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物联网新时代 IPv6技术何时大举进军安防?

时间:2013/4/12 10:03:17 点击:326

  核心提示:在这个信息灵动、科技不断更新换代的二十一世纪,网络技术受到越来越多的青睐,将进入人们日常生活的每一部分。近年来热炒的物联网正是这样一个概念,进入物联网时代可能身边的每一样东西都需要连入因特网,随之而来的弊端就是IPv4地址空间正在逐渐耗尽,在安防行业同样遇到此等发展困境。因此,IPv6技术与安防千丝...

  在这个信息灵动、科技不断更新换代的二十一世纪,网络技术受到越来越多的青睐,将进入人们日常生活的每一部分。近年来热炒的物联网正是这样一个概念,进入物联网时代可能身边的每一样东西都需要连入因特网,随之而来的弊端就是IPv4地址空间正在逐渐耗尽,在安防行业同样遇到此等发展困境。因此,IPv6技术与安防千丝万缕的关系,都成为行业翘首关注的话题。

  IPv6技术的“庐山真面”

  有学者和专家认为,IPv6技术能让下一代互联网真正移动起来。那么,什么是IPv6呢?它是“Internet Protocol Version 6”的缩写,是IETF设计的用于替代现行版本IP协议IPv4的下一代IP协议。它的提出最初是因为随着互联网的迅速发展,IPv4定义的有限地址空间将被耗尽,地址空间的不足必将影响互联网的进一步发展。

  为了扩大地址空间,拟通过IPv6重新定义地址空间。IPv4采用32位地址长度,只有大约43亿个地址,估计在2005~2010年间将被分配完毕,而IPv6采用128位地址长度,几乎可以不受限制地提供地址。按保守方法估算IPv6实际可分配的地址,整个地球每平方米面积上可分配1000多个地址。在IPv6的设计过程中除了一劳永逸地解决地址短缺问题以外,还考虑了在IPv4中解决不好的其它问题。

  IPv6技术的主要优势体现在以下几方面:扩大地址空间、提高网络的整体吞吐量、改善服务质量(QoS)、安全性有更好的保证、支持即插即用和移动性、更好实现多播功能,其中最突出的是IPv6技术大大地扩大了地址空间,恢复了原来因地址受限而失去的端到端连接功能,为互联网的普及与深化发展提供了基本条件。当然,IPv6并非十全十美、一劳永逸,解决所有问题。

  IPv6技术只能在发展中不断完善,也不可能在一夜之间发生,过渡需要时间和成本,但从长远看,IPv6技术有利于互联网的持续和长久发展。

  IPv6技术能为安防带来什么

  网络化是安防行业未来的发展方向之一。随着社会安防化的不断加强,现在不论是在公共场所、行业市场还是家庭都有难以数计的安防终端设备。目前CCTV模拟视频监控被越来越灵活的IP数字化监控系统逐渐取代。

  网络监控的应用范围逐步扩大,许多行业用户对监控的需求已经不仅仅满足于本地的联网监控,而是在原有本地联网监控基础上,要求进行省级乃至全国范围内跨区域的大联网监控。

  作为大千世界各种网络设备的一分子,安防网络化也必须使用TCP/IP协议,要接入网络,不管是局域网还是广域网,必须有一个网内唯一身份标识:IP地址。显然,IPv4已经无法满足日益增长的IP地址分配需求,只有IPv6才能从根本上解决这个问题。

  IPv6技术除了解决IP地址分配不足之外,还提高了网络基础设施性能和质量。比如,IPv6使用更小的路由表,能提高路由器转发数据包的速度,对实时性要求很高的视频监控业务来说非常有用;IPv6增强了组播支持以及对流的支持,方便视频流的转发和控制;IPv6有更高的安全性,可以方知视频监控数据被非法窃取。

  如果IPv6技术的普及势在必行,那么在安防行业内,哪些安防产品或平台有望率先奔入IPv6时代呢?可以预测,传统的DVR产品、新晋的IP Camera产品以及NVR产品等等接入一些大的平台(比如全球眼、宽视界,中兴平台等等)。如果平台支持IPv6技术,必然对安防产品率先奔入IPv6时代是一股强劲的催化剂。

  这是安防行业新一轮的技术革命!基于IPv6技术的网络视频监控则可以大有作为,主要表现在以下四个方面:

  第一,基于IPv6技术的网络视频监控系统,具有CIF、DCIF、D1等多种录像分辨率,能满足用户对图像高清晰度的要求。系统可以实现图像画质在CIF和D1之间的任意转换,允许多个远程用户通过Web浏览器对网络摄像头进行多种控制操作(浏览、回放、控制云台、镜头调节等);

  支持监控摄像机和访问终端之间的相互认证功能,支持图像传输质量的自适应控制。基于IPv6技术的网络视频监控系统同时还具有良好的接入认证、鉴权与计费能力,拒绝非可信用户入网,支持多种计费方式,有良好的业务受理、系统故障报告等运营、维护和管理功能等。

  第二,基于IPv6的无线网络监控系统:具有多种无线宽带接入技术,能够实现一个有完整体系结构、有通信服务质量保障和灵活扩展能力的宽带无线监控系统,实现基于无线城域网的IPv6语音通信和多媒体传输服务。支持802.16、802.16a/d、802.16e和IPv6的无线基站原型设备,支持IPv6分组路由功能,支持MPLS功能。

  第三,基于IPv6的网络视频会议系统会具有视频会议所需要的全部功能,可以实现网络语音和视频全方位交流,方便的远程会议管理,便捷的文件传送,通过PC机+Internet的方式,把一个全新的媒体与通讯体验带给用户。

  第四,基于IPv6的网络视频服务器:系统能支持多媒体业务和流媒体业务,能根据用户需要的带宽提供和用户等级优先权的管理能力,能合理调度和使用系统内的资源,具有适应NGI或NGN特点的地址或编号方案。可与现有网的视讯会议系统实现互通,提供数字版权保护机制,具有保障片源提供者利益的机制。

  之前也提到,IPv6技术最大的特点是提供了更多的IP地址空间。安防行业的网络监控,与传统的监控系统相比,具有更高的灵活性和可扩展性,依托现有的网络资源可轻松地实现远程实时监控;

  和硬盘录像机相比,具有无可比拟的网络远程传输优势,并且嵌入式系统也不用担心病毒。但也应该看到,网络监控系统更多的要依赖于网络质量,会受带宽以及网络稳定性的影响,网络视频服务器也尚不能完全发挥出它自身的优势,比如在带宽低的情况下,就不能获得很好的视频质量。

  除上述情况外,IPv6技术出现后,丰富的IP地址资源以及增强的网络安全性,将给网络监控设备带来更多的便利,让其变得更加独立,且安装更方便、系统更安全,有效地防止了数据泄漏,这让将来的网络监控变得更加安全可靠。

  以往的网络监控设备,受限于稀缺的网络IP资源,在远程监控方面,给大规模的应用(如进入家庭)带来了一定的困难。IPv6技术将直接改变这一点,它可以让每一个网络视频服务器都有一个独立的IP地址,而具有独立IP的网络视频服务器会让公网监控变得更加简便。在世界上任意一个地方,只要能上互联网,大家都可以在公网上轻易的实现远程监控。

  IPv6技术的发展还将节省数据流所占用的网络带宽,这使得将来的网络监控即使在网络资源有限的情况下,也能获得较好的音视频效果。例如,荣硕科技目前的视频服务器就是着眼于未来的IPv6技术而开发的,视频服务器已完成支持IPv6技术准备并可在线升级,可以在远程低带宽的情况下实时的传输娱乐级DVD画质的监控视频,其独有的定码流技术,使得即使在网络质量不稳定的情况下,也能传输清晰稳定的视频流,而且,网络监控的可扩展性、远程传输等优势随着IPv6的广泛应用也会日益凸现出来。

  随着IPv6技术的发展,丰富而廉价的IP资源也会催生更多的网络产品,如带网络功能的智能家居。将来,家里的每一个电器都是有独立的IP地址,我们可以在互连网上监视和控制家里的一切,如通过网络控制热水器、制微波炉,千里之外,享受到网络给我们带来的便利。

  IPv6在安防“小露头角”

  “小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”。中国网通于2006年基于CNGI示范网项目,在北京、上海、广州等地部署了IPv6视频监控系统,并在北京建成视频监控网管中心。中国网通为北京奥组委提供采用端到端IPv6技术的实时视频监控方案,提供了近50个奥运场馆100个监控节点的实时视频和温度环境监控,在北京奥运会期间发挥了积极作用。

  IPv6视频监控应用的主要场景包括:北京2008奥运会场馆监控/通信机房监控;城市交通状况实时监控/监测;旅游热点地区监控;居民小区的安全、防火监控;企业、学校、幼儿园的实时监控等。

  IPv6视频监控技术将会在如交通管理、应急指挥等大规模网络视频监控的行业中应用。同时,在城市安防建设中,IPv6技术也逐步发挥其应有的作用。例如,在智能小区里面,通过引入IPv6技术,使得智能小区楼宇可视对讲中的音、视频数字化处理和传输成为可能。

  数字化楼宇可视对讲门铃由于使用了IPv6技术,提供了多种门禁开锁功能,室内机开锁、管理中心开锁、密码开锁、RF感应卡开锁、指纹开锁任何开锁详细信息都将记录下来送达管理中心。室内机可支持多路防区,支持设防和撤防探头的选择,在设防和撤防状态改变时能够通知管理中心并做记录。

  防盗类报警探头需要设防才起作用,一旦盗情出现,室内机进行秘密拍照录音,然后自动向预设的主人电话拨号和社区物业管理中心秘密报警。紧急类报警探头如火灾、瓦斯无需设防,一旦出现警情,室内机在第一时间自动向预设的主人电话拨号,并向社区物业管理中心报警。

  因此我们可以说,安防行业与IPv6早有“联谊”,只是应用规模较小而言。目前,随着安防技术的发展,基于传统CCTV的模拟视频监控系统已经风光不再,取而代之的是高效灵活的IP数字化系统。烽火网络作为IPV6技术的积极倡导者,几年前就致力于IPv6技术和产品的研发。

  安防行业中IPv6技术应用主要以IP网络视频监控系统为主,应用的IPv6技术是承载IP视频流支持IPv6协议的网络监控设备。目前,嵌入式视频监控系统已成为国内外视频监控系统应用的主流,但是在 IPv4平台下存在地址不足、不能合理分配带宽、安全性能及移动性能差等诸多问题,而新一代 IPv6协议不仅能很好的解决以上问题,而且还具有可以提高视频传输速度和传输质量等多方而的优点。

  如何使嵌入式视频监控系统与 IPv6技术相结合是当前监控系统研究的一个重要方向。摄像头和视频服务器组合在一起称为视频服务端或网络摄像机,每个视频服务端分配一个独立 IPv6后通过双绞线接入网络,客户端通过IP网络直接访问和控制视频服务端。摄像头和麦克风将采集的模拟音视频信号送入内部嵌入式Linux操作系统的视频服务器,并通过双绞线接入网络。

  模拟信号被送入编码器编码成 MPEG-4的视频流和ADPCM的音频流,从编码器出来的音视频流再被分为两路,一路送入本地的视频监视器,另一路通过网络发送到客户端。客户端把服务器端传来音视频数据分为两路,一路进行客户端存储,另一路启动 irectShow流水线,将视频信号和音频信号分离,分别送入各自的解码器(视频信号采用MPEG-4解码器解码)。最后,解码后的音视频信号被送入对应的设备进行实时预览。

  IPv6技术应用在安防,还包括智能家居方面。随着信息家电和家庭网络应用的发展,以及家庭网络普及程度的提高,多种家庭网络技术和标准在一个家庭中并存的情况将成为普遍现象,但是多种网络技术并存给我们带来的的是重复投资和资源冲突。如果采用了IPv6 技术,多种家庭网络技术并存的现状将得到大大改善。

  从目前智能技术的主流来看,所支持的应用主要可以划分为:智能控制、媒体(音视频)共享、安防报警,视频监控等几类。从数据流向来看,可以划分为;家庭内部和家庭外部的数据流动和家庭内部的数据流动两大类。

  像家电远程控制、家庭间媒体数据共享、三表远抄、远程医疗、物业安全管理等应用涉及家庭内部和外部的数据流动;像家庭内部DV、DVD、电视机等媒体设备的资源传送、家庭内部的智能控制终端、家庭内部的灯光自动调节、窗帘自动开启等应用属于家庭内部的数据流动。现在家庭网络的发展状况是:同样是家庭内外的数据流动依应用的不同采用独立的技术、独立的数据通道实现,家庭内部的情况也是如此。要想达到多种技术的互通和融合,IPv6 技术是最好的选择之一。

  在技术通用性方面,IPv4 和IPv6 网络具有同样的优势,可以支持目前主流的智能家居应用, 但是在家庭这一特殊的网络环境下,IPv6 网络将比IPv4网络更有优势,主要体现在可以为每个家电分配一个IP 地址和提供更安全的家庭网络使用两个方面。巨大的地址空间是IPv6技术的优势之可以支持为全球每一个在用的家电分配一个真实的IPv6 地址。

  理论上讲,每一个IPv6 家电都可以和任何其它IPv6 互联网主机或者其它IPv6家电进行任何形式的数据交流。如此宽泛的技术基础为任何希望进行的、以数据交换为支撑的家庭网络应用都可以提供广泛的支持和实现。

  IPv6技术在安防遇到的尴尬

  对安防行业来说,IPV6技术带来的是一个机遇与挑战并存的局面,应用IPv6技术可以使安防系统的规模更大,设备即插即用,安全性更好,业务服务能力和保障机制更强更灵活,各种移动的终端都可以随时随地接入网络进行浏览。但任何新生事物都有一定的发展规律,新技术的应用不可避免也会遇到发展中的一些阻力。

  首先,安防领域作为一个特殊的领域,其安全性、保密性尤其重要,所以目前网络架设大部分仍然采用局域网、或者其他方式,真正在广域网上挂载IP设备的应用还没有得到广泛普及。纵观目前安防行业,视频的分辨率正逐步从CIF、D1逐渐走向高清(720P或者1080P),这预示着更大码流、更高质量的图像逐步占领市场。

  如果要在广域网上实现高清还需要解决众多问题,如:带宽、安全性、实时性、效率等等,如果这些问题不能够很好地解决,那么挂载到广域网上可能就存在很大的风险,即使换作IPv6,面临的也是同样的问题。协议替换本身并不能带来质的飞跃,所以,还是无法从根本上解决问题。

  其次,安防产品要完全支持IPv6技术还需软硬件的配合才能实现,而新产品要支持IPv6技术需同时考虑到旧的路由器、交互设备等存在的兼容可能性,此外旧产品的升级在软硬件上都需要花销大笔开支,而这些支出的必要性对于生产厂商、平台提供商和最终用户而言,除了满足IP地址外,并无特别重大的意义,这也造就了IPv6技术在用户层面推广的大难题。

  再次,对于IPv6能够降低IPv4网络的复杂性和成本的优势也只有制造商能够体会到,用户和运营商却无法感受到,尤其是市场普遍缺乏IPv6新技术亮点的典型案例,用户考虑到成本和安全性问题,导致安防产品短期内还是会以IPv4协议为主导。所以大部分用户还都持观望态度,这就导致整个产业链缺乏推动IPv6技术的动力。

  此外,安防行业要普及IPv6的建设,还需要解决以下问题:运营商/平台商级别的支持,需要在硬件设备上、通信协议上奠定基础工作,全面兼容IPv4,我们有理由相信IPv4的应用不会迅速止步,因而解决兼容等问题势在必行。

  最后,IPv6技术即使真正大规模商用应该是通信/IT领域先商用,只有提供了一定的网络应用环境之后,安防行业才会开始大规模应用IPv6技术。

  综上所述,现阶段安防行业还不具备大规模应用IPV6技术的环境基础,可以说IPv6技术对目前的中国安防市场来说,还仅仅是一个前沿技术。

  IPv6技术大举应用安防还在路上

  目前IPv6技术在安防领域的应用时机还不完全成熟,必要性方面不是很迫切,IPv4暂时还能满足需求。但是IPv6作为下一代互联网协议已经引起了各国家、运营商、IT设备商的足够重视,一些网络基础设施和核心设备都已经陆续开始支持使用,由于在具体实施方面涉及了应用需求、经济利益、投资和设备升级换代等限制,目前还没有大规模推广,而是处于与IPv4相互并存和过度的阶段。

  但谁都不可否认,从IPv4升级为IPv6是全球信息高速公路的一次整体大提速,它必将在全球掀起新一轮的信息技术创新大潮。未雨绸缪,IPv6技术将引发安防企业新的技术竞争。

  设备的支持是IPv6技术应用的关键

  IPv6技术体现在安防系统的结合方面首先是设备层次的结合,其次才是兼容IPv6操作系统的上层应用软件方面的结合。只有安防设备和通信网络都支持IPv6协议,IPv6技术的安防应用才有其实际意义。这其中的关键在于安防系统能否真正将IPv6的技术优势发挥出来,改善现有的IPv4弱势的一面。

  技术的储备是企业竞争的关键

  目前,IPv6技术在市场上还处于导入期,国外的主流厂商已经在IPv6商用方面进入了先期的投入,对于国内设备商来说现阶段还很少见到支持IPv6的设备出现。

  因此对国内安防企业来说应当增加研发投入,在数字化和网络化IPv6时代来临之前做好充分的技术积累储备,才可以在IPv6普遍应用时跟国外厂商竞争,在机遇来临之前占有自己的一席之地。

  IPv6技术何时乘风破浪在安防行业大规模应用,相信已不太遥远。

作者:IPv6edu.com 来源:天极网


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