监控系统相信大部分的电力人员都不陌生，监控系统广泛的应用于工厂，商场，写字楼，家庭中，那么监控系统是由哪些部分组成的呢？在监控系统中都有什么作用呢？
监控系统一般可以分为模拟监控系统和数字化监控系统，以前用的基本上都是模拟监控系统，现在基本上都在普及数字监控系统。下面我们以模拟监控系统为例。
全模拟视频监控系统系统主要由摄像机、视频矩阵、监视器、模拟录像机等组成，设备之间通过视频线、控制线缆等电缆连接在一起。由于系统为纯模拟方式传输，采用视频电缆(少数采用光纤)的传输距离不能太远，系统主要应用于小范围内的监控，如大楼监控等，监控图像一般只能在控制中心查看。
一个完整的视频监控系统可分为前端 、后端和传输端。
一、监控系统前端
1、监控摄像机的分类和应用。
(1)：普通枪机。
这种摄象机是Zui普遍的监控摄象机，也就是说它是按照监控摄象机的基本组成结构来制作的。这里要强调的是镜头的区别。在枪机上可以安装普通、长距离和广角镜头。按镜头的标准来说以6.0mm镜头为分界线，比其小的一般为广角镜头，角度一般大于30度。比其大的一般为长距离镜头，距离一般要大于30米。
(2)：半球摄象机。
这种摄象机除了外壳和普通枪机不同以外，其他的标准都差不多。
(3)：红外摄象机。
这种摄象机就是在普通摄象机的基础上配合红外灯来增强夜视效果的摄象机。有的普通摄象机的CCD就有感红外线功能，对于这种摄象机来说，直接加装红外灯就可以了。有的摄象机本身不含感红外线功能，这就需要对镜头加以要求，必须是可以感红外的镜头加红外灯才能满足要求。
(4)：一体化摄象机 。
这种摄象机的使用也非常频繁，它是一种将变焦镜头(分为手动和自动)和摄象机的基本组成元件一起集成起来的一种特殊的监控摄象机。
它一般有两种用途：一是与球型云台配合使用，也被称为球机中的“机芯”；二是于红外灯做到一个大的壳子中，被称为红外一体化摄象机。
2、控制云台。
(1)云台 。
云台是承载摄像机进行水平和垂直两个方向转动的装置，内置两个交流电机，负责水平和垂直的运动；水平转动的角度一般为350度，垂直转动的角度一般为75 度，水平和垂直转动的角度可以通过调节限位开关进行调整。
(2)云台解码器 。
云台解码器，是为带有云台、变焦镜头等可控设备提供驱动电源并与控制设备如矩阵进行通讯的前端设备。通常，解码器可以控制云台的上、下、左、右旋转，变焦镜头的变焦、聚焦、光圈以及对防护罩雨刷器、摄像机电源、灯光等设备的控制，还可以提供若干个辅助功能开关，以满足不同能够用户的实际需要。
3、视频服务器 。
视频服务器主要负责监控网络的数据信息管理和网络客户授权等。视频服务器是由一个或多个模拟视频输入口、图像数字处理器、压缩芯片和一个具有网络连接功能的视频数字处理器所构成。视频服务器将输入的模拟视频信号数字化处理后，以数字信号的模式传送至网络上，从而实现远程实时监控的目的。
二、监控系统后端
1、硬盘录像机
硬盘录像机(DigitalVideoRecorder，DVR)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，用一台设备就能取代模拟监控系统一大堆设备的功能，在价格上也逐渐占有优势。DVR采用的是数字记录技术，在图像处理、图像储存、检索、备份、以及网络传递、远程控制等方面也远远优于模拟监控设备，DVR代表了电视监控系统的发展方向，是目前市面上电视监控系统的shou选产品。
2、视频矩阵
将视频图像从任意一个输入通道切换到任意一个输出通道显示。一般来讲,一个M×N矩阵：表示它可以支持M路图像输入和N路图像输出。这里需要强调的是必须要做到任意，即任意的一个输入和任意的一个输出。
3、显示设备
视频采集卡的显示就是在电脑显示器上面，硬盘录像机的有两种接口，可以接电视机和液晶显示器。拼接屏，显示器，监视器等
4、控制设备
控制设备用于控制摄像机、多画面切换、录像、拍照等。所有可控摄像机都可以在打开窗口画面上按下鼠标右键进行控制，也可选择右侧的按钮进行控制。具体有灯光开关、镜头变近变倍远、聚焦近聚焦远、雨刷开关、打开/关闭双向语音对讲、方向控制等功能
三、传输端
1，光光纤视频线。
(1)多模光纤。
多模光纤(Multi ModeFiber)：中心玻璃芯较粗(50或62.5μm)，可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，随距离的增加会更加严重。多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。
(2)单模光纤。
单模光纤(Single ModeFiber)：中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。其模间色散很小，适用于远程通讯，稳定性要好。单模光缆传输距离要长一些，理论能达到120公里(主要还是看设备，目前的光电转换设备大多数只做到120公里以下)，而多模光缆的传输距离只有2公里。
2、光端机
(1)光端机的工作原理
光端机是用来将光信号和电信号互相转换的一种设备,它对所传信号不会进行任何压缩. 它的作用主要就是实现电-光和光-电转换。
(2)光端机的典型物理接口如下：
BNC接口：BNC接口是指同轴电缆接口，BNC接口用于75欧同轴电缆连接用，提供收(RX)、发(TX)两个通道，它用于非平衡信号的连接。光纤接口
光纤接口：是用来连接光纤线缆的物理接口。通常有SC、ST、FC等几种类型。
RS-485通信接口：RS-485采用平衡发送和差分接收方式实现通信：发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A,B两路输出，经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。由于传输线通常使用双绞线，又是差分传输，又极强的抗共模干扰的能力，总线收发器灵敏度很高，可以检测到低至200mV电压。故传输信号在千米之外都是可以恢复。RS-485Zui大的通信距离约为1219M，Zui大传输速率为10Mb/S，传输速率与传输距离成反比，在100Kb/S的传输速率下，可以达到Zui大的通信距离。
3、光缆终端盒
光缆终端盒主要用于光缆终端的固定，光缆与尾纤的熔接及余纤的收容和保护。终端盒是光缆的端头接入的地方，通过光跳线接入光交换机。终端盒通常是安装在机架上的，可以容纳光缆端头的数量比较多。
一个交换机能带动多少个网络监控摄像头？千兆交换机一般接200万网络摄像机几个？24个网络头，用一台24口百兆交换机行不行？今天我们就这些问题，来系统深入地了解一下。
一、根据摄像机的码流和数量来选择
1、摄像机码流
选择交换机前，要弄清楚每路图像占用多少带宽。
2、摄像机数量
要弄清楚交换机的带宽容量。常用交换机有百兆交换机、千兆交换机。它们的实际带宽一般只有理论值的 60~70%，它们端口的可利用带宽大致是 60Mbps 或 600Mbps。
举例：根据你使用的网络摄像机的品牌看单台码流，再去估算一台交换机能接多少台摄像机。比如130万：960p摄像机单台码流通常4M，用百兆交换机，那么就可以接15台(15×4=60M)；用千兆交换机，可以接150(150×4=600M)。200万：1080P摄像机单台码流通常8M，用百兆交换机，可以接7台(7×8=56M)；用千兆交换机，可以接75台(75×8=600M)。这些都是以主流的H.264摄像头为例给大家讲解的，H.265减半就可以了。
从网络拓扑结构上来讲，一个局域网通常是两到三层结构。接摄像机那端为接入层，一般用百兆交换机就够了，除非你在一个交换机上接了很多个摄像机。
汇集层、核心层则要按该交换机汇聚了多少路图像来计算。计算方法如下：如果接 960P 的网络摄像机，一般 15路图像以内，用百兆交换机；超过 15路则用千兆交换机；如果接 1080P 的网络摄像机，一般 8 路图像以内，用百兆交换机，超过 8路则用千兆交换机。
二、交换机的选择要求
监控网络有三层架构方式：核心层，汇聚层，接入层。
1、接入层交换机的选择
条件 1： 摄像机码流：4Mbps，20 个摄像机就是 20*4=80Mbps。也就是说，接入层交换机上传端口必须满足80Mbps/s 的传输速率要求，考虑到交换机实际传输速率(通常为标称值的 50%，100M 的也就 50 M左右，)，接入层交换机应选用具有 1000M 上传口的交换机。
条件 2： 交换机的背板带宽，如选择 24 口的交换机，自带二个 1000M 口，总共 26口，则接入层的交换机背板带宽要求为：(24*100M*2+1000*2*2)/1000=8.8Gbps 的背板带宽。
条件 3： 包转发率：一个 1000M 口的包转发率为 1.488Mpps/s，则接入层的交换机交换速率为：(24*100M/1000M+2)*1.488=6.55Mpps。
根据以上条件得出： 当有 20 路 720P 摄像机接入一个交换机时，此交换机至少必须具有 1 个 1000M 上传口、20个以上的 100M 接入端口才能满足需求。
2、汇聚层交换机的选择
假如总共有5个交换机接入，每个交换机有20摄像机，码流为4M,那么汇聚层的流量为：4Mbps*20*5=400Mbps，那么汇聚层的上传端口必须是 1000M 以上的。
如果 5 个 IPC 接入一个交换机，一般情况下需使用一个 8 口的交换机，那么这个 8口的交换机是否满足要求？可以看如下三个方面：
背板带宽：端口数*端口速度*2=背板带宽 ，即8*100*2=1.6Gbps。
包交换率：端口数*端口速度/1000*1.488Mpps=包交换率，即8*100/1000*1.488=1.20Mpps。有些交换机的包交换率有时计算出不能达到此要求，那么就是非线速交换机，当进行大容量数量吞吐时，易造成延时。
级联口带宽：IPC 的码流*数量=上传口的Zui小带宽，即4.*5=20Mbps。通常情况下，当 IPC 带宽超过 45Mbps时，建议使用 1000M 级联口。
三、到底该如何选择交换机？
举例有个园区网，500 多个高清摄像机，码流 3~4 兆，网络结构分接入层‐汇聚层‐核心层。存储在汇聚层，每个汇聚层对应 170个摄像机。
面临的问题：如何选择产品，百兆与千兆的差别，影响图像在网络中传输的原因有哪些，哪些因素是与交换机相关的……
1、背板带宽
所有端口容量x端口数量之和的 2倍应该小于标称背板带宽，可实现全双工无阻塞的线速交换，证明交换机具有发挥Zui大数据交换性能的条件。
例如：一台Zui多可以提供 48 个千兆端口的交换机，其满配置容量应达到 48 ×1G×2=96Gbps，才能够确保在所有端口均在全双工时，提供无阻塞的线速包交换。
2、包转发率
满配置包转发率(Mbps)=满配置 GE 端口数×1.488Mpps+满配置百兆端口数 × 0.1488Mpps ，其中 1个千兆端口在包长为 64 字节时的理论吞吐量为1.488Mpps。
例如：如果一台交换机Zui多能够提供 24 个千兆端口，而宣称的包转发率不到 35.71 Mpps(24 x 1.488Mpps =35.71)，那么就有理由认为该交换机采用的是有阻塞的结构设计。
一般是背板带宽和包转发率都满足的交换机才是合适的交换机。背板相对大、吞吐量相对小的交换机，除了保留了升级扩展的能力外，就是软件效率/专用芯片电路设计有问题；背板相对小、吞吐量相对大的交换机，整体性能比较高。
摄像机码流影响清晰度，通常是视频传输的码流设定(包含了编码发送及接收设备的编解码能力等)，这是前端摄象机的性能，与网络无关。通常用户认为清晰度不高，认为是网络原因造成的想法实际是个误区。
根据上面的案例，计算：
码流：4Mbps
接入：24*4=96Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps
汇聚：170*4=680Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps
3、接入交换机
主要考虑到接入到汇聚之间的链路带宽，即交换机的上联链路容量需要大于容纳的摄象机数*码率。
这样视频实时录像就没有问题，但如果有用户在实时看到录像，就还需要考虑到这个带宽，每个用户查看一个视频占用的带宽就是4M，如果一个接入交换机的每个摄象机都有一个人在看，就需要摄象机数*码率*(1+N)的带宽，即24*4*(1+1)=128M。
4、汇聚交换机
汇聚层需要处理 170 只摄象机的 3‐4M 码流(170* 4M=680M)，也就意味着汇聚层交换机需要支持转发680M 以上的交换容量。一般存储都接在汇聚上，视频录像是线速转发。
但要考虑到实时查看监控的带宽，每个连接占用 4M，一条 1000M 的链路可以支持 250 个摄像头被调试调用。每台接入交换机接24 个摄像头，250/24，相当于网络可以承受每个摄像头有 10 位用户在实时查看的压力。
5、核心交换机
核心交换机，需要考虑交换容量以及到汇聚的链路带宽，因为存储是放置在汇聚层的，核心交换机没有视频录像的压力，即只要考虑多少人看多少路视频即可。假设该案例内，有10 人监看，每人看 16 路视频，即交换容量需要大于 10*16*4=640M。
6、交换机选择重点
局域网内的视频监控进行交换机选择时，接入层和汇聚层交换机的选择通常只需要考虑交换容量的因素就够了，因为用户通常都是通过核心交换机连接并获取视频的。由于主要压力是在汇聚层交换机，因为既要承担监控存储的流量，还要承担实时查看调用监控的压力，选择适用的汇聚交换机显得非常重要。