。為進一步加速調查，NVR軟件允許思科安全運營人員僅標出對視頻中某一特定區域的修改，如桌面等。
• 將維護成本減少20%。思科IT部門利用規模經濟，與思科物理安全團隊維護自己的服務器相比，縮短了監控和維護服務器的時間。
• 提高了安全性。基于標準的系統更加安全。一旦網絡保護和病毒定義發布，即可迅速實施。
• 投資回報。通過使安全部門了解設備盜竊，并恢復被竊資產，系統能夠很快收回成本，獲得回報。

獲得的經驗

從遷移到數字CCTV中學到的主要經驗是如何最好地使用思科IT資源。為使物理安全成為一個運行在IP網絡上的關鍵任務應用，物理安全和IT部門必須密切配合，以獲得最佳優勢。當思科物理安全部門管理服務器時，一個硬件或軟件問題對于該部門都是一個嚴重問題。現在，只需由負責物理安全運營的人員生成一個案例和工作單，IT部門就能利用其技術資源和專業技能解決該問題。思科物理安全部門需要變更其運作模式，交給IT來完成這項工作，運行其自身的流程。作為真正成功的合作伙伴關系，IT必須全面了解和認同項目的目標。
最后，成功的IP CCTV部署還涉及到就物理安全運營責任和IT責任進行劃分和達成協議。就全球性部署而言，與有權批準全球項目的部門合作將更有意義，能夠避免與各地區機構進行協商，但應認識到各地區機構都必須支持視頻監視部署計劃。
思科各層機構都一致認為，將IT作為合作伙伴來變更自身的運作模式會取得積極的成效。可靠性和準確性都大大提高，而安全人員也能將精力集中于其主要責任上，即保護人員和機構資產的安全。從財務的角度，該項目無疑也是成功的，第四代視頻監視解決方案所節省的開支完全能夠抵銷其部署成本。

前景展望

以網絡為中心的視頻監視將持續不斷地發展。真正基于IP的產品業已面世。這些產品對于新建設的“全新”部署無疑有很大吸引力。但是，許多視頻監視部署早已就位，并能通過基于開放標準的產品所提供的創新得以增強，正如思科所提供的產品一樣。與其花費大量的精力“人工全面升級”至視頻監視系統，許多機構寧愿在未來的許多年中采用混合部署，即將模擬和基于IP的視頻監視產品相結合。思科任意到任意、適用于任意環境的視頻監視系統和網絡基礎設施產品提供了高水平的廠商互操作能力，能夠實現一流的部署。因此，幾乎在任意地點都能提供更強的視頻訪問能力。
當把物理安全當做一個網絡應用實施時，這些資源必須正確地劃分和保護；只有經授權者才能訪問。思科廣泛的網絡平臺(路由器、交換機、防火墻、***防御)能夠提供相應的安全保護級別。
思科提供了聯網、統一的視頻監視解決方案。考慮到IP網絡在當今大多數機構中的作用，及其在視頻監視廠商產品發展計劃中的地位，思科在網絡融合方面的專業技術和經驗，為傳統和新型視頻監視設備和應用提供了一個重要的銜接點。與真正了解如何提供世界一流、以網絡為中心的解決方案的廠商合作是十分重要的。通過創新和內部研發流程，以及所有技術部門間的合作共享，思科將繼續發展基于標準的智能和永續性網絡，為客戶執行最關鍵的任務和業務運營提供可靠的保障。這一智能水平使客戶能夠快速部署全新設備，并在控制最終用戶訪問、設備連接和流管理的策略的支持下，引進全新業務流程和應用。 職場 休閑

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