监控传输带宽测算

摘要

传输网络作为城市消防远程监控系统的技术支撑网络，应保证远程监控中心和联网用户单位之间消防信息的及时、准确的传送。本文针对城市消防远程监控系统ezFAS中信息传输特点，论述了各种组网方式下对支撑网络的带宽要求，旨在为工程实施中传输网络的设计提供依据。

关键词：城市消防远程监控；消防联网；ezFAS；ADSL；VPN。

引言

随着城市信息化、智能化的不断发展，城市火灾联网的重要性已经引起各地政府的高度重视，公安部也已推出相关国家标准。城市消防远程监控系统是通过现代通讯网络将各建筑物内独立的火灾自动报警系统联网，并综合运用地理信息系统、数字视频监控等信息技术，在监控中心内对所有联网建筑物的火灾报警情况进行实时监测、对消防设施进行集中管理的消防信息化应用系统。

ez FAS城市消防远程监控系统（以下简称：ez FAS）主要利用目前广泛应用的、成熟的互联网技术，完成消防火警信息的采集和建筑物消防设施各种状态、故障的传输汇集。网络传输的带宽和传输质量，关系到ezFAS整体性能和可靠性。对网络带宽需求的计算，也成为消防远程监控系统设计过程中必不可少的一个重要环节。

1、ez FAS 传输的信息和特点

ez FAS城市消防远程监控系统主要包括监控中心和分布在城市各处的联网用户，二者之间通过底层支撑网络实时交换消防联网信息。消防联网信息包括3类：

火警信息：火警发生时，联网用户处的用户信息传输装置向消防监控中心及时报告火警信息。火警信息具有突发性、实时性的特点，但数据量很少。一个火警信息报告过程，双向通讯的有效数据大约300字节，单向通讯的有效数据最大不超过220字节。

同步信息：用户信息传输装置定期向消防监控中心报告自身以及报警主机的状态，并接收消防监控中心的巡检指示。此类信息数据量少（一次同步，双向通讯有效数据大约400字节），但具有周期性。

视频信息：发生火警时，如果需要查看现场画面，需要联网单位安装有摄像头，并且为视频信息提供传输手段。视频信息需要大量网络带宽（一路视频约500kbps）。视频信息的传输具有数据量大、单向、实时、速率恒定等特点。

2、ez FAS的组网方式及其技术比较

ez FAS组网方式如图1所示。

从组网角度看，任何实体之间的通讯传输通道包括核心网组网方式和接入手段两个方面。ezFAS骨干网信息传输方式包括：

Internet连接（公网）：监控中心和联网用户通过Internet业务提供商（ISP）提供的接入技术手段各自接入互联网（Internet，俗称公网），通过Internet相互交换信息。虚拟专用网（VPN）：消防联网运营商租用电信服务商提供的VPN业务，在公共分组交换网（PSDN）中建立一个专用的虚拟网络，监控中心和一定范围内的联网用户可以像在一个局域网中一样相互通讯。

拨号：对于少数网络条件不具备的地区，可以在监控中心设置呼叫中心，各联网单位通过电话拨号方式建立点到点直连通道，向监控中心报告火警信息。这种情况也包括无线

接入方式。

上述三种组网方式的技术比较见表1。

3、ez FAS的网络接入方式及比较

目前，电信业务服务商提供的接入手段主要有以下几种：

租用专线：由电信服务商为接入用户提供专用的光纤或电缆以及组网设备，信道具有良好的传输质量（误码率〈1.0E-9），可以保证稳定的、双向对等的传输带宽（基本带宽大于2Mbit/s，并且可以平滑升级）。租用专线的月租较高，一般适合于监控中心和大集团联网用户的接入。对于消防监控中心，建议采用专线方式接入。如果要求联网用户提供现场实时视频信号，也可以采用专线方式。

ADSL：作为宽带接入手段，ADSL已经普及到城乡各个角落，并且成为事实上的标准。ADSL 的上行、下行带宽是非对称的，ADSL标称的接入带宽一般指下行带宽，上行带宽理论上可以达到640kbps，但实际中通常达不到。2M ADSL的上行带宽多为512kbps。ADSL的带宽是自适应的，根据接入距离和线缆情况，一般会有一定程度的质量下降。ADSL的传输质量一般满足误码率〈1.0E-6，能够很好满足数据通信的要求。

拨号等窄带接入手段：对于不具备宽带上网条件的用户，可以通过Modem/CDMA无线网卡拨号连接到163等Internet窄带业务服务商或者消防监控呼叫中心，其通信带宽一般在几十K，能基本满足火警和同步信息的要求，但无法传递视频信息。

4、ez FAS对传输带宽的要求和计算方法

在ez FAS系统中，火警和同步信息是通过IP/TCP协议传输的，要求丢包率〈1%，按

照TCP平均包长1000字节，转换为线路传输误码率大约在1.0E-6；而传输视频信号的要求是线路误码率〈1.0E-6。所以，上述各种组网方式和手段的线路传输质量一般能满足ezFAS的要求，这里不再赘述

ez FAS对于网络带宽的需求，可以采用以下方法确定：

(1) 我们定义联网用户的带宽和监控中心的带宽两个指标来规定ezFAS的带宽要求。

(2) 对于VPN网络，联网用户的带宽可以表征单个联网用户与监控中心之间端到端的通讯带宽要求；监控中心的带宽可以表征监控中心与所有联网用户之间的通讯带宽要求。

(3) 对于非VPN组网，联网用户的带宽和监控中心的带宽分别表示联网用户和监控中心的接入带宽。

(4) 联网用户的带宽指单个用户的通讯带宽要求，基本带宽是火警信息、同步信息的通讯数据量之和，全部带宽应包括同时传送至少1路视频信号的带宽。

(5) 监控中心的有效带宽应是所有用户基本带宽之和，加上同时传送的视频信号的带宽

之和，考虑网络碰撞和冲突，监控中心的设计带宽应是其有效带宽应的2.5-3倍。(6) 联网用户的基本带宽以1kbps计算，1路视频的带宽约500kbps，考虑ADSL上、下行不平衡的特性，需要ADSL的配置为2Mbps。可以看出，对于联网用户，单纯火警和同步的通讯数据量可以忽略，无论那种接入方式均能满足联网要求；决定带宽上限的是视频要求。

(7) 对于监控中心，其接入带宽的计算公式为:

对于100用户、500用户、1000用户，同时提供1路、5路、10路、20路视频的情况，计算的监控中心的带宽要求如表2所示。