《网络工程)第9章现代专业网络应用系统-v2剖析

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1、第9章 现代专业网络应用系统,普通高等教育“十二五”国家级规划教材,9.1 IP网络电话系统,网络电话又称为VOIP电话，是通过互联网直接拨打对方的固定电话和手机， 包括国内长途和国际长途，而且资费比用传统电话拨打便宜5到10倍。 宏观上讲可以分为软件电话和硬件电话。,9.1 IP网络电话系统,软件电话就是在电脑上下载软件， 然后购买网络电话卡，然后通过耳麦实现和对方（固话或手机）进行通话； 硬件电话比较适合公司、话吧等使用，首先要一个语音网关，网关一边接到路由器上，另一边接到普通的话机上，然后 普通话机即可直接通过网络自由呼出了。,9.1.1 技术手段,网络电话系统软件运用独特的编程技术，具

2、有强大的IP寻址功能，可穿透一切私网和层层防火墙。 网络电话是基于VoIP技术的语音通信软件，与语音交换服务器、电话网关和接点交换服务器构成完整的语音通信平台， 网络语音通信平台的用户呼叫和建立连接过程中传输的控制数据采用了自主开发的信令控制协议.,9.1.1 技术手段,该控制协议是在UDP协议的基础上开发的，具有会话建立速度快、资源占用少的特点，. 网络电话系统以语音交换服务器为核心，任何一个网络电话的用户只有登陆到语音交换服务器上后，才可以使用网络电话软件进行语音通信。 这种以服务器为核心的策略，不仅提高了VoIP通信的可管理性，更使提供VoIP通信服务成为一种可以运营的电信服务业务。,9

3、.1.2 网络电话原理,网络电话通过把语音信号经过数字化处理、压缩编码打包、透过网络传输、然后解压、把数字信号还原成声音，让通话对方听到。 话音从源端到达目的端的基本过程是： （1）声电转换 （2）量化采样 （3）封包 （4）传输,9.1.1 技术手段,语音网关: 使普通电话能够通过网络进行通话的电子设备；,9.1.3 网络电话实现方式,计算机 计算机IP电话 （ PC to PC ） 这种方式适合那些拥有多媒体电脑（声卡须为全双工的，配有麦克风）并且可以连上互联网的用户，通话的前提是双方电脑中必须安装有同套网络电话软件。,9.1.3 网络电话实现方式,计算机 - 电话IP电话（PC to P

4、hone） 作为呼叫方的计算机，要求具备多媒体功能，能连接上因特网，并且要安装IP电话的软件。被叫方拥有一台普通电话即可 但这种方式必须向IP电话软件公司付费。目前这种方式主要用于拨打到国外的电话,9.1.3 网络电话实现方式,电话-电话 IP电话 （Phone to Phone） 这种方式即“电话拨电话”，需要IP电话系统的支持。IP电话系统一般由三部分构成：电话、网关和网络管理者。,9.1.3 网络电话实现方式,电话是指可以通过本地电话网连到本地网关的电话终端； 网关是Internet网络与电话网之间的接口，同时它还负责进行语音压缩； 网络管理者负责用户注册与管理，具体包括对接入用户的身份

5、认证、呼叫记录并有详细数据（用于计费）等等。,9.1.3 网络电话实现方式,这种方式在充分利用现在电话线路的基础上，满足了用户随时通信的需要，是一种比较理想的IP电话方式。,9.1.3 网络电话实现方式,网络电话典型案例 - SKYPE Skype是网络即时语音沟通工具。具备IM所需的其他功能，比如视频聊天、多人语音会议、多人聊天、传送文件、文字聊天等功能。 它可以免费高清晰与其他用户语音对话，也可以拨打国内国际电话，无论固定电话、手机均可直接拨打，并且可以实现呼叫转移、短信发送等功能.,9.1.3 网络电话实现方式,IP电话资费比较,9.2 网络视频会议系统,网络视频会议系统是指两个或两个以

6、上不同地方的个人或群体，通过传输线路及多媒体设备，将声音、影像及文件资料互传，实现即时互动的沟通，以实现会议目的的系统设备。 网络视频会议系统”实际上应被称作“网络多媒体通讯系统”，而“视频会议”只是网络多媒体通讯系统非常典型的一种基本应用而已。,9.2.1 网络视频会议应用,网络多媒体通讯系统的基本功能在于满足人们跨越空间界限，实现异地“面谈”的需求。 除了“视频会议“的基本应用之外，它还可以实现远程教学、远程医疗、网络营销、可视化协同办公、异地面试、客户远程支持服务，客户远程支持服务等等具体应用。,9.2.2 视频会议系统协议标准,目前市场成熟的、基于硬件的视频会议系统大体上可以分为两类，

7、基于H.323标准的视频会议系统和基于H.320标准的视频会议系统。 大多数视频会议系统采用基于H.323的硬件视频会议系统。,9.2.3 视频会议系统组成结构,1. 组网结构 视频会议系统的网络结构随与会者参加方式的不同分为点对点组网结构和多点会议组网结构两种。 而多点会议组网结构中根据MCU数目可分为两类：单MCU方式和多MCU方式。 而多MCU方式一般又可分为两种：星型组网结构和树型组网结构。,9.2.3 视频会议系统组成结构,视频会议系统的网络结构,9.2.3 视频会议系统组成结构,2视频终端 视频会议系统终端分为桌面式会议终端和会议室型会议终端两大类。 其主要功能是：完成视频信号/音

8、频信号的采集、编辑处理及输出显示、数字信号的压缩编码和解码，最后将压缩码流经线路接口送到信道。,9.2.3 视频会议系统组成结构,3.网关 网关是一台功能强大的计算机，提供异种网络之间的连通性，它是传统电路交换网络和现代IP网络之间的桥梁。,9.2.3 视频会议系统组成结构,4多点控制单元MCU 多点控制器（Multipoint Control Unit,MCU）,又叫多点控制单元，是多点视频会议系统的关键设备,它的作用相当于一个交换机的作用, 将各会议场点所需的各种信息重新组合起来,送往各相应的终端系统设备。,9.2.3 视频会议系统组成结构,5网守（会务器 Gatekeeper） 网守在分

9、组交换网络中主要提供准入控制和地址翻译功能，控制其它网络区域的网守协同工作，召开网络区域之间的会议。一般配置在网络中心。,9.3 安防视频监控系统,安防监控系统是应用光纤、同轴电缆或微波在其闭合的环路内传输视频信号，并从摄像到图像显示和记录构成独立完整的系统。 它能实时反映被监控对象，通过录像机记录下来。 同时报警系统设备对非法入侵进行报警，产生的报警型号输入报警主机，报警主机触发监控系统录像并记录。,9.3.1 安防监控系统的构成,安防监控系统一般主要由前端部分、传输部分、控制部分、大屏幕显示墙显示部分、防盗报警部分和系统电源等几部分构成。,9.3.1 安防监控系统的构成,1. 前端部分 前

10、端完成模拟视频的拍摄，探测器报警信号的产生，云台、防护罩的控制，报警输出等功能。 主要包括：摄像头、电动变焦镜头、室外红外对射探测器、双监探测器、温湿度传感器、云台、防护罩、解码器、警灯、警笛等设备。 2. 传输部分 传输部分主要由同轴电缆组成。,9.3.1 安防监控系统的构成,3. 控制部分 该部分是安防监控系统的核心，它完成模拟视频监视信号的数字采集、MPEG-1压缩、监控数据记录和检索、硬盘录像等功能。 4. 大屏幕显示墙显示部分 该部分完成在系统显示器或监视器屏幕上的实时监视信号显示和录像内容的回放及检索。系统支持多画面回放，所有通道同时录像，系统报警屏幕、声音提示等功能。,9.3.1

11、 安防监控系统的构成,5.防盗报警部分 在重要出入口、楼梯口安装主动式红外探头，进行布防，在监控中心值班室（监控室）安装报警主机，一旦某处有人越入，探头即自动感应，触发报警，并在主机上自动切换成报警摄像画面。 6. 系统供电 系统的供电可以采用集中供电和分散供电两部分，用户可以根据实际的需要进行选择。,9.3.2 安防监控设备,1. CCD摄像机 CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写。 （1）分辨率的选择 评估摄像机分辨率的指标是水平分辨率，其单位为线对，即成像后可以分辨的黑白线对的数目。常用的黑白摄像机的分辨率一般为380-600，彩色为380-480，其

12、数值越大成像越清晰。,9.3.2 安防监控设备,(2) 成像灵敏度 通常用最低环境照度要求来表明摄像机灵敏度，黑白摄像机的灵敏度大约是0.02-0.5Lux(勒克斯)，彩色摄像机多在1Lux以上。 0.1Lux的摄像机用于普通的监视场合；在夜间使用或环境光线较弱时，推荐使用0.02Lux的摄像机。,9.3.2 安防监控设备,(3) 电子快门 电子快门的时间在1/50-1/100000秒之间，摄像机的电子快门一般设置为自动电子快门方式，可根据环境的亮暗自动调节快门时间，得到清晰的图像。 (4) CCD芯片的尺寸 CCD的成像尺寸常用的有1/2“、1/3“等，在相同的光学镜头下，成像尺寸越大，视场

13、角越大。,9.3.2 安防监控设备,2. 摄像机镜头 摄像机镜头就光圈而言可分为手动光圈镜头及自动光圈镜头两种，就焦距而言又可分为定焦镜头及变焦镜头两种。 对于在环境照度恒定的情况下，如电梯轿箱内、封闭走廊里、均可选用手动光圈镜头，对于环境照度处于经常变化的情况，如门厅、窗口及大堂内等，均需选用自动光圈镜头,9.3.2 安防监控设备,3. 监控用云台 其实云台就是两个交流电机组成的安装平台，可以水平和垂直的运动。监控用云台是通过控制系统在远程可以控制其转动以及移动的方向的。 按外形分为普通型和球型，球型云台是把云台安置在一个半球形、球形防护罩中。,9.3.2 安防监控设备,4. 红外对射探测器

14、 红外对射探测器全名叫“光束遮断式感应器”(Photoelectric Beam Detector)，其基本的构造包括瞄准孔、光束强度指示灯、球面镜片、LED指示灯等。 其侦测原理乃是利用红外线经LED红外光发射二极体,再经光学镜面做聚焦处理使光线传至很远距离,由受光器接受。当光线被遮断时就会发出警报。,9.3.2 安防监控设备,5. 硬盘录像机 硬盘录像机（DigitalVideoRecorder， DVR），即数字视频录像机，相对于传统的模拟视频录像机，采用硬盘录像，故常常被称为硬盘录像机，也被称为DVR。 硬盘录像机的主要用途是将前端设备（如摄像机）传送过来的图像模拟信号转变成数字信号，

15、经压缩后存储在硬盘，一般分为PC式和嵌入式。,9.3.2 安防监控设备,它是一套进行图像存储处理的计算机系统，具有对图像/语音进行长时间录像、录音、远程监视和控制的功能。 DVR集合了录像机、画面分割器、云台镜头控制、报警控制、网络传输等五种功能于一身。 目前市面上主流的DVR采用的压缩技术主要使用MPEG-4、H.264；,9.3.2 安防监控设备,PC式硬盘录像机还可细分如下： 、工控机PC DVR 、商用机PC DVR 、服务器PC DVR,工控机PC DVR,9.3.2 安防监控设备,6. 大屏幕显示墙显示部分 大屏幕显示墙是由多个单元体共同拼凑而成，使用多个显示设备共同显示一个整屏的

16、图像，主要由拼接单元、多屏处理器、信号切换与分配、控制系统等部分组成。,9.3.3 安防监控系统的应用,应用领域 - 金融行业（各银行网点、信用社、邮政储蓄的远程集中联网监控） - 公安、交通系统（城市道路监控、高速路监控、城市治安联防监控、“数字城管”“平安城市”监控系统） - 教育系统（考场监控、校园保安监控、远程教学等）,9.3.3 安防监控系统的应用,- 油田、煤矿系统（油井、输油管道、矿井的远程集中联网监控） - 电信、水利、电力行业（机房、无人值守基站的联网监控） - 跨省市的大型企、事业单位、连锁经营店铺等 - 娱乐商业场所（歌舞厅、网吧、酒吧、夜总会） - 军队、医院,9.4 VOD视频点播 / IPTV交互式网络电视,视频点播简称VOD（Video on Demand）,也称为交互式电视点播系统，意即根据用户的需要播放相应的视频节目。用户可以随时直接点播希望收看的内容。 VOD技术不仅可以应用在电信的宽带网络中，同时也可以应用在小区局域网及有线电视的宽带网络中。,9.4.1 视频点播系统的构成,视频点播VOD系统主要由服