视频监控设备接入标准规范之欧阳结创编.docx
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视频监控设备接入标准规范之欧阳结创编
1.1联网接入架构
时间：
2021.02.14
创作：
欧阳结
各类社会单位视频监控资源分布在多个不同的网络环境中，包括行业单位专网或私网、互联网等。
公安机关在互联网上建设省市县三级社会单位视频监控接入平台，各类社会单位的视频信息通过互联网接入至县级社会单位视频监控接入平台。
即县级社会单位视频监控接入平台，能够整合并统一管理所有不同链路、不同技术要求的社会图像监控资源。
未来，随着社会视频监控资源的逐渐增多，有条件的派出所也可建设社会单位视频监控联网接入平台。
县（市、区）公安机关在互联网内部署建设社会视频接入平台，用于接入汇聚本辖区的社会视频监控资源。
市级社会视频接入平台级联各县级社会视频接入平台，可管理、监看本市的社会单位视频信息。
省级社会视频接入平台级联各市级社会视频接入平台，可管理、监看全省的社会单位视频信息。
各级平台应搭建于具备固定IP的互联网环境下，兼顾经济性与多用户同时使用的需求，县级以上平台互联网带宽应不低于50M。
5.1.1通信协议结构
5.1.1.1概述
视频、音频、数据等信息传输、交换、控制的通信协议的结构见下图所示。
图通信协议结构图
联网系统在进行视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音频数据，经过压缩编码的视音频流采用RTP/RTCP传输。
5.1.1.2会话初始协议
安全注册、实时媒体点播、历史媒体的回放等应用的会话控制采用RFC3261（SIP）规定的REGISTER、INVITE等请求和响应方法实现，历史媒体回放控制采用SIP扩展协议RFC2976规定的INFO方法实现，前端设备控制、信息查询等应用的会话控制采用SIP扩展协议RFC3428规定的MESSAGE方法实现。
SIP消息应支持基于UDP和TCP传输。
5.1.1.3会话描述协议
联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RFC4566（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SIP消息的消息体携带传输。
5.1.1.4控制描述协议
联网系统有关前端设备控制、设备目录信息等控制命令应采用联网系统控制描述协议（MANSCDP）描述，见GB/T28181-2011附录A。
联网系统控制命令应采用SIP消息MESSAGE的消息体携带传输。
5.1.1.5媒体回放控制协议
历史媒体的回放控制命令应采用RFC2326规定的RTSP协议描述，见附录B，实现设备在端到端之间对视音频流的正常播放、暂停、停止、快进/快退播放等远程控制。
历史媒体的回放控制命令采用RTSP协议的PLAY方法。
5.1.1.6媒体传输协议
媒体流在联网系统IP网络上传输时应采用基于RTP的媒体压缩数据封装。
媒体流的传输应采用RFC3550规定的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；应采用RFC3550规定的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。
媒体流的传输应支持基于TCP/UDP的RTP传输。
5.2视音频编解码及传输要求
系统中视频压缩编解码和音频编解码应符合GB/T28181-2011附录E的相关要求，视频编码应支持H.264、SVAC或MPEG-4视频编码标准,音频编解码标准应支持G.711或G.723.1或G.729音频编码标准。
5.2.1编码设备技术要求
5.2.1.1标清编码设备技术要求
1、视频编码应支持H.264标准的MainProfile的Level3.0或以上档次、级别。
为更高效地进行图像编码，宜使用H.264标准的HighProfile档次，具体配置包括：
a、编码图像分辨率至少应支持CIF、4CIF（或D1）几种分辨率，在信道带宽允许情况下单路视频画面应优先采用4CIF（或D1）及以上分辨率；
b、编码帧率应不小于25帧/秒，并可调整，支持跳帧编码；
c:
应支持活动帧率设置。
c、输出码率应在128kbps-4Mbps之间自适应调整；在带宽不足情况下，应支持图像质量优先（清晰度优先）或帧率优先（流畅优先）可调；
d、应支持逐行扫描编码，宜支持隔行扫描编码；
e、熵编码方式应至少支持CAVLC，可选支持CABAC；
f、参考帧数量不宜超过2个；
g、GOP格式，应支持IPPP方式，宜支持IBBP,其中IPPP方式中的I帧间隔应可调整；
h、不应支持FMO、ASO、RedundantSlice特性；
i、为支持用户在视频图像质量和图像流畅性之间进行选择，应提供编码参数调节，例如，设置图像大小，设置帧率，设置I帧间隔等；
2、编码设备应支持H.264视频的PS+RTP/RTCP包输出，RTP包的载荷数据中不能包含非H.264语法元素的私有数据；
3、编码设备对音频编码支持为可选，宜支持音频编码和RTP传输；
4、支持TCP/IP、UDP、IGMP网络协议,提供单播、组播两种传送方式；
5、编码设备硬件输入/输出接口最低要求：
1路CVBS模拟视频信号BNC输入接口，1个10/100M自适应网络RJ45接口，1路RS232/RS485串口（云台、镜头控制）；1路数字报警信号输入（可选），1路音频输入（可选）,宜支持光纤接口（可选）。
5.2.1.2高清网络摄像机编码技术要求
1、视频编码应支持H.264标准的MainProfile的Level4.0及以上档次和级别，为更高效地进行图像编码，宜使用H.264标准的HighProfile档次，具体配置包括：
a、编码图像分辨率至少应支持1280x720（720P）、1920x1080（1080P）两种分辨率，在信道带宽允许情况下单路视频画面的分辨率应不低于720P；
b、编码帧率应不小于25帧/秒，并可调整，支持跳帧编码；
c:
应支持活动帧率设置。
c、输出码率应在512kbps-10Mbps之间自适应调整；在带宽不足情况下，应支持图像质量优先（清晰度优先）或帧率优先（流畅优先）可调；
d、应支持逐行扫描编码，宜支持隔行扫描编码；
e、熵编码方式应至少支持CAVLC，可选支持CABAC；
f、参考帧数量不宜超过2个；
g、GOP格式，应支持IPPP方式，宜支持IBBP，其中IPPP方式中的I帧间隔应可调整；
h、为支持用户在视频图像质量和图像流畅性之间进行选择，应提供编码参数调节，例如，设置图像大小，设置帧率，设置I帧间隔等；
i、至少能支持双码流的输出，主码流为高清视频压缩码流，次码流为标清视频压缩码流；
3、编码设备应支持H.264视频的PS+RTP/RTCP包输出，RTP包的载荷数据中不能包含非H.264语法元素的私有数据；
4、编码设备对音频编码支持为可选，宜支持音频编码和RTP传输；
5、支持TCP/IP、UDP、RTP/RTCP、HTTP、IGMP网络协议,提供单播、组播两种传送方式；
6、编码设备硬件输入/输出接口最低要求：
1个10/100M/1000M自适应网络RJ45接口，1路RS232/RS485串口（云台、镜头控制）；1路数字报警信号输入（可选），1路音频输入（可选）；宜支持光纤接口（可选）。
5.2.2解码设备基本要求
5.2.2.1标清解码设备技术要求
1、视频解码应支持H.264标准的MainProfile的Level3.0及以上档次和级别，具体要求包括：
a、能够解码显示分辨率从CIF到4CIF（D1）的图像，宜支持4CIF（D1）以上高清解码；
b、应能同时支持解码逐行扫描和隔行扫描方式编码的码流；
c、应支持IPPPGOP结构，宜支持IBBPGOP结构；
d、能够解码CAVLC和CABAC两种熵编码码流；
e、支持1/4像素精度的运动搜索的解码；
f、能够解码从16×16到4×4块大小的所有帧内和帧间编码模式；
h、支持多参考帧解码，至少应支持2个参考帧，宜支持5个参考帧；
2、能够识别音视频PS+RTP/RTCP码流并解码；
3、支持TCP/IP、UDP、IGMP网络协议,提供单播、组播两种传送方式；
4、解码设备硬件输入/输出接口最低要求：
1个10/100M/1000M自适应网络接口RJ45，1路CVBS模拟视频信号BNC输出接口，1路VGA视频输出（可选），1路音频输出（可选）。
5.2.2.2高清解码设备技术要求
1、视频解码应支持H.264标准的HighProfile的Level4.0以上档次和级别，具体要求包括：
a、能够解码显示分辨率720P（720i）、1080P（1080i）的图像，宜支持1080P（1080i）以上高清解码；
b、应能同时支持解码逐行扫描和隔行扫描方式编码的码流；
c、应支持IPPPGOP结构、宜支持IBBPGOP结构；
d、能够解码CAVLC和CABAC两种熵编码码流；
e、支持1/4像素精度的运动搜索的解码；
f、能够解码从16×16到4×4块大小的所有帧内和帧间编码模式；
g、支持多参考帧解码，至少应支持2个参考帧，宜支持5个参考帧；
2、能够识别音视频PS+RTP/RTCP码流并解码；
3、支持TCP/IP、UDP、RTP/RTCP、HTTP、IGMP网络协议,提供单播或组播传送方式；
4、解码设备硬件输入/输出接口最低要求：
1个10/100M/1000M自适应网络接口RJ45，，1路HDMI视频输出，1路VGA视频输出（可选），1路音频输出（可选）。
5.2.3传输基本要求
5.2.3.1网络传输协议要求
网络层应支持IP协议，传输层应支持TCP和UDP协议。
5.2.3.2消息传输延迟要求
信息（可包括视音频信息、控制信息及报警信息等）经由IP网络传输时，端到端的信息延迟时间（包括发送端信息采集、编码、网络传输、信息接收端解码、显示等过程所经历的时间）应满足下列要求：
a）前端设备与信号直接接入的社会图像接入平台相应设备间端到端的信息延迟时间应不大于2s；
b）前端设备与用户终端设备间端到端的信息延迟时间应不大于4s。
5.2.3.3网络传输质量要求
IP网络的传输质量（如传输时延、包丢失率、包误差率、虚假包率等）应符合如下要求：
a）网络时延上限值为400ms；
b）时延抖动上限值为50ms；
c）丢包率上限值为1×10-2；
d）包误差率上限值为1×10-4。
5.3图像资源接入方式
社会单位的视频资源分布在多个不同的网络环境中（行业单位专网或私网、互联网等），按照社会单位视频监控系统建设模式的不同划分为两种不同的接入方式，可根据实际情况选择相应接入方式实现社会单位视频监控资源的共享接入。
5.2.1监控设备接入
监控设备接入，是指接入社会单位视频监控系统的编码设备和存储设备。
如图所示，各类社会单位的监控设备通过视频接入网关接入至社会单位视频监控联网接入平台（视频接入网关包含在本次社会单位视频监控联网平台建设内容中）。
对于国标GB/T28181设备采用标准解码库实现解码显示，对已建非标设备采用通过加载厂家解码插件方式进行解码显示。
接入公安机关的社会单位监控资源需要在符合GB/T28181标准的基础上，通过固定IP地址、动态域名解析或主动注册等方式接入。
不具备以上功能的，需更换符合接入要求的设备，可通过更换硬盘录像机（DVR）或网络硬盘录像机（NVR）、前端摄像机等设备接入。
5.2.1.1模拟设备接入
图模拟设备接入方式
模拟视频信号通过视频分配器分配两路信号，一路接入原有图像系统，一路接入编码设备进行数字化，编码设备应满足新建设备技术指标，符合GB/T28181-2011定义的通讯协议和编解码技术要求。
5.2.1.2数字设备接入
1、设备升级改造：
支持升级改造的旧设备通过升级程序符合GB/T28181-2011标准和补充修改文件要求。
如前端摄像机支持开放型网络视频接口协议（Onvif），则可采用新增符合国标GB28181-2011编码的NVR将原有摄像机接入，再通过NVR接入社会单位视频监控联网接入平台。
2、非标设备改造：
部分已建设备因各种原因无法改造升级，设备厂商提供设备配套SDK开发包，通过视频接入网关接入社会面视频接入平台。
对于非固定IP设备SDK开发包应支持主动注册或者动态域名解析DDNS接口，参考流程：
图SDK主要调用流程
CLIENT_GetIPBySrv接口应提供仅知道设备DDNS域名的情况下，从解析服务器获取设备IP地址的方法，然后再通过CLIENT_LoginEx登录设备。
CLIENT_ListenServer接口应提供启动一个端口侦听，准备设备发起连接，通过服务回调获取设备序列号，然后再通过CLIENT_LoginEx实现主动侦听模式下的用户登录。
5.2.2监控平台接入
监控平台接入，是指接入社会单位视频监控系统平台。
对于具备多级平台的重点单位视频监控系统，各级平台可分别就近接入所属市（或县）级公安机关的社会视频接入平台。
符合GB/T28181标准的社会单位视频监控系统平台可通过平台联网网关直接接入（针对不同厂家的平台，需要配置相应的平台联网网关）。
不符合GB/T28181标准的社会单位视频监控系统平台，可升级为符合国标的平台或进行对接开发再接入（通过上级社会图像接入平台做兼容性接入，再通过该平台统一提供符合GB/T28181-2011的服务），或者在得到社会单位相关安全许可的前提下通过监控设备接入方式接入。
备注：
考虑平台对接建设成本，建议强制平台标准化改造，或直接将需要接入的社会视频资源直接接入社会图像接入平台。
图3
网关在原有平台A和社会图像接入平台B之间进行网络传输协议、控制协议、设备地址的转换，具体功能应包括如下的一种或几种：
a）代理原有平台A在社会图像接入平台B上进行注册；
b）将原有平台A的网络传输协议与GB/T28181-2011中规定的网络传输协议进行双向协议转换；
c）将原有平台A的设备控制协议与GB/T28181-2011中规定的会话初始协议、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；
d）将原有平台A的设备地址与GB/T28181-2011规定的设备地址进行双向地址转换。
网关在原有平台A和社会图像接入平台B之间进行媒体传输协议、媒体数据编码格式的转换，具体功能应包括如下的一种或者几种：
a）将原有平台A的媒体传输协议和数据封装格式与GB/T28181-2011规定的媒体传输协议和数据封装格式进行双向协议转换；
b）将原有平台A的媒体数据与GB/T28181-2011规定的媒体数据压缩编码进行双向转码。
对于原有平台系统中的非国标设备，如果直接将非标设备媒体流传输到社会图像接入平台会导致视频监控系统客户端无法正常解码播放，依据GB/T28181-2011附录FSDP定义：
联网系统中SIP消息体中携带的SDP内容应符合RFC2327-SDPSessionDescriptionProtocol的相关要求。
应有如下字段：
Sessiondescription：
v=（protocolversion）
o=（owner/creatorandsessionidentifier）.
s=（sessionname）
u=*（URIofdescription）
c=*（connectioninformation–notrequiredifincludedinallmedia）
Timedescription：
t=（timethesessionisactive）Mediadescription
m=（medianameandtransportaddress）
c=*（connectioninformation-optionalifincludedatsession-level）
b=*（bandwidthinformation）
a=*（zeroormoremediaattributelines）
y=*（SSRC）
f=*（媒体描述）
说明：
a字段：
启用RFC4566中对a字段的定义【a=rtpmap:
/[/]中的】，利用该属性携带编码器厂商名称（如：
大华或海康编码名称DAHUA或HIKVISION）。
该属性表明该流为某厂商编码器编码且是不符合本标准规定的媒体流，符合本标准规定的媒体流无需该属性。
例如：
a=rtpmap:
96DAHUA/90000；
a=rtpmap:
96HIKVISION/90000。
1、码流编码格式：
因厂商各异，媒体流接收方需要调用不同厂商的解码库进行解码。
2、码流封装格式：
采用基于RTP的视音频数据PS封装方法（GB/T28181-2011附录C）
3、200Ok消息：
SDP格式按照GB/T28181-2011附录F定义，对于海康、大华等非标设备，利用SDP中的a属性携带编码器厂商名称（如a=rtpmap:
96DAHUA/90000），省厅可扩展解码库厂商名称定义。
5.2.3网络接入类型
为确保全省行业视频快速实现互联互通，有效节约政府与各社会单位的改造、新建成本，本次项目统一采用互联网环境接入
5.2.3.1已建社会点位资源接入
各行业单位构建的本单位监控系统专用局域网络，可根据已有设备所具备的固定IP地址、动态域名解析、主动注册等方式接入互联网或原有运营商VPN专网，对于不具备外网接入功能的或设备厂家无法提供对接开发协议的视频监控设备，应予以更换。
传输至所在区县公安分局新建社会公共安全视频信息管理平台。
5.2.3.2新建社会点位资源接入
各行业单位建设新的视频监控视频系统，需符合本方案中的相关技术标准，通过对接测试方可建设。
5.2.4公网环境下国标优化建议
为确保公共视频监控网络体系稳定运行，非网络安全环境下的视频监控系统接入公共视频监控网络体系中，须至少采取以下网络安全措施后，方可接入。
1、物理链路隔离
社会监控网络资源与视频专网从物理链路上进行隔离，实际在进行社会监控资源接入时，在外部链路与视频专网边界接入平台相连，开启路由访问控制，将来自不同接入链路的数据流按照边界接入平台的安全策略路由加以区分。
2、建立边界保护区域
实现网络级身份认证、访问控制和权限管理，同时对数据进行加密，增加网络嗅探。
边界保护区域一般采用多重安全网关方式进行部署，比如防火墙、VPN、安全网关等。
重点针对网络入侵、病毒蔓延进行多重安全保护，主要使用硬件过滤技术以保证社会监控资源的接入速度。
3、建立安全隔离区域
社会监控资源经过边界保护区域接入之后，即将送入公安视频专网数据处理平台，在平台与边界保护区域之间增设安全隔离区域，在数据进入视频专网业务平台之前，将视频数据与控制信令进行分离，实现视频数据和控制信令分别安全接入公安视频专网。
5.2.5编码的实施细则
5.2.5.1行政区划编码CivilCode
行政区划编码（CivilCode），行政区划编码按照国标GB/T2260-2007
5.2.5.2设备编码DeviceID
设备编码（DeviceID）、组织机构编码、业务分组编码、虚拟组织编码规划按照国标GB/T28181-2011的统一编码规则规划。
GB/T28181-2011编码规则A由中心编码（8位）、行业编码（2位）、类型编码（3位）、网络标识（1位）和序号（6位）四个码段共20位十进制数字字符构成，即系统编码=中心编码+行业编码+类型编码+网络标识+序号。
编码规则A的详细说明见表D1。
其中，中心编码指用户或设备所归属的监控中心的编码，按照监控中心所在地的行政区划代码确定，当不是基层单位时空余位为0。
行政区划代码采用GB/T2260-2007规定的行政区划代码表示。
行业编码是指用户或设备所归属的行业，行业编码对照表见D2“行业编码对照表”。
类型编码指定了设备或用户的具体类型，其中的前端设备包含公安系统和非公安系统的前端设备，终端用户包含公安系统和非公安系统的终端用户。
D1.编码规则
码段
码位
含义
取值说明
中心编码
1、2
省级编号
由监控中心所在地的行政区划代码确定，符合GB/T2260-2007的要求。
3、4
市级编号
5、6
区级编号
7、8
基层接入单位编号
行业编码
9、10
行业编码
行业编码对照表见附录D中的D.3
类型编码
11、12、13
111－130表示类型为前端主设备
111
DVR编码
112
视频服务器编码
113
编码器编码
114
解码器编码
115
视频切换矩阵编码
116
音频切换矩阵编码
117
报警控制器编码
118
网络视频录像机（NVR）编码
130
混合硬盘录像机（HVR）编码
119-129
扩展的前端主设备类型
131—199表示类型为前端外围设备
131
摄像机编码
132
网络摄像机（IPC）编码
133
显示器编码
134
报警输入设备编码（如红外、烟感、门禁等报警设备）
135
报警输出设备编码（如警灯、警铃等设备）
136
语音输入设备编码
137
语音输出设备
138
移动传输设备编码
139
其它外围设备编码
140-199
扩展的前端外围设备类型
200—299表示类型为平台设备
200
★中心信令控制服务器编码
201
Web应用服务器编码
202
媒体分发服务器编码
203
代理服务器编码
204
安全服务器编码
205
报警服务器编码
206
数据库服务器编码
207
GIS服务器编码
208
管理服务器编码
209
接入网关编码
210
媒体存储服务器编码
211
信令安全路由网关编码
215
★业务分组编码
216
★虚拟组织编码
212,213,214,217-299
扩展的平台设备类型
300-399表示类型为中心用户
300
中心用户
301－343
行业角色用户
344-399
扩展的中心用户类型
400-499表示类型为终端用户
400
终端用户
401－443
行业角色用户
444-499
扩展的终端用户类型
500-999为扩展类型
500-999
扩展类型
网络标识
14
网络标识编码
0、1、2、3、4为监控报警专网，5为公安信息网，6为政务网，7为Internet网，8为社会资源接入网，9预留
序号
15－20
设备、用户序号
D2行业编码对照表
接入
类型码
名称
建设主体
备注
00
社会治安路面接入
政府机关
包括城市路面、商业街、公共区域、重点区域等
01
社会治安社区接入
包括社区、楼宇、网吧等
02
社会治安内部接入
包括公安办公楼、留置室等
03
社会治安其他接入
04
交通路面接入
包括城市主要干道、国道、高速交通状况监
升级会员 