【文章內(nèi)容簡介】 和步伐下，服務(wù)于國家教育考試考務(wù)管理與服務(wù)平臺及網(wǎng)上巡查、音視頻指揮等系統(tǒng)的建設(shè)同時，積累了深厚的技術(shù)及行業(yè)應(yīng)用和創(chuàng)新經(jīng)驗，在業(yè)內(nèi)率先推出了“一個平臺、多種應(yīng)用”的標準化考點整體解決方案。其中一個平臺，為各級考試指揮中心提供集網(wǎng)上巡查和應(yīng)急指揮、考試綜合業(yè)務(wù)管理、學(xué)生身份驗證、高科技作弊防控為一體的數(shù)據(jù)分析、綜合管理和指揮調(diào)度的平臺解決方案，而基于同一平臺的多種應(yīng)用則為各標準化考點提供了完整的系統(tǒng)解決方案。國家教育考試標準化考點服務(wù)平臺是采用IMS體系結(jié)構(gòu)，在國家教育考試和考務(wù)管理業(yè)務(wù)需求導(dǎo)向和驅(qū)動下，利用SIP、P2P、VoIP、IPTV、可快速構(gòu)建考試考務(wù)管理的多媒體綜合應(yīng)用平臺；該平臺可在業(yè)務(wù)持續(xù)完善的過程中實現(xiàn)快速調(diào)整，以求得最大的可復(fù)用性，并隨著國家教育考試管理體制發(fā)展而不斷演進的平臺該平臺采用IMS(IP Multimedia Subsystem, IP多媒體子系統(tǒng))體系構(gòu)架，IMS是下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù), 也是解決移動與固網(wǎng)融合，語音、數(shù)據(jù)、視頻三重融合的主要技術(shù)手段,它能夠滿足現(xiàn)在的終端客戶更新穎、更多樣化多媒體業(yè)務(wù)的需求。IMS體系結(jié)構(gòu)利用軟交換技術(shù)，實現(xiàn)了業(yè)務(wù)與控制相分離、呼叫控制與媒體傳輸相分離， 在彈性、低成本地提供豐富種類的服務(wù)上具有優(yōu)勢。標準化考點服務(wù)平臺采用軟件平臺技術(shù)，各類多媒體應(yīng)用軟件開發(fā)的通用基礎(chǔ)平臺，為軟件設(shè)計和開發(fā)提供有效的導(dǎo)向和依據(jù)，可大幅度地提升系統(tǒng)軟件的開發(fā)、發(fā)布和維護的效率及質(zhì)量，提高開發(fā)效率、降低成本、提高應(yīng)用軟件的可靠性，是提高標準化考點建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)手段。標準化考點服務(wù)平臺是受國家教育考試考務(wù)管理業(yè)務(wù)驅(qū)動不斷發(fā)展和完善的平臺，在業(yè)務(wù)需求的驅(qū)動，完善和發(fā)展各類基礎(chǔ)服務(wù)模塊，不斷豐富平臺的功能，提高平臺的可靠性。標準化考點服務(wù)平臺是業(yè)務(wù)融合的平臺，它利用各類先進技術(shù)，如：IMS、SIP、P2P、VoIP、IPTV、應(yīng)急指揮、學(xué)生身份驗證、高科技作弊防控、考試綜合管理等系統(tǒng)的高度融合。系統(tǒng)需在統(tǒng)一平臺上同時解決標準化考點對網(wǎng)上巡查、雙向音視頻指揮和考務(wù)工作綜合管理的需求，并充分滿足“國家教育考試考務(wù)管理與服務(wù)平臺”的五級級聯(lián)架構(gòu)和公網(wǎng)多用戶并發(fā)要求，要求圍繞統(tǒng)一平臺、實現(xiàn)多種功能應(yīng)用的建設(shè)目標開展建設(shè)和規(guī)劃。在滿足“國家教育考試考務(wù)管理與服務(wù)平臺”的五級級聯(lián)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，最大程度上的進行設(shè)備復(fù)用、線路復(fù)用和網(wǎng)絡(luò)復(fù)用來節(jié)約投資。巡查指揮平臺作為考務(wù)工作的核心機構(gòu)，需要對考場監(jiān)控圖像進行實時調(diào)看以及對下級巡查指揮中心進行實時雙向音視頻指揮，所以為提高整個系統(tǒng)穩(wěn)定性，需采用嵌入式的電視墻服務(wù)器對巡查圖像和音視頻指揮圖像進行統(tǒng)一解碼，并同時輸出至電視墻。嵌入式電視墻服務(wù)器具備4路的HDMI（或者DVI、VGA）信號，并能通過統(tǒng)一的管理軟件來對多臺電視墻服務(wù)器進行管理操作。要求整個系統(tǒng)都由巡查指揮管理平臺服務(wù)器進行統(tǒng)一管理：包括SIP網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、音視頻巡查指揮服務(wù)器、音視頻巡查指揮終端、編碼設(shè)備、解碼設(shè)備等以及各級系統(tǒng)用戶的帳號、權(quán)限等、和用戶權(quán)限分配等都由巡查指揮管理服務(wù)器統(tǒng)一設(shè)置，方便設(shè)備集中管理、減輕工作人員的操作負擔(dān)，節(jié)約人力及物力。系統(tǒng)能對巡查圖像與音視頻指揮圖像同時統(tǒng)一錄制，便于實時再現(xiàn)以前的音視頻指揮過程，且系統(tǒng)必須使用專用播放器才能夠進行歷史數(shù)據(jù)的回放以保證錄像數(shù)據(jù)的安全性。教育考試網(wǎng)上巡查指揮系統(tǒng)作為一個全國性質(zhì)的聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，它主要是利用數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、視頻技術(shù)、系統(tǒng)工程、管理技術(shù)等高科技手段，建立全方位發(fā)揮作用的安全、可信、實時、高效的數(shù)字化、信息化的國家教育考試指揮、管理、監(jiān)控、服務(wù)體系。因此對于網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)境有相當(dāng)高的要求。教育考試網(wǎng)上巡查指揮系統(tǒng)都需要作為一個獨立的平臺進行運行以及與上級平臺進行聯(lián)網(wǎng)，所以每個平臺都需要一個獨立的外網(wǎng)（公網(wǎng)）IP地址。當(dāng)每級的教育考試網(wǎng)上巡查指揮系統(tǒng)作為一個獨立的系統(tǒng)運行時，有合法帳號以及權(quán)限的用戶可能需要通過網(wǎng)絡(luò)對其系統(tǒng)進行訪問，這時還需要這個獨立的外網(wǎng)（公網(wǎng)）是固定的。比如：。源計算機30000源路由器40000目的路由器50000目的計算機6000源目的源30000目的50000Data源目的源40000目的50000Data源目的源40000目的60000Data通常情況下教育考試網(wǎng)上巡查指揮系統(tǒng)中所用的SIP服務(wù)器、媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器及巡查指揮中心管理平臺、視頻指揮服務(wù)器等設(shè)備都部署在內(nèi)網(wǎng)中，只有通過網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換，外部網(wǎng)絡(luò)的計算機才能訪問這些服務(wù)、網(wǎng)上巡查指揮系統(tǒng)才能正常工作。廣義上的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換是指路由器修改IP包的IP地址和端口使之能夠正確達到目的地的過程，下圖詳細描述了兩個內(nèi)網(wǎng)計算機通訊過程中的地址轉(zhuǎn)換過程。NAT（網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換)有三種類型：靜態(tài)NAT(Static NAT)、動態(tài)地址NAT(Pooled NAT)、網(wǎng)絡(luò)地址端口轉(zhuǎn)換NAPT（Port－Level NAT），目前市場面上大部分路由器、防火墻均支持該功能。靜態(tài)NAT可以將一個外網(wǎng)IP完全分配給內(nèi)網(wǎng)的一臺計算機，如果外網(wǎng)IP地址比較富裕（如：省/市巡查中心）可以采用這種策略，假設(shè)SIP服務(wù)器、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)、管理服務(wù)器內(nèi)網(wǎng)IP地址分別為：、19可做下列靜態(tài)NAT:服務(wù)器外網(wǎng)IP內(nèi)網(wǎng)IPSIP服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器管理服務(wù)器如果只有一個外網(wǎng)IP地址則需要用到網(wǎng)絡(luò)地址端口轉(zhuǎn)換（NAPT）,NAPT通過IP地址端口去定位內(nèi)部計算機，可做下列NAPT:服務(wù)類型外網(wǎng)IP端口內(nèi)網(wǎng)IP端口端口類型WEB服務(wù)8080TCPSIP服務(wù)99029902UDP國標拉流服務(wù)30000310003000031000UDP視頻指揮服務(wù)9000，9868~98769000，9868~9876UDP不同網(wǎng)絡(luò)運營商之間的網(wǎng)絡(luò)問題：由于目前中國網(wǎng)絡(luò)存儲電信、聯(lián)通、教育網(wǎng)等等不同的運營商，這些運營商之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)會極大的影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，尤其是電信、聯(lián)通與教育網(wǎng)之間的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接相當(dāng)差。所以建議上下級間盡量選用同一運營商的網(wǎng)絡(luò)，以保證上下級網(wǎng)絡(luò)能夠運行暢通。符合《國家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)視頻標準技術(shù)規(guī)范 》中規(guī)定的視頻壓縮格式，CIF格式的圖像一路占用的帶寬為600K~800k左右，存儲一路一小時250M左右；，而存儲一路一小時500M左右。下面是各級網(wǎng)上巡查系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)帶寬的具體要求（在此需要考慮網(wǎng)絡(luò)帶寬的實際利用率，以及穩(wěn)定性，一般帶寬的實際利用率一般只有50%左右。如：30M的帶寬實際帶寬可能只有15M）：學(xué)校：以同時傳送四路圖像為例，那么每個學(xué)校的上傳帶寬為：D1：*4=；學(xué)校上傳四路D1格式圖像，學(xué)校多是上傳圖像為主。所以學(xué)校的帶寬以上傳為標準，一般一個學(xué)校有10M的上傳帶寬來傳送巡查系統(tǒng)的圖像就可以了。另外學(xué)校考場前端所有的音視頻流都匯集到監(jiān)控中心的巡查平臺和存儲服務(wù)器，對網(wǎng)絡(luò)鏈路中交換機的背板帶寬和包轉(zhuǎn)發(fā)要求較高，線路使用千兆或萬兆主干光纖網(wǎng)路。建議采用的核心交換機整機性能的交換容量≥256Gbps、包轉(zhuǎn)發(fā)率≥，配置 ≥24個10/100/1000千兆電口、4個100/1000千兆bo口。接入交換機性能傳輸速率10/100/1000Mbps，背板帶寬56Gbps，包轉(zhuǎn)發(fā)率42Mpps，端口數(shù)量28個，端口24個10/100/1000Mbps自適應(yīng)以太網(wǎng)端口，4個GE/FE SFP獨立光口。接入交換機至核心交換機的連接采用光纖傳輸方式。建設(shè)方案包括三大部分：網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要求、考場建設(shè)、監(jiān)控中心建設(shè)。考點要計劃177個監(jiān)控點的考場建設(shè)，每個考場（監(jiān)控點），48個考場攝像機和拾音器共用1臺4路或8路流媒體服務(wù)器（編碼器），經(jīng)編碼器編碼注冊連接至考點巡查平臺（管理SIP注冊服務(wù)器、媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器）。同時在監(jiān)控中心可以配置一臺數(shù)字畫面分割器（電視墻服務(wù)器）做為解碼設(shè)備。全校177個監(jiān)控點通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)集中圖像數(shù)據(jù)存儲。由于本次考點的考場都采用D1的網(wǎng)絡(luò)攝像機進行考場建設(shè)，所以視頻圖像對于網(wǎng)絡(luò)的要求較高，考慮到整套系統(tǒng)建設(shè)完成后，占用網(wǎng)絡(luò)帶寬很大，在本次方案建設(shè)中將對本套系統(tǒng)所用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進行重新建設(shè)（設(shè)計）。在每棟樓之間需要有網(wǎng)絡(luò)連接，并且每個教室要有網(wǎng)絡(luò)接口。其網(wǎng)絡(luò)建設(shè)示意圖如下：網(wǎng)絡(luò)布線原則上按照學(xué)校原有校園網(wǎng)絡(luò)的線路進行布線，如果教室與樓層交換機之間在距離超過100米，則需要考慮增加光纖交換機等。在本方案中暫時按100米以內(nèi)計算。在本次項目中采用的核心交換機整機性能的交換容量≥256Gbps、包轉(zhuǎn)發(fā)率≥，配置 ≥24個10/100/1000千兆電口、4個100/1000千兆bo口。接入交換機性能傳輸速率10/100/1000Mbps，背板帶寬56Gbps，包轉(zhuǎn)發(fā)率42Mpps，端口數(shù)量28個，端口24個10/100/1000Mbps自適應(yīng)以太網(wǎng)端口，4個GE/FE SFP獨立光口。接入交換機至核心交換機的連接采用光纖傳輸方式。注：由于采用全數(shù)字方案設(shè)計，所以各樓宇交換機要采用1000M交換機，并且要求交換機的背板數(shù)據(jù)處理能力要與所接入的網(wǎng)絡(luò)攝像機個數(shù)配置（）。每個考場安裝1個攝像機，每個考場（監(jiān)控點），48個考場攝像機和拾音器共用1臺4路或8路流媒體服務(wù)器（編碼器），然后將音視頻編碼后，通過每棟樓的接入交換機與中心核心交換機的鏈路，注冊連接至考點巡查平臺（管理SIP注冊服務(wù)器、媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器），并在中心錄像存儲服務(wù)器實現(xiàn)音視頻集中存儲。教室內(nèi)安裝定定焦的網(wǎng)絡(luò)攝像機需要注意以下幾點：要無死角監(jiān)控整個教室。在教室內(nèi)安裝攝像機時，才能將距離攝像機最近的部分進行監(jiān)控。攝像機安裝時不能正對強光（即不能正對教室窗戶），安裝在講臺或者教室后方靠近窗戶一則就可以（即前后位置都可以安裝，只要鏡頭不正對教室的窗戶即可），其示攝像機安裝方式有兩種。方式一： 安裝在C墻（教室后方），其示意圖如下：一般安裝在C墻（教室后面），靠近A墻（即窗戶）一則，讓攝像機鏡頭對著教室前門一則（避免攝像機鏡頭正對強光源（窗戶）），（即攝像機鏡頭≤）。當(dāng)考試的時候要求學(xué)生全部轉(zhuǎn)向后面坐，即面對攝像機頭。建議攝像機安裝位置與A墻（有窗戶一面的墻），因為當(dāng)攝像機距離A墻越遠時，其形成的夾角就越大，反之則夾角越?。ń咏?0℃）方式二：將攝像機安裝在D墻（即講臺一方），其示意圖如下：一般安裝在D墻（即講臺一方），靠近A墻（窗戶）一則，讓攝像機鏡頭對著教室后門一則（避免攝像機鏡頭正對強光源（窗戶）），（即攝像機鏡頭≤）。當(dāng)考試的時候?qū)W生按上課時候正面講臺而坐，即面對攝像機頭。建議攝像機安裝位置與則墻（有窗戶一面的墻），因為當(dāng)攝像機距離A墻越遠時，其形成的夾角就越大，反之則夾角越?。ń咏?0℃）如果在教室講臺一方學(xué)校已經(jīng)安裝了電視，則可將攝像機向教室中線方向靠近，以便饒過電視機的遮擋。62 / 54在考點的監(jiān)控中心配置的核心設(shè)備有：管理SIP服務(wù)器、媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、電視墻管理主機（可選）、集中存儲服務(wù)器、核心交換機、操作臺、機柜等。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：電視墻由8臺55寸的液晶電視機組成，每個屏最大可顯示9路畫面。解碼設(shè)備由1臺電視墻服務(wù)器組成，每臺電視墻服務(wù)器有兩路HDMI（或者DVI或者VGA）輸出接口。核心交換機采用1000M三層交換機，滿足大流量網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。用3臺集中存儲服務(wù)器對前端的網(wǎng)絡(luò)攝像機圖像進行集中存儲。管理SIP服務(wù)器和媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器完成與上級平臺之間的互聯(lián)互通，同時對本系統(tǒng)的所有設(shè)備進行管理和設(shè)置。系統(tǒng)功能分為一般網(wǎng)上巡查系統(tǒng)功能和我公司的網(wǎng)上巡查系統(tǒng)的特色功能兩部分。網(wǎng)上巡查系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)不同設(shè)備及系統(tǒng)的互聯(lián)、互通、互控，實現(xiàn)音視頻及報警信息的采集、傳輸/轉(zhuǎn)換、顯示/存儲、控制；進行身份認證和權(quán)限管理，保證信息的安全。應(yīng)能與報警系統(tǒng)聯(lián)動，宜提供與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口。其主要有以下功能：1) 國家標準連網(wǎng)：配置符合國家標準規(guī)定的SIP及視頻流接口。可實現(xiàn)上至國家級巡查中心，下至市級、區(qū)縣級或?qū)W校巡查中心的連網(wǎng)。2) 實時監(jiān)控：可通過電視、監(jiān)視器、PC客戶端等顯示所管轄考點內(nèi)所有考場的畫面，實現(xiàn)畫面分割、分組切換顯示、自動循環(huán)切換顯示等功能。3) 網(wǎng)絡(luò)存儲：可按照預(yù)先設(shè)計好的存儲策略在中心自動或手動存儲考場圖像。4) 檢索查詢：在中心可實現(xiàn)按學(xué)校、設(shè)備、考場、日期、時間等參數(shù)查詢學(xué)校端的錄像。5) 遠程下載：通過網(wǎng)絡(luò)下載學(xué)校端集中存儲服務(wù)器存儲的考場圖像。6) 遠程回放：在中心PC上直接播放學(xué)校端集中存儲服務(wù)器存儲的考場圖像。7) 并發(fā)服務(wù)：多級遠程終端同時訪問一個考場時，可以提供多路實時流分發(fā)。8) 靈活的管理模式：巡查系統(tǒng)管理中心有兩種管理模式，一種模式是集中管理，集中管理由中心管理員統(tǒng)一完成遠程用戶、SIP路由器、分發(fā)服務(wù)器、流媒體體服務(wù)器的添加、刪除、修改、維護等工作。另一種模式是分布式管理，各下屬巡查中心系統(tǒng)管理員使用遠程虛擬控制臺，利用上級巡查中心的系統(tǒng)管理功能和服務(wù)進行分布式管理，實現(xiàn)各自的管理功能。9) 遠程用戶管理：可按要求添加、刪除、修改遠程用戶。遠程用戶按樹狀結(jié)構(gòu)部署以及用戶權(quán)限設(shè)置，各自有自己的遠程訪問范圍，每個遠程用戶都需要有自己的登錄名和密碼。10) 安全認證管理：合法設(shè)備和遠程用戶進行注冊；并對接入巡查系統(tǒng)的設(shè)備、用戶等的合法性進行驗證。11) 軟件狗驗證機制：根據(jù)我們在巡查系統(tǒng)建設(shè)中的經(jīng)驗，在中心增加考試模式的選項。這個選項只在重要考試期間啟用。啟用后所有遠程用戶要登錄和訪問本系統(tǒng)都必須使用軟件狗。每個軟件狗都有唯一序號，中心數(shù)據(jù)庫會記錄這些用戶的遠程操作。非考試期間遠程用戶可以不需要軟件狗，只需正確輸入自己的合法帳號和訪問密碼即可。12) 權(quán)限管理：遠程用戶權(quán)限