安防视频监控系统的网络互连结构

SIP监控域(SIP Monitoring Realm)是指支持使用SIP协议的监控网络,通常由SIP服务器和注册在SIP服务器上的监控资源、用户终端、网络等组成。

一、SIP监控域的互连结构

安防视频监控连网系统的信息传输、交换、控制方面的SIP监控域的互连结构如图1所示。

图1 SIP监控域的互连结构

图1描述了在单个SIP监控域内、不同SIP监控域之间两种情况下,功能实体之间的连接关系。功能实体之间的通道互连协议分为会话通道协议与媒体流(主要指视频、音频)通道协议两种类型。会话通道协议有会话初始协议、会话描述协议和控制描述协议;媒体流通道协议有媒体回放控制协议、媒体传输和媒体编/解码协议。

(1)区域内连网。区域内的SIP监控域由SIP客户端、SIP设备、应用系统和连网服务器等功能实体组成。各功能实体以传输网络为基础,实现SIP监控域内连网系统的信息传输、交换和控制。

(2)跨区域连网。若干个相对独立的SIP或非SIP监控域,以信令安全路由网关为核心,通过IP传输网络,实现跨区域监控域之间的信息传输、交换和控制,以及视频监控资源的共享。

(3)连网方式。中心信令控制服务器之间的连接,支持以下两种连网方式。

①级连。两个信令安全路由网关之间是上下级关系,下级信令安全路由网关主动向上级信令安全路由网关发起申请,经上级信令安全路由网关授权认证后,再交换所管辖的目录及设备信息。

级连方式的多级连网结构的示意图如图2和图3所示,前者为信令级连结构,后者为媒体级连结构的示意图,信令流都应该逐级转发。

图2 信令级连结构示意图

图3 媒体级连结构示意图

②互连。信令安全路由网关之间是平级关系,当需要共享对方SIP监控域的监控资源时,由信令安全路由网关向目的信令安全路由网关发起申请,经目的信令安全路由网关授权认证后,再交换需要共享的目录及设备信息。

互连方式的多级连网结构的示意图如图4和图5所示,前者为信令互连结构,后者为媒体互连结构的示意图。

图4 信令互连结构示意图

图5 媒体互连结构示意图

二、SIP监控域与非SIP监控域的互连结构

非S1P监控域(Non-SIP Monitoring Realm)是指不支持SIP协议规定的监控资源、用户终端、网络等构成的监控网络。非SIP监控域包括模拟接入设备、不支持SIP协议的数字接入设备,模拟数字混合型监控系统、不支持SIP协议的数字监控系统,以及“三合一”系统与卡口系统等其他系统。

SIP监控域与非SIP监控域通过网关进行互连,互连结构如图6所示。

图6 SIP监控域与非SIP监控域互连结构

由图6可知,网关是非SIP监控域接入SIP监控域的接口设备,在多个层次上对连网系统信息数据进行转换。根据转换的信息数据类型,网关逻辑上分为控制协议网关和媒体网关。

(1)控制协议网关。控制协议网关在SIP监控域与非SIP监控域的设备之间进行网络传输协议、控制协议、设备地址的转换,其具体功能包括如下的一种或几种。

①代理非SIP监控域的设备在S1P监控域的SIP服务器上进行注册。

②将非SIP监控域的设备的网络传输协议与SIP连网系统网络层支持的IP协议、传输层应支持的TCP和UTP协议,按规定的网络传输协议进行双向协议转换。

③将非SIP监控域设备的设备控制协议与SIP连网系统通信协议结构中的会话初始协议、会话描述协议、控制描述协议和媒体回放控制协议进行双向协议转换。

④将非SIP监控域设备的设备地址与SIP连网系统中存储为PS格式的视频、音频媒体数据的设备地址进行双向协议转换。

(2)媒体网关。媒体网关在SIP监控域与非SIP监控域的设备之间进行媒体传输协议、媒体数据编码格式的转换,其具体功能包括如下的一种或几种。

①将非SIP监控域设备的媒体传输协议和数据封装格式,与SIP媒体传输协议RTP/RTCP协议的媒体传输协议和数据封装格式进行双向协议转换。

②将非SIP监控域设备的媒体数据,按SIP连网系统中视频压缩编/解码和音频编/解码的要求,采用视频压缩编/解码标准H.264/MPEG-4,在适用于安防视频监控的SVAC标准发布后,优先采用SVAC标准;音频编/解码标准推荐采用G.711/G>723.1/G729的媒体数据压缩编码进行双向转码。

三、连网系统通信协议结构

(1)连网系统通信协议结构概。连网系统内部进行视频、音频、数据等信息传输、交换、控制时,应遵循连网系统通信协议结构所规定的通信协议,这种连网系统视频监控通信协议结构如图7所示。

图7 视频监控通信协议结构

由图7可见,连网系统视频监控在进行视频、音频传输及控制时,应建立两个传输通道:会话通道和媒体流通道。会话通道用于在设备之间建立会话,并传输系统控制命令;媒体流通道用于传输视频、音频数据,经过压缩编码的视频、音频流(采用流媒体协议RTP/RTCP传输)。

(2)会话初始协议。安全注册、实时媒体点播、历史媒体回放等应用的会话控制采用SIP规定的注册、发起等请求和响应方法实现,历史媒体回放控制采用S1P扩展协议RFC2976规定的INFO方法实现,前端设备控制、信息查询、报警事件通知和转发等应用的会话控制采用SIP扩展协议RFC3428规定的消息方法实现。SIP消息应支持基于UDP和TCP的传输。

(3)会话描述协议。连网系统有关设备之间会话建立过程的会话协商和媒体协商应采用SDP协议描述,主要内容包括会话描述、媒体信息描述、时间信息描述。会话协商和媒体协商信息应采用S1P消息的消息体携带传输。

(4)控制描述协议。连网系统有关前端设备控制、报警信息、设备目录信息等控制命令,应采用监控报警连网系统控制描述协议(MANSCDP)描述。连网系统控制命令,应采用SIP消息的消息体携带传输。

(5)媒体回放控制协议。历史媒体的回放控制命令,应修改采用MANSRTSP协议描述,实现设备端到端之间对视/音频流的正常播放、快速、暂停、停止、随机拖动播放等远程控制。历史媒体的回放控制命令,采用S1P消息INFO的消息体携带传输。

(6)媒体传输与媒体编/解码协议。媒体流在连网系统IP网络上传输时,应支持基于UDP的RTP传输,RTP的负载应采用基于PS封装的视/音频数据或视/音频基本流数据。媒体流的传输应采用RTP协议,提供实时数据传输中的时间戳信息及各数据流的同步,并且应采用RTCP协议,为按序传输数据包提供可靠保证,提供流量控制和拥塞控制。

 

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