基于標(biāo)準(zhǔn)的SIP協(xié)議實現(xiàn)多域視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控設(shè)計

跨區(qū)域、大范圍的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是一個涉及到多個層面的復(fù)雜系統(tǒng)，系統(tǒng)的整體設(shè)計和聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用至關(guān)重要。在多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的建設(shè)中，使用通信業(yè)界通用的、公開的SIP技術(shù)，可以具有很好的通用性和復(fù)制性；采用監(jiān)控系統(tǒng)平臺間互聯(lián)互通的方式，可以方便地實現(xiàn)圖像資源的跨域共享；而遵循業(yè)界已經(jīng)得到實踐的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，則可以事半功倍，且開放性好。

一、域的概念

在探討多域視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)解決方案之前，我們首先要對其中域的概念進行說明。

域指的是一個獨立的組織單元，在監(jiān)控系統(tǒng)中，我們把域分為物理域、邏輯域。

物理域也稱實體域、自治域，有域內(nèi)唯一的認(rèn)證注冊管理服務(wù)器，負責(zé)全域內(nèi)設(shè)備統(tǒng)一注冊、用戶登錄認(rèn)證和管理，可以直接或間接管理前端設(shè)備。通常理解的監(jiān)控域主要指的就是物理域。如一個企業(yè)的園區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)、一個城市的社會治安監(jiān)控系統(tǒng)，都可以稱為一個物理域。

邏輯域也稱虛擬域、非自治域或資源組，一組針對特定組織業(yè)務(wù)對象的關(guān)聯(lián)資源的組合，也可以是網(wǎng)絡(luò)、存儲和媒體處理匯聚節(jié)點。邏輯域內(nèi)的設(shè)備不能獨立運行，域內(nèi)資源需要依靠物理域的管理服務(wù)器才能運行。邏輯域可以在一個物理域內(nèi)，也可以跨物理域。如企業(yè)園區(qū)監(jiān)控中某個部門的監(jiān)控域、城市社會治安監(jiān)控系統(tǒng)中的交警監(jiān)控域，都可以認(rèn)為是在物理域中劃分出的邏輯域。

多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是指由多個單域系統(tǒng)組成的，通過單個或多個中心管理平臺，實現(xiàn)跨邏輯域或物理域監(jiān)控資源的監(jiān)控系統(tǒng)。由于涉及到多個邏輯域或物理域監(jiān)控資源的管理，這類系統(tǒng)監(jiān)控規(guī)模往往較大。而組成多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的各個單域系統(tǒng)，可以是同一廠商的單域系統(tǒng)，也可以是不同廠商的單域系統(tǒng)。

二、多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控需求及問題

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的應(yīng)用范圍逐步擴大，許多行業(yè)及一些跨地域大型企業(yè)對監(jiān)控的需求已經(jīng)不僅僅滿足于本地的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，而是在原有本地聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控基礎(chǔ)上，要求進行省級乃至全國范圍內(nèi)跨區(qū)域的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。

以目前正在大力開展的平安城市建設(shè)為例，很多城市完成了覆蓋全市的整體視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但是也由此帶來了新的問題。最突出的就是不能實現(xiàn)視頻資源的共享。以單個城市為主體的平安城市，視頻資源容易形成信息孤島，無法實現(xiàn)圖像共享。上級公安機關(guān)在警衛(wèi)工作、重大事件的處置指揮過程中，需要所屬各公安機關(guān)提供遠程的現(xiàn)場視頻監(jiān)控支持。因此隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的不斷深入，系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，系統(tǒng)的整合需求也日益強烈，縱向需要形成省-市-縣多級的監(jiān)控系統(tǒng)級聯(lián)，橫向要實現(xiàn)跨區(qū)域、跨行業(yè)的圖像共享。

除了平安城市的建設(shè)，在其他行業(yè)，也存在類似的問題。如交通行業(yè)，各地高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)建成之后，上級主管部門交管局也系統(tǒng)能夠?qū)⒏鳁l高速公路的圖像進行共享上傳，以便于出現(xiàn)事故進行應(yīng)急指揮；再比如全國性的大企業(yè)，如石油公司、煙草集團，在全國各地都有大量的分公司，這些分公司基本都有自己的監(jiān)控系統(tǒng)，那么如何將各地的監(jiān)控圖像統(tǒng)一起來，在總公司或省級分公司層面進行共享調(diào)用，也是需要考慮的。

如何才能有效的構(gòu)建多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，實現(xiàn)視頻監(jiān)控圖像信息共享？就以往監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)來說，各地、各單位、各子系統(tǒng)采用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)來自不同的廠商，采用的技術(shù)架構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)也各不相同。這些不同既包括設(shè)備的控制信令，也包括視頻圖像的編碼與圖像的存儲方式等。例如視頻編碼可以采取MPEG2、MPEG4、H.264等格式，存儲也可以采取DVR、NAS、IPSAN等不同方式。由于各子系統(tǒng)獨立建設(shè)，采用不同的實現(xiàn)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致系統(tǒng)間無法互聯(lián)互通；而圖像存儲分散，存儲格式不統(tǒng)一，使得系統(tǒng)間圖像共享困難，數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)綜合利用。

此種方式的核心是各地的下級監(jiān)控平臺開放自己的私有SDK接口，由上級監(jiān)控平臺按照這些SDK接口分別對下級監(jiān)控平臺進行兼容適配，完成全網(wǎng)圖像資源的整合。這種方式的好處是實現(xiàn)了全網(wǎng)基于監(jiān)控平臺的數(shù)字互通，管理架構(gòu)也比較清晰。不足之處是后期各地新建的監(jiān)控系統(tǒng)，上級平臺均需要隨之跟進，按照其提供的接口進行開發(fā)，并且由于沒有標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范制約，互通系統(tǒng)之間的接口可變性大，可能需要上級平臺進行持續(xù)性開發(fā)和維護。平級監(jiān)控系統(tǒng)之間如果有共享圖像的需求，同樣也要進行互通接口的適配，一旦下級監(jiān)控平臺數(shù)量眾多且廠商不一，則每個廠商都需要分別與其他廠商平臺進行互通適配，工作量大。

以目前正在大力開展的平安城市建設(shè)為例，很多城市完成了覆蓋全市的整體視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但是也由此帶來了新的問題。最突出的就是不能實現(xiàn)視頻資源的共享。以單個城市為主體的平安城市，視頻資源容易形成信息孤島，無法實現(xiàn)圖像共享。上級公安機關(guān)在警衛(wèi)工作、重大事件的處置指揮過程中，需要所屬各公安機關(guān)提供遠程的現(xiàn)場視頻監(jiān)控支持。因此隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的不斷深入，系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，系統(tǒng)的整合需求也日益強烈，縱向需要形成省-市-縣多級的監(jiān)控系統(tǒng)級聯(lián)，橫向要實現(xiàn)跨區(qū)域、跨行業(yè)的圖像共享。

除了平安城市的建設(shè)，在其他行業(yè)，也存在類似的問題。如交通行業(yè)，各地高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)建成之后，上級主管部門交管局也系統(tǒng)能夠?qū)⒏鳁l高速公路的圖像進行共享上傳，以便于出現(xiàn)事故進行應(yīng)急指揮；再比如全國性的大企業(yè)，如石油公司、煙草集團，在全國各地都有大量的分公司，這些分公司基本都有自己的監(jiān)控系統(tǒng)，那么如何將各地的監(jiān)控圖像統(tǒng)一起來，在總公司或省級分公司層面進行共享調(diào)用，也是需要考慮的。

如何才能有效的構(gòu)建多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，實現(xiàn)視頻監(jiān)控圖像信息共享？就以往監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)來說，各地、各單位、各子系統(tǒng)采用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)來自不同的廠商，采用的技術(shù)架構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)也各不相同。這些不同既包括設(shè)備的控制信令，也包括視頻圖像的編碼與圖像的存儲方式等。例如視頻編碼可以采取MPEG2、MPEG4、H.264等格式，存儲也可以采取DVR、NAS、IPSAN等不同方式。由于各子系統(tǒng)獨立建設(shè)，采用不同的實現(xiàn)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致系統(tǒng)間無法互聯(lián)互通；而圖像存儲分散，存儲格式不統(tǒng)一，使得系統(tǒng)間圖像共享困難，數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)綜合利用。

此種方式的核心是各地的下級監(jiān)控平臺開放自己的私有SDK接口，由上級監(jiān)控平臺按照這些SDK接口分別對下級監(jiān)控平臺進行兼容適配，完成全網(wǎng)圖像資源的整合。這種方式的好處是實現(xiàn)了全網(wǎng)基于監(jiān)控平臺的數(shù)字互通，管理架構(gòu)也比較清晰。不足之處是后期各地新建的監(jiān)控系統(tǒng)，上級平臺均需要隨之跟進，按照其提供的接口進行開發(fā)，并且由于沒有標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范制約，互通系統(tǒng)之間的接口可變性大，可能需要上級平臺進行持續(xù)性開發(fā)和維護。平級監(jiān)控系統(tǒng)之間如果有共享圖像的需求，同樣也要進行互通接口的適配，一旦下級監(jiān)控平臺數(shù)量眾多且廠商不一，則每個廠商都需要分別與其他廠商平臺進行互通適配，工作量大。

此種方式與前面相比，不同之處是使用獨立的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議解決聯(lián)網(wǎng)平臺互通問題，如此既實現(xiàn)基于監(jiān)控平臺的圖像共享，又不受限于廠商品牌。通過平臺級的聯(lián)網(wǎng)互通，屏蔽掉各個廠家和設(shè)備之間的差異，實現(xiàn)各地監(jiān)控平臺之間的互通，而不糾纏于監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部的實現(xiàn)，即解決了互通的問題，又不陷入各個管理平臺的內(nèi)部細節(jié)。同時平級系統(tǒng)之間的圖像資源跨區(qū)域共享也可以很容易通過同一種互通標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)。

標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)過程中的控制命令和視頻數(shù)據(jù)的傳輸和轉(zhuǎn)換，所有這些實現(xiàn)都基于標(biāo)準(zhǔn)的SIP協(xié)議實現(xiàn)。該標(biāo)準(zhǔn)對區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)所需的功能不做規(guī)定，而只定義了平臺間的溝通交流語言。通過這種方式，兼顧了現(xiàn)狀和未來。

表1：多域視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的實現(xiàn)方式對比

基于以上的幾種實現(xiàn)方式進行比較，我們認(rèn)為以統(tǒng)一的監(jiān)控平臺互通協(xié)議為基礎(chǔ)的聯(lián)網(wǎng)方式是未來的發(fā)展方向和趨勢。在當(dāng)前的實際應(yīng)用環(huán)境下，如果條件不足，也可以先使用SDK兼容的方式進行過渡。

上述的實現(xiàn)方式是針對控制信令層面進行協(xié)議互通的解決方案，受業(yè)界視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)限制，目前不同廠商間的產(chǎn)品無法在媒體流層面實現(xiàn)互編互解。在媒體編解碼層面上，可以采取使用各廠家解碼控件進行軟解碼的方式來實現(xiàn)。

五、結(jié)束語

如何能夠規(guī)范、務(wù)實的實現(xiàn)跨區(qū)域不同監(jiān)控系統(tǒng)的圖像共享已經(jīng)成為用戶關(guān)注的熱點。后續(xù)的跨區(qū)域的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控方案，還可以在目前控制信令聯(lián)網(wǎng)規(guī)范的基礎(chǔ)上，在規(guī)范媒體編碼格式的標(biāo)準(zhǔn)等方面繼續(xù)進行補充和改進，同時借鑒現(xiàn)有的建設(shè)經(jīng)驗和實踐，將多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控實踐更好地貫徹到更多的應(yīng)用領(lǐng)域。

統(tǒng)一資源管理

聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的所有監(jiān)控點圖像資源進行統(tǒng)一標(biāo)識，全網(wǎng)圖像資源及用戶資源統(tǒng)一制定編碼及命名。通過統(tǒng)一的編碼，全網(wǎng)所有監(jiān)控資源都有一個唯一的標(biāo)識，從而為圖像資源的統(tǒng)一管理提供了基礎(chǔ)。

標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議支持

系統(tǒng)采用SIP+XML標(biāo)準(zhǔn)作為多域聯(lián)網(wǎng)技術(shù)協(xié)議，支持多種國內(nèi)聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，包括《DB33/T 629-2007跨區(qū)域視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)共享技術(shù)規(guī)范》、《GA/T 669城市監(jiān)控報警聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)系列標(biāo)準(zhǔn)》、《國家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)視頻標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范》、全球眼/寬世界等聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

多級多域系統(tǒng)級聯(lián)

系統(tǒng)采用先進的模塊化軟件設(shè)計技術(shù)，支持分級分域的管理方式。根據(jù)需要，整個多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中的域子系統(tǒng)可被劃分為多級，上級域子系統(tǒng)管理多個下級域子系統(tǒng)。上級域和下級域之間可直接信令和媒體交互。平級域之間的信令由上級域轉(zhuǎn)發(fā)，平級域之間可直接媒體交互或者通過上級域轉(zhuǎn)發(fā)完成。

多級平臺之間逐級向上注冊、目錄發(fā)布、?；?。多域聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)之間初次聯(lián)網(wǎng)或斷網(wǎng)后重新聯(lián)網(wǎng)時，平臺間具備自動注冊功能，兩個的互聯(lián)平臺能夠相互共享對方平臺上的授權(quán)設(shè)備狀態(tài)信息，在互聯(lián)平臺上各自對設(shè)備進行添加/刪除/修改操作，能夠相互刷新。

跨域圖像獲取及錄像檢索

在權(quán)限設(shè)置允許的條件下，多域互聯(lián)平臺之間能根據(jù)需要靈活調(diào)用相互的監(jiān)控圖像資源，實現(xiàn)跨域圖像共享，跨域操控監(jiān)控點的云臺，能夠互相查看、下載錄像資料。實現(xiàn)歷史錄像的秒級檢索，可精確到秒級對跨域的歷史圖像進行檢索。

用戶與權(quán)限管理

多域互聯(lián)平臺可相互檢索到各自平臺的授權(quán)用戶信息，互聯(lián)平臺之間可通過權(quán)限設(shè)置實現(xiàn)資源的共享。

系統(tǒng)支持7層用戶域管理，可呈樹型組網(wǎng)，對應(yīng)某一級行政區(qū)劃，各種設(shè)備都歸屬在一個域下，每個域可以有自己的管理員和操作員。授權(quán)用戶可在多域聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中實現(xiàn)跨域的監(jiān)控點資源訪問、控制和錄像檢索。

干線管理

多域互聯(lián)系統(tǒng)間支持用戶接入能力的協(xié)商及管理，包括監(jiān)控平臺間媒體流量的管理、媒體流數(shù)量達到上限報警及報警撤消。并可實現(xiàn)管理用戶對跨域系統(tǒng)媒體流的強制撤線和提示管理。

全網(wǎng)時鐘同步

在多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中，OSD信息、歷史圖像時間索引、回放檢索等都要求系統(tǒng)具有準(zhǔn)確一致的時鐘信息，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的大量服務(wù)器和終端設(shè)備都需要進行時鐘同步，多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控訪問時尤其如此，手工同步在精度上和工作量上不能滿足需要，因此一個健壯可靠的監(jiān)控系統(tǒng)必須提供自動的時鐘同步機制。

系統(tǒng)支持部署專業(yè)網(wǎng)絡(luò)時鐘服務(wù)器作為標(biāo)準(zhǔn)時鐘源，多域全部設(shè)備均使用標(biāo)準(zhǔn)NTP服務(wù)器作為時間同步，下級域設(shè)備也可根據(jù)上級域視頻管理服務(wù)器的系統(tǒng)時間進行逐級自動時間同步。