一、概述

　　回顧視頻監(jiān)控市場，各監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)鑒采用的信令控制協(xié)議不統(tǒng)一,造成互聯(lián)互通的技術(shù)門檻. 這有點(diǎn)類似于80年代我國交換機(jī)市場七國八制的狀況.這些原因阻礙網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代對(duì)大規(guī)模電信級(jí)視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程訪問、集中管理的需要。

　　業(yè)界探討出兩種解決思路：

　　n 從監(jiān)控行業(yè), 在現(xiàn)有平臺(tái)集成SIP為業(yè)務(wù)通訊協(xié)議,來承載/管理前端;

　　n 從IMS/NGN通訊平臺(tái),IMS/NGN平臺(tái)天生適合IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)、分布式部署、智能化監(jiān)控的要求，是視頻監(jiān)控系統(tǒng)更有力解決方案。借肋SIP簡單靈活在現(xiàn)有資源上很好的集成SIP Cam, 相當(dāng)于將SIP Cam充當(dāng)一路SIP終端,于后臺(tái)添加監(jiān)控業(yè)務(wù);

　　整體而言, SIP簡單靈活、分布式控制，故將SIP作為未來市場視頻監(jiān)控的主流協(xié)議已成為業(yè)界共識(shí)。中國電信集團(tuán)也在其《中國電信家庭視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)技術(shù)規(guī)范》中推薦將SIP協(xié)議作為首選控制協(xié)議來實(shí)現(xiàn)。本套SIP智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)以寬帶網(wǎng)為依托，是集遠(yuǎn)程監(jiān)控、傳輸和管理于一體的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，適用于公安、交通、金融、學(xué)校、醫(yī)院、物業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。該系統(tǒng)摒棄了以往專線設(shè)計(jì)概念，采用通用的SIP協(xié)議，完全滿足了網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代對(duì)大規(guī)模電信級(jí)視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程訪問、集中管理的需要，是真正滿足電信級(jí)互聯(lián)互通的應(yīng)用解決方案。

　　二、SIP簡介

　　會(huì)話初始化協(xié)議SIP(Session Initiation Protocol)是一個(gè)在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行多媒體通信的應(yīng)用層控制協(xié)議，它被用來創(chuàng)建、修改、終結(jié)一個(gè)或多個(gè)參加者參加的會(huì)話進(jìn)程。會(huì)話可能是終端之間任何類型的通信，它可以是視頻話路、即時(shí)消息處理話路和協(xié)作話路。任何情況下，該協(xié)議都不會(huì)定義或限制使用的業(yè)務(wù)。而且，傳輸、QoS、計(jì)費(fèi)、安全性等問題都由基本核心網(wǎng)絡(luò)和其他協(xié)議處理。

　　2.1 SIP信令的控制模式和分布式架構(gòu)

　　SIP協(xié)議的通信方式是一個(gè)分布的、客戶機(jī)/服務(wù)器(Client/Server，C/S)、水平的控制結(jié)構(gòu)，采用多點(diǎn)控制單元(MCU)或全互連的方式代替組播發(fā)起多方呼叫，透明地支持名字映射和重定向服務(wù)，分為呼叫信令、注冊(cè)信令和重定向信令等模塊，通過其他相關(guān)或獨(dú)立的協(xié)議體系提供其他相關(guān)或獨(dú)立的功能和業(yè)務(wù)。其采用C/S結(jié)構(gòu)的消息機(jī)制，對(duì)呼叫的控制是將控制信息封裝到消息的頭域中，通過消息的傳遞來實(shí)現(xiàn)。因此，SIP系統(tǒng)的終端比較智能化，不只提供數(shù)據(jù)，還提供呼叫控制信息，其他各種服務(wù)器則用來進(jìn)行定位、轉(zhuǎn)發(fā)或接收消息。這樣，SIP將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜度推向了網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，因此更適于構(gòu)建智能型的用戶終端。

　　SIP是一個(gè)分層結(jié)構(gòu)的協(xié)議，其行為根據(jù)一組平等獨(dú)立的處理階段來描述，每一階段之間只是松耦合。協(xié)議分層描述是為了表達(dá)從而允許功能的描述可在一個(gè)部分跨越幾個(gè)元素，某元素包含某層是指它順從該層定義的規(guī)則集。SIP通信步驟：1)注冊(cè)登記，發(fā)起和定位用戶;2)進(jìn)行媒體協(xié)商，通常采用SDP方式來攜帶媒體參數(shù);3)由被叫方來決定是否接納該呼叫;4)呼叫媒體流建立并交互;5)呼叫更改或處理如呼叫轉(zhuǎn)移;6)呼叫終止。

　　一個(gè)SIP基本網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它應(yīng)該包括幾個(gè)基本邏輯單元UA，代理服務(wù)器(SIP PROXY)，注冊(cè)服務(wù)器(Registrar)，重定向服務(wù)器(Redirect Server)和B2BUA：

　　由上圖所示，SIP UA或終端構(gòu)成對(duì)話的端點(diǎn)：它發(fā)送或接收SIP請(qǐng)求和響應(yīng)。UA在邏輯上可分為：

　　UA Client： 發(fā)起請(qǐng)求的主叫方應(yīng)用;

　　UA Server： 接收、重定向或拒絕請(qǐng)求，代表用戶給到來的請(qǐng)求發(fā)送響應(yīng)。  [nextpage]

　　SIP中間服務(wù)器是SIP消息在到達(dá)其最終目的地前所經(jīng)過的邏輯實(shí)體，這些中間服務(wù)器用于對(duì)請(qǐng)求路由和重定向。服務(wù)器包括代理服務(wù)器(Proxy Server)，重定向服務(wù)器(Redirect Server)，注冊(cè)服務(wù)器(Registrar)和B2BUA。

　　SIP作為基于Internet環(huán)境的一種信令控制協(xié)議，突破了H.323協(xié)議集中、層次控制的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，其核心思想是邀請(qǐng)新成員加入一個(gè)已經(jīng)存在的會(huì)話或創(chuàng)建一個(gè)新的會(huì)話，各成員之間可以通過組播、單播或兩者結(jié)合的方式進(jìn)行交互，從而具有可擴(kuò)展性、靈活性、互操作性、可重用性等多種優(yōu)良特性。因此，SIP信令天生適合IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)、分布式部署、智能化監(jiān)控的要求，是視頻監(jiān)控系統(tǒng)信令機(jī)制發(fā)展的必然趨勢。

　　三、SIP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

　　Grandstream做為通訊行業(yè)早期及主要SIP協(xié)議提倡者和視頻/語音終端提供者, 在2008年進(jìn)入數(shù)字視頻監(jiān)控終端產(chǎn)品市場, 創(chuàng)新及將網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)及相應(yīng)DVS設(shè)備集成SIP信令的協(xié)商和控制，及集成通訊業(yè)界流行H264視頻流, 及希望將更有機(jī)會(huì)融合入IMS/NGN網(wǎng)絡(luò), 為運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)體系添加更多的增值業(yè)務(wù).

　　通過我們的理解,IMS/NGN系統(tǒng)采用信令控制與媒體流交換分離的機(jī)制，通訊系統(tǒng)中的音視頻流不由SIP服務(wù)器集中管理，而通過網(wǎng)絡(luò)的處理交換以分布式形式分發(fā)至媒體服務(wù)器，避免了處理媒體流的性能壓力而造成系統(tǒng)瓶頸，從而可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控規(guī)模的無限制擴(kuò)展。

　　基于SIP的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用域管理方式，支持大規(guī)模的視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)。SIP視頻監(jiān)控系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成。

　　(1)監(jiān)控前端

　　主要為Grandstream CL3601系列網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和CL350x系列網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器。

　　監(jiān)控前端可以將監(jiān)控圖像進(jìn)行數(shù)字化處理，發(fā)送到客戶端供用戶觀看。

　　(2)客戶端

　　主要為Grandstream SIP 視頻話機(jī)?？蛻舳耸墙邮找曨l監(jiān)控前端傳輸過來的視頻編碼數(shù)據(jù)，對(duì)編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼顯示。

　　(3)IMS/NGN系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，所有的控制及管理都有該部分完成。

　　如上圖所示，監(jiān)控前端采用REGISTER的方法進(jìn)行注冊(cè)和注銷。按照安全的級(jí)別分類，分為符合標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證注冊(cè)、基于口令的雙向認(rèn)證注冊(cè)和基于數(shù)字證書的雙向認(rèn)證注冊(cè)等。采用基于SIP的呼叫機(jī)制，并把一些自定義的消息格式也以文本形式封裝在SIP消息體中，從而形成了控制消息格式的統(tǒng)一，也便于進(jìn)一步的擴(kuò)展。SIP協(xié)議的一個(gè)重要的功能就是用來創(chuàng)建多媒體會(huì)話，并且在相關(guān)的承載協(xié)議中規(guī)定了流傳送的能力集交互方法，通過INVITE方法能很好的完成大型集中監(jiān)控平臺(tái)所需要的實(shí)時(shí)視頻流監(jiān)控。用戶遠(yuǎn)程通過SIP視頻電話即可隨時(shí)對(duì)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行查看，并可通過SIP實(shí)現(xiàn)雙向語音?？刂屏鞣矫嬉部梢杂肧IP的一些基本方法來實(shí)現(xiàn)，比如用 INVITE或者SUBSCRIBE，NOTIFY機(jī)制來實(shí)現(xiàn)報(bào)警發(fā)送，用INFO或者M(jìn)ESSAGE方法來實(shí)現(xiàn)PTZ控制和配置。在視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)中，云臺(tái)和鏡頭的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制和報(bào)警是非常重要的功能，由于SIP協(xié)議沒有對(duì)監(jiān)控功能進(jìn)行定義，所以標(biāo)準(zhǔn)SIP協(xié)議不能完成監(jiān)控的云鏡控制和報(bào)警功能，這就需要對(duì)SIP協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展。對(duì)SIP進(jìn)行擴(kuò)展應(yīng)該在SIP協(xié)議的擴(kuò)展原則框架下進(jìn)行。 [nextpage]

　　四、系統(tǒng)優(yōu)勢

　　3.1 遠(yuǎn)程監(jiān)控只需撥號(hào)

　　Grandstream CL3601系列網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和CL350x系列網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器是領(lǐng)先的整合了SIP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品，只需要一個(gè)簡單的撥號(hào)即可從SIP視頻話機(jī)上遠(yuǎn)程觀看到監(jiān)控區(qū)域的畫面并可以和現(xiàn)場進(jìn)行雙向語音通話。而如果設(shè)置了報(bào)警輸出到SIP視頻電話，一旦監(jiān)控區(qū)域發(fā)生報(bào)警事件，您可以馬上從遠(yuǎn)端觀看到現(xiàn)場所發(fā)生的情況。達(dá)到了視頻監(jiān)控和通信的完美結(jié)合。

　　3.2 靈活的遠(yuǎn)程控制

　　遠(yuǎn)程用戶可以通過撥號(hào)進(jìn)入Grandstream的SIP視頻監(jiān)控終端，通過SIP視頻話機(jī)上的數(shù)字鍵或者軟電話來遙控觀看角度;進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、傾斜和變焦的操作。使用戶自由地觀看，并檢查他們想要查看的地方，同時(shí)享受視頻監(jiān)控的樂趣和方便靈活的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

　　3.3 多樣的安全性增強(qiáng)功能

　　Grandstream的SIP視頻監(jiān)控終端可以連接到多個(gè)外部安全設(shè)備，包括振動(dòng)傳感器，煙霧傳感器，蜂鳴器或危險(xiǎn)燈，以便輕松和靈活地創(chuàng)造一個(gè)智能安全系統(tǒng)。Grandstream的SIP視頻監(jiān)控終端可控制通過調(diào)度策略的安全機(jī)制，以確保監(jiān)控區(qū)域安全。

　　3.4 帶寬節(jié)省

　　Grandstream的SIP視頻監(jiān)控終端基于國際先進(jìn)的H.264算法，可輕松實(shí)現(xiàn)高清晰圖像的低網(wǎng)絡(luò)帶寬傳輸。并可進(jìn)行多種碼流設(shè)置，使有限的Internet連接帶寬采用適當(dāng)?shù)囊曨l質(zhì)量。從而得到一個(gè)舒適的用戶體驗(yàn)。

　　五、總結(jié)

　　監(jiān)控系統(tǒng)作為通信系統(tǒng)的一種，采用相應(yīng)的信令機(jī)制使系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備協(xié)同工作，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。信令系統(tǒng)是通信網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)，是通信網(wǎng)必不可少的重要組成部分。信令是一種機(jī)制，通過這種機(jī)制，構(gòu)成通信網(wǎng)的用戶終端，各個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)可以相互交換各自的狀態(tài)信息和提出對(duì)其他設(shè)備的接續(xù)要求，從而使網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)整體運(yùn)行。監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)、分布式部署、智能化監(jiān)控。而SIP作為相應(yīng)的信令機(jī)制所具有的特點(diǎn)如下表所示：