LTE监控解决方案

1、 江东中路LTE视频监控解决方案 中国移动通信集团江苏有限公司南京分公司2013年5月目 录一、项目需求- 2 -二、方案设计- 2 -2.1 方案设计原则- 2 -2.2 具体方案设计- 3 -三、系统架构设计- 7 -3.1网络视频监控系统架构- 7 -3.2 监控前端设计- 8 -四、前端主要设备及平台介绍- 10 -4.1 监控前端主要设备介绍- 10 -4.2 监控平台及主要设备介绍- 14 -五、配置及价格错误！未定义书签。一、项目需求江东中路施工工地总长大概3KM，要求每隔200-300M的距离安装一台高清网络枪机，高清监控实时画面通过移动TD-LTE网络传回至监控中心。二、方案设计2.1 方案设计原则为实现一个先进、合理、安全可靠的实时监控系统，本项目计划书的方案设计遵循以下原则： 规范性本工程在设计过程中符合相关的国家标准和行业标准。 实用性系统具备完成工程中所要求功能的能力和水准。系统符合本工程实际需要的国内外有关规范要求，并且实现。容易，操作方便。实施后的监控系统，能够在现在和将来适应技术的发展。 先进性该智能化系统符合业界的发展趋势，从而保护用户在系统上的投资以

2、及运行在其上的应用。 可靠性系统具备在规定的条件下和规定时间内完成本技术文件规定功能的能力，具备系统长期和稳定工作能力。实施后的监控系统保证有良好的运行状态。 经济性系统满足性能价格比在各类系统和条件下达到最优。 开放性系统必须具有开放的对外接口，使其能够方便的与第三方单位联网。 灵活性对设备的实时监控、故障的处理、数据库的管理等其它后台操作。 保密性对监控中所涉及到录像、录音等文件具有必要的安全保护措施，防止病毒感染、黑客攻击，另外防雷击、过载、断电和人为破坏，具有高度的保密性。 高起点、高安全性前端一体化、联网网络化、系统集成化；在保证通信传输质量和可靠性的前提下，选择技术先进成熟、组网灵活、运行稳定、功能完善、经济合理的设计理念。分级分域的网络架构，集中式与分布式结合。2.2 具体方案设计本方案根据对现场环境的假设设计，实际实施需要根据现场情况作适当优化。（1）TD-LTE网络介绍：TD-LTE 即 Time Division Long Term Evolution（分时长期演进），是由阿尔卡特-朗讯、诺基亚西门子通信、大唐电信、华为技术、中兴通讯、中国移动等业者，所共同开发的第

3、四代（4G）移动通信技术与标准。TDD即时分双工(Time Division Duplexing)，是移动通信技术使用的双工技术之一，与FDD相对应。TD-LTE是TDD版本的LTE的技术，FDD-LTE的技术是FDD版本的LTE技术。TD-LTE与TD-SCDMA实际上没有关系，TD-SCDMA是CDMA（码分多址）技术，TD-LTE是OFDM（正交频分复用）技术。两者从编解码、帧格式、空口、信令，到网络架构，都不一样。作为一种先进的技术，LTE需要系统在提高峰值数据速率、小区边缘速率、频谱利用率，并着眼于降低运营和建网成本方面进行进一步改进，同时为使用户能够获得“Always Online”的体验，需要降低控制和用户平面的时延。该系统必须能够和现有系统（2G/2.5G/3G）共存。在无线接入网（RAN）侧，将由CDMA技术改变为能够更有效对抗宽带系统多径干扰的 OFDM（正交频分调制）技术。OFDM技术源于20世纪60年代，其后不断完善和发展，90年代后随着信号处理技术的发展，在数字广播、DSL和无线局域网等领域得到广泛应用。OFDM技术具有抗多径干扰、实现简单、灵活支持不同带宽、

4、频谱利用率高支持高效自适应调度等优点，是公认的未来4G储备技术。为进一步提高频谱效率，MIMO(多输入/多输出)技术也成为LTE的必选技术。MIMO技术利用多天线系统的空间信道特性，能同时传输多个数据流，从而有效提高数据速率和频谱效率。 为了降低控制和用户平面的时延，满足低时延(控制面延迟小于100ms,用户面时延小于 5ms)的要求，目前的NodeB-RNC-CN的结构必须得到简化，RNC作为物理实体将不复存在，NodeB将具有RNC的部分功能，成为 eNodeB，eNodeB间通过X2接口进行网状互联，接入到CN中。这种系统的变化必将影响到网络架构的改变，SAE(系统架构的演进)也在进行中， 3GPP同时也在为RAN/CN的平滑演进进行规划。 作为LTE的需求，TDD系统的演进与FDD系统的演进是同步进行的。 在2005年6月在法国召开的3GPP会议上，以大唐移动为龙头，联合国内厂家，提出了基于OFDM的TDD演进模式的方案，在同年11月，在汉城举行的3GPP工作组会议通过了大唐移动主导的针对TD-SCDMA后续演进的LTE TDD技术提案。 到2006年6月，LTE的可行性研究阶

5、段基本结束，规范制定阶段开始启动。 在2007年9月，3GPP RAN37次会议上，几家国际运营商联合提出了支持TYPE2的TDD帧结构，同年11月在济州工作组会议上通过了LTE TDD融合技术提案，基于TD的帧结构统一了延续已有标准的两种TDD（TD-SCDMA LCR/HCR）模式。在RAN 38次全会上融合帧结构方案获得通过，被正式写入3GPP标准中。系统特点：a、灵活支持1.4,3,5,10,15,20MHz带宽； b、下行使用OFDMA，最高速率达到150Mbits/s,满足高速数据传输的要求； c、上行使用OFDM衍生技术SC-FDMA（单载波频分复用），在保证系统性能的同时能有效降低峰均比（PAPR），减小终端发射功率，延长使用时间，上行最大速率达到50Mbits/s； d、充分利用信道对称性等TDD的特性，在简化系统设计的同时提高系统性能； e、系统的高层总体上与FDD系统保持一致； f、将智能天线与MIMO技术相结合，提高系统在不同应用场景的性能； g、应用智能天线技术降低小区间干扰，提高小区边缘用户的服务质量； h、进行时间/空间/频率三维的快速无线资源调度，保证系

6、统吞吐量和服务质量。 系统拓扑图如下：系统连接图如下：- 18 -本方案采用基于移动TD-LTE（4G）无线网络覆盖江东中路。本设计按照每隔200米设置一个监控点，每个监控点安装1个摄像头。每个高清网络摄像机与1台TD-LTE路由器（CPE）连接，与较近的移动基站连接，这样即可接入公网中，视频图像和数据就可以实时的传回控制中心。本网络具有快速组网、快速切换和快速愈合的能力，这样机车在高速运行的时候依然能保持画面的连续和清晰。所有CPE自动网络识别、自动网络路由和快速动态重组，通过高带宽的传输通道实现高贷款的无线传输网络。本系统利用现有的移动TD-LTE网络，无需用户自己再建设网络，省去了建设无线网络的高额成本。三、系统架构设计3.1网络视频监控系统架构网络视频监控系统的逻辑结构通常可分为前端接入、业务控制/媒体交换以及用户访问三个层次，具体由中心业务平台、网络录像单元、前端网络摄像机、解码单元和客户端单元等设备组成。如下图所示：业务控制/媒体交换层业务控制/媒体交换层由中心业务平台、媒体处理分发和网络录像单元组成，主要负责业务处理控制、视音频的传送、存储以及系统管理。中心业务平台是整个

7、系统的核心，逻辑上需要实现用户和前端设备接入认证、系统设备管理、业务功能控制以及媒体分发转发等功能。网络录像单元用于实现网络媒体数据的数字化录像、存储、检索、回放以及管理。前端接入层前端接入层主要由编码单元、视频采集单元等组成。编码单元主要实现视音频信号、报警信号的采集编码、网络传输以及辅助设备（如云台、矩阵等）的控制。编码单元通过LAN、WLAN等IP网络接入中心业务平台；视频采集单元一般指监控摄像机，实现监控图像采集输入到编码单元。用户访问层用户访问层由客户端单元和解码单元组成。客户端单元是远程图像集中监控和维护管理的应用平台，主要实现图像浏览、录像回放、辅助设备控制、码流分发控制等业务功能。解码单元主要负责在客户端单元的控制与管理下，实现视音频信号的电视墙解码输出。监控客户端软件和网络视频解码器等产品构成用户访问层。3.2 监控前端设计1、 监控前端监控前端主要由视频采集单元、编码单元以及配套的辅助材料等组成。主要实现前端信息采集、编码和传输，通常由摄像机、编码器。通常指监控摄像机。监控摄像机按类型可分为球机、枪机、一体机、特殊摄像机等，根据应用场合需选择室外型。对于前端室外的安

8、装环境将充分考虑到防雷防水的措施。同时结合现场对没有路灯照明的地方将充分考虑辅助光源、红外灯等配套设备。2、 图像编码方式目前，高清百万像素网络摄像机的信号传输一般有2种：一种为Mono/RAW传输，直接通过模数转换器芯片转换成数字信号不进行任何压缩编码在网络上传输，直接将数据传输给计算机并借助计算机的处理手段在计算机中显示出来，代表产品如ProsilicaGC-Series系列、Baslerscout系列高清百万像素网络摄像机。另外一种为编码传输。网络摄像机编码压缩方式主要有：JPEG、MJPEG：JPEG压缩技术是所有图像压缩技术的基础。它适合静态图像的压缩，直接处理整个画面，压缩倍数为20-80倍，分辨率无法选择。需要等到整个压缩档案传输完成才能进行解压缩成影像画面，造成传输一个高解析画面时须耗时数十秒甚至数分钟。MJPEG（MotionJPEG）是在JPEG基础发展起来的动态图像压缩技术，可获取清晰度很高的视频图像，而且可灵活设置每路的视频清晰度和压缩帧数，并且压缩后的画面可任意剪接。但它的缺陷是：一、丢帧现象严重、实时性差，在保证每路都必须是高清晰的前提下，很难完成实时压缩。

9、二、压缩效率低，存储占用空间较大。MPEG-4：MPEG-4对传输速率要求较低，一般在4800-64000bps之间。MPEG-4技术利用很窄的带宽，通过帧重建技术，压缩和传送资料，以求以最少的数据获得最佳的图像质量。MPEG-4的特点是其更适于交互AV服务以及远程监控，是一个有交互性的动态图像标准。目前，MPEG-4被主要应用于三个领域：数字电视、交互式的图形应用（包括内容上的合成技术）、交互式多媒体领域。MPEG-4提供了标准的技术使其能被整合到产品、分类、内容访问等过程中去。MPEG4在网络视频监控应用中的优势主要包括以下几方面： a、节约存储空间：视音频全同步40M-120M/路/小时，是同质量的MPEG1或MJPEG的1/10；节省存储硬盘成本投入以及后期的硬盘更换费用；b、占用网络传输带宽少：网络传输时占用的带宽是同质量的MPEG1和MJEPG的1/10。大幅度节省了传输线路租用费；c、错误恢复能力强：当网络传输有误码或丢包现象时，MPEG4受的影响很小并且能够迅速恢复。d、图像质量高：可以达到接近DVD的效果；e、可变带宽：网络输出速率从56K-384K可调。MPEG4标准的占用带宽可调，占用带宽与图像的清晰度成正比。以目前的技术，一般占用带宽大致在几百K左右。从视频压缩编码技术来看，新一代的基于对象的编码标准MPEG-4目前是实现对视频图像编解码、压缩、传输等过程最适宜的编解码技术之一，是一种成熟可靠的视频监控编码技术。H.264： H.264是由国际电信联盟

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