在平安城市的建设中，视频监控从传统监控所面临的楼宇、园区应用急剧扩大，监控点从十几个、几十个监控点扩展到数千个、上万个监控点，覆盖范围从一两平方公里扩大到几十、上百平方公里。很多问题也随之产生，例如大量前端接入的管理问题、海量数据存储和检索问题、大容量视频分发的性能问题、长距离图像传输的延迟问题等，本文重点探讨在大范围城市联网监控中，如何满足大量视频图像的同时复制转发分发，并且图像传输延迟在允许范围之内，以保证并发访问时图像质量不受影响。

传统流媒体服务器分发方式的问题

平安工程建设中的最大难题，来自超大的建设规模带来的一系列接入、管理、存储、转发等问题。长期以来，传统的IP视频监控方案在进行图像的实时观看或录像点播时，大都是采用流媒体服务器来进行视频图像的转发和复制分发，而在转存的时候，流媒体服务器还要承担将视频流转为文件进行集中存储的功能，加大了服务器的处理压力。上述方式都是采用标准服务器安装流媒体分发软件的方式来完成，这种方式由于自身架构的因素，在应用中会有如下问题：

l 大容量转发时，清晰度和实时性不足

在规模较小的监控应用中，流媒体服务器方案可以满足视频流的转发，时延也可以达到应用要求，但是在城市监控中，当出现突发情况时，往往会出现各级公安部门、相关政府机关同时调用同一监控点实时图像的情况。由于视频流的实时监视主要采用单播方式，前端编码器需要通过流媒体服务器将视频信息进行多路转发，而媒体服务器转发性能受限于服务器架构，本身处理能力有限，大量用户同时观看某路或某几路图像时，必然导致服务器压力陡升，视频图像传输延迟加大，清晰性和实时性均会受到影响。

l 性能有限、可靠性差

广地域、高密度、跨系统的视频监控就好比一辆“大车”，这种监控不仅仅是区域的，有可能是跨市、跨省，监控路数经常是上千路；而传统的媒体服务器分发方式就好比一匹“小马”，由于其自身架构的局限性，已经越来越难以满足专业监控的需要。单台服务器的转发能力通常在几十路到几百路不等，只能适用于园区规模的应用，当监控容量扩大到城域甚至广域、需要大量视频分发的时候，通常采取的主要措施是只能增加服务器数量来分担单台服务器的性能压力，但服务器分散后，带来的问题是视频分发的故障点也会增加，从而导致服务器维护管理方面的难度增加，同时由于服务器本身无法提供冗余及负载分担，可靠性不足，需要额外配置冗余服务器来完成网内服务器故障时的冗余和负载分担。

流媒体方案与网络的融合—媒体交换机

由上面的问题我们可以看出，平安工程城市监控系统的建设，使监控系统的网络规模迅速扩大，通过对传统流媒体解决方案的修补，难以真正满足平安工程对图象质量、实时性、性能和维护管理的需求。

解决上述问题的一个有效思路是将流媒体转发方案与网络相结合，利用网络设备本身强大的交换转发能力来完成海量视频媒体流的转发和分发，从而在城市监控系统的建设中，有效保证大量前端视频流的流畅转发。在H3C iVS IP智能监控解决方案中，UMS9005媒体交换机就是将网络与媒体转发结合起来的创新设备，它是H3C基于多年的网络技术积累以及对流媒体应用的深刻理解，依靠成熟的路由交换平台，面向专业监控市场应用开发的高性能媒体交换机，实现大规模的实时媒体流分发。

UMS9005媒体交换机采用H3C高端交换机架构，通过集成CROSSBAR交换网来完成跨板的业务交换，具有高可靠、大容量、低时延等特点，VTDU视频转发处理板是UMS9005媒体交换机的业务处理核心，创新性地采用了网络处理器（NP）技术来进行海量媒体流的复制分发，网络处理器器（NP）由多个微码处理器和硬件协处理器组成，多个微码处理器在NP内部并行处理，通过预先编制的微码来控制处理媒体转发流程，同时采用硬件协处理器来提高处理性能，从而实现了软件媒体处理业务灵活性和硬件转发高性能的有机结合，突破了传统软件分发的性能和成本瓶颈。

UMS9005媒体交换机具有以下特点：

l 电信级大容量、高性能媒体流分发

由于采用了NP技术来进行媒体流的复制分发，UMS9005媒体交换机实现了超大容量、低时延的媒体流复制分发，从而保证了视频图像的清晰度和实时性。一般的PC服务器架构媒体服务器处理能力通常为1G，而每块VTDU视频转发处理板可达到8Gbps的转发性能，转发时延小于10毫秒。一台UMS9005媒体交换机最大可配置4块VTDU业务板，远远超过了媒体服务器的处理能力。

l 兼容各种媒体格式视频流，实现单组播转换

UMS9005媒体交换机同时兼容各种编码格式（MPEG2、MPEG4、H.264等）的媒体流，可应用于专业视频监控、IPTV等领域，满足媒体分发系统超大规模部署、高业务品质的需求。

同时，UMS9005媒体交换机还可接收单播或组播媒体流进行复制分发，复制后的媒体流又可灵活地以单播或组播的方式发送出去。这种良好的对媒体承载方式的适应性增强了媒体分发系统的网络适应能力。客户可根据系统的网络状态灵活部署，既能充分利用组播网络的优势，又可在单播网络上开展业务。

l 电信级架构及高可靠性

UMS9005媒体交换机基于H3C成熟的路由交换平台开发，采用分布式的体系架构，所有关键部件（主控板、电源等）都采用冗余设计，保证了系统具有电信级的高可靠性。

UMS9005媒体交换机可配置两块主控板，工作在主从模式。主用主控板发生故障时，系统自动倒换，备用主控板快速接管业务，保证业务连续性。主备倒换完成后，备用板成为主用板，而原来的主用板在重新启动后成为备用板。电源系统配置双电源模块，任何一个电源模块的故障都不影响系统的运行。而且电源模块支持热插拔，可进行故障电源模块的在线更换。

UMS9005媒体交换机中的VTDU业务板支持分布式部署，可由视频管理服务器调度实现故障保护和负载均衡。从而在单台设备体系中实现完善的冗余及可靠性保护。

l 全面的可管理可维护特性

UMS9005媒体交换机支持SNMP协议，可与H3C网管系统平台配合，实现对媒体分发业务的统一网管，可以对媒体分发业务进行统计，如系统当前的分发连接数、累计分发连接数量，上报告警给网管系统，由系统进行全面的故障处理。

同时UMS9005媒体交换机提供命令行配置管理接口，支持中、英文双语界面，管理员可以对媒体交换机进行本地配置或通过Telnet登录对媒体交换机进行本地或远程配置。

媒体交换机的组网应用

UMS9005定位在平安城市监控中大容量的视频转发和分发，既可集中部署在市公安局主控管理中心，也可分布部署在规模比较大的区分控中心，完成分布式的转发。

用户在查看实时视频图像时，UMS9005接收前端视频编码器发出的实时媒体流，复制分发给硬件解码器或软件客户端进行解码播放。

综上，UMS9005是H3C结合了多年网络技术积累与流媒体应用深刻理解的创新性应用。在平安城市大容量监控系统的建设中，采用UMS9005媒体交换机，可以有效解决传统媒体分发方式带来的性能不足、可靠性差以及管理维护等问题，充分满足了大型监控系统及媒体分发系统超大规模部署、高业务品质的需求。