量变引起质变，一个系统在小的时候更多是体现为功能性问题，但是，当系统规模扩大到一定程度后，很多结构性问题随之凸显，平安工程的建设即面临此类问题。

当前建设的“平安工程”是一项系统工程，其规模之大、覆盖范围之广都是前所未有的。所以，不同于其他普通监控系统，“平安工程”首先要应对的挑战就是系统的规模。同时，所有城市的“平安工程”建设都不可能毕其功于一役，是一个持续建设的过程：整个系统的建设可能要经历一期、二期、三期甚至更多的建设阶段；其覆盖范围可能最开始只是覆盖城市关键部位，然后扩展至整个市区，甚至多个地市联网构成省级“平安工程”；其业务应用最初可能主要聚焦于基础的“监、控、查、管”，逐步的将视频监控系统和报警系统、三台合一指挥系统整合，与多种智能视频工具整合，最后成为一个可支持多种综合应用的数字化图像平台。

可见，“平安工程”不仅仅是在接入规模方面存在可扩展性需求，同时在覆盖范围、业务应用等多方面都需要考虑系统的可扩展性。

当前有些城市采用的模数结合方案建设“平安工程”视频监控系统，如下图所示：

该方案中，矩阵完成实时监控功能，图像清晰流畅且实时性好，用DVR实现数字存储，看起来是一个完美的系统。但是当系统规模扩大时，这种模数结合的方案将面临一系列的问题：

1）单级大量图像接入受模拟系统架构限制，扩展不灵活，矩阵级联后图像质量下降，云台控制权限冲突难解决，同时多级矩阵网络级联后，图像传输数量有限，很难满足图像。灵活调度及共享的需求。

2）异构性：两套非标准技术（矩阵和DVR）硬捏在一起，集成复杂，图像压缩、传输、交换、集成、控制和存储标准性差，异构平台整合困难，成本高昂。

3）综合成本高，尤其是扩展成本：采用模拟监控，用户必须构建一张由矩阵与光纤（配合光端机）或视频电缆组成的专网，布线成本高。并且随着监控数量增大，矩阵的端口数快速增长，平均到每个监控点的投资会上升很快，考虑机房、供电、管理维护等多种因素，成本会更高。

4）可管理性可维护性差：缺乏自动管理和维护手段，缺乏自动管理和维护手段；故障无法实现自动定位，这些对于大规模系统都是不可接受的。

此外，现有的各种行业应用，如三台合一系统、指挥调度系统等，都是基于数字或IP系统开发，模拟系统无法实现与之整合。

所有这些，都成为模数结合方案无法克服的挑战。在2007年新建设的“平安工程”中普遍开始采用IP监控系统。

一个IP监控系统包含视频源、传输及交换、存储、显示及管理控制等组成部分，其中传输和交换部分、存储部分作为系统的平台部件，对整个监控系统的可扩展性有着很大的影响。IP监控系统的可扩展性设计应该至少包含以下几个方面的考虑：

1） 整个系统架构的可扩展性；

2） 交换能力的可扩展性；

3） 存储空间的可扩展性；

4） 图像业务的可扩展性；

H3C iVS通过对系统的整体架构及其各主要部分进行优化，从而实现了良好的可扩展性，使得iVS可以应对“平安工程”的规模挑战。

1、 通过优化的系统架构、标准的实现技术保障良好的架构可扩展性

iVS监控借鉴了NGN（Next Generation Network）的实现理念，NGN中有两个很重要的原则：

1） 媒体交换处理与信令控制相分离的原则：iVS IP监控方案中，所有视频业务的控制管理、信令转发都是由VM完成，但是VM不参与任何媒体层面的处理，视频编码、传输、转发、复制分发等都是由编码器和IP网络完成，其中复制分发也可由流媒体服务器完成（单播网中环境中）。这样，实现图像一次编码全程使用，不存在图像衰减问题，也不会因为系统扩展，转发环节增加而导致实时性变差。

2） 分层实现的原则：借鉴NGN的分层实现模型，iVS方案分成接入层、媒体交换层、控制管理层和业务支撑层。每层之间通过标准的信令协议进行通信，如VM对编解码器的控制采用了SIP（Session Initiation Protocol，会话初始化协议，是IP语音、视频通信、IM等的通信控制信令），层与层之间具备相对独立性，每层的实现技术可独立演进。这样，系统的升级、扩展、新业务引入都变得更简单。

iVS主要业务的实现流程如下图所示：

iVS方案中， VM是整个系统的管理和控制核心，完成所有用户和业务的控制管理，但是，实时监视流和存储流等对性能要求高的媒体处理都通过网络和相关部件分布式完成，不需经过VM，从而减轻VM的性能压力，整个系统可以支持很大的规模，如一台VM可同时管理3000个EC/DC设备，通过采用分级分域的组网，系统可支持的规模更大。

iVS分级分域的组网示意图如下，采用分级分域的架构，“平安工程”系统可实现覆盖范围的平滑扩展：

iVS用标准、开放、简洁、全IP的 NGN 系统架构取代了传统解决方案非标、异构、封闭和复杂的系统架构，所采用的技术全部为IP领域的标准技术，从方案的整体架构上保障了监控系统的可扩展性。

2、 通过优化的高品质IP网络，实现可无限扩展的“虚拟交换矩阵”

H3C iVS IP监控解决方案中，采用高品质的IP网络替代模拟矩阵，以IP网络的分组交换代替矩阵的电路交换。从而可实现几乎是无限的扩展。同时，为了保障“平安工程”监控业务的品质，H3C特意对IP监控常用的网络设备进行了优化。如针对监控应用，特意进行了网络设备的组播功能优化，从而实现多人可同时查看同一监控点的实时图像，并且保证所有人看到的图像都具备良好的实时性，如下图所示。

通过这种方式，同时可节约大量骨干网带宽。

3、 通过IP SAN专业存储，实现海量存储的可扩展性

H3C iVS IP监控解决方案中，采用专业IP SAN完成监控视频数据的存储。IP SAN是一种通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储构架，代表了当前专业存储技术发展的方向。IP SAN采用基于“数据块级”的存储方式，具备很高的性能和可扩展性，尤其适合于大容量存储读写应用。采用这种方式，存储设备可实现物理上分布式部署，逻辑上集中管理，存储容量很容易根据监控图像存储的需求实现平滑扩展。

4、 通过基于平台的API接口和SDK开发包，实现业务的可扩展性

视频监控系统的基本业务功能是实况监视、存储、点播、摄像机控制、告警处理等。但是随着“平安工程”应用的深入，人们对视频监控系统的需求已经不再满足于传统的“监、控、查、管”等基本功能，而是要求基于视频监控系统提供的音视频数据基础上，提供更多智能化的、可增值的业务能力，如车牌识别、人像识别、运动路径检测、动态感知、门禁系统联动、对讲系统联动、报警联动等。

所有这些都要求监控系统具备良好的业务扩展能力。H3C iVS系统作为一个开放、标准、的视频监控基础平台，仅在设备层面提供了编程接口，同时在监控管理平台层面也提供了API和SDK开放包。通过这些接口，H3C可以与其他业务厂商一起合作，提供更多智能化、个性化的业务。如下图所示：

系统的可扩展性包含的内容是多方面的，实现“平安工程”视频监控系统的可扩展性，仅仅靠一两个技术点的突破是不够的，需要的是对大规模监控需求和IP技术的深刻理解。H3C iVS基于IP理念设计，将监控中的视频设备、IP网络、IP-SAN存储及监控管理软件有机的融合为一个整体，充分发挥了IP网络、IP SAN、模块化软件等各种最新技术的优势，使之在监、控、存、管、用等各方面获得最佳的综合表现。尤其是iVS很好的解决了目前大规模监控所面临的广范围接入、分级分域管理、海量图像存储、多业务集成等问题，非常适合于大规模的城域监控应用。