基于以太网的数字可视对讲系统已成为智能小区发展的一种趋势，而将数字对讲系统与目前已成为许多小区基础设施组成部分的宽带网络共享同一物理网络，则可以大大降低数字对讲系统与小区宽带网络的综合布线成本。

    本文以数字可视对讲系统为例，根据该系统实际测试的宽带数据，分别针对公寓型可视对讲系统和别墅型可视对讲系统的应用，从理论上分析了数字可视对讲系统与小区宽带共享物理网络的可行性。

    一、引言

    小区可视对讲系统首先从国外发达国家引进，但在国内得到了高速的发展。国外的可视对讲主要应用于独栋公寓或别墅，所以系统联网的要求一般都不高。而国内的可视对讲系统一般都应用于大型小区，很多都是几千户甚至上万户的小区。但传统小区的可视对讲系统都是基于模拟音视频信号加低速率的数据通讯信号（一般为RS485通讯）的系统。这种传统的系统不仅要专为其铺设大量的联网的视频线和音频线及数据线，工程调试的工作量大，很难维护，而且由于模拟音视频系统同一时间只能传输一路音视频，对于有着较大用户容量的大型小区，系统总线占线问题就越来越突出。

    二、数字可视对讲系统

    随着数字多媒体处理技术的发展，音视频的数字化处理己经在互联网、移动电话的3G网络等领域普遍应用，数字化处理后音视频信号不仅使传输的物理网络太太简化，而且允许多路通道同时传输，可以彻底解决总线占线问题。正是基于这样的原因，将音视频信号数字化处理，对目前的传统模拟可视对讲系统进行数字化升级，已成为小区可视对讲系统发展的一种趋势，反映在市场上的结果就是，己有越来越多的可视对讲厂家开发出纯数字的可视对讲系统并逐步应用到实践中。

    以太网是当今局域同采用的最通用的通信协议标准技术；自从1975年由美国施乐（Xerox）公司研制成功以来，已成为IT行业应用中首选的网络通信技术，因此，对于可视对讲系统的数字化，可视对讲厂家们也都几乎是不约而同地选择了以太网技术。因此，对于系统终端内部而言，由于各个数字可视对讲厂家选用不同的音视频处理芯片解决方案而各有不同。但从系统角度来讲，目前国内的数字对讲系统本质上都是一个局域网（LAN）。

    三、数字可视对讲系统与小区宽带

    正因为数字可视对讲系统本质上都是局域网，因此它们的物理结构是相同的，布线上也是按照小区局域网的要求进行：主干线采用光纤，局部（一般是每栋公寓内部，或就近的几栋别墅之间）采用五类线。如果按着原来传统的模拟对讲系统的有线方式，使用数字可视对讲系统就应该按上述要求在小区中单独布一套局域网的物理网络。但在实际应用中我们会发现这样一个问题：数字可视对讲系统与小区中的宽带系统的物理结构是完全相同的，而随着互联网技术的发展，宽带网络已成为许多小区基础设施的基本组成部分，如数字可视对讲系统能与宽带网络其用同一物理网络，显然是一种比较经济的数字化方案。

    但是，与小区宽带可以共享同一网络的前提有两个，一是电信运营商是否允许可视对讲系统使用其网络；二是数字可视对讲系统要占用多少带宽，与宽带共享网络会不会影响小区中用户上同时的正常使用。

    第一个问题取决于电信运营商，目前中国网通已提出“宽带一网通”的概念，即利用网通公司提供的光纤网络，将住宅小区内所有的智能化设备互联互通，实现多种功能的组合联动和远程控制，因此在使用网通公司的宽带上网的小区中，网通是可以与可视对讲厂家合作，与数字可视对讲系统共享其物理网络。而中国电信在近几年也在国内推行新的以太网接入技术——EPON[NextPage]（以太无源光网络），EPON网络是典型的点到多点无源光网络技术，相比传统的点到点光网络技术，其优点在干节省主干光纤，节省光收发器，把信号从单一光纤分散至独立的用户，这样的优势大大的简化了网络系统的操作、维护及成本。EPON除了可以满足宽带上网的需求外，还可以作为其他业务网络的承载手段以降低成本，因此在电信公司使用EPON技术接入上网的小区，数字可视对讲系统也可以共享其物理网络。

    另外一个问题应该说主要取决与数字可视对讲系统的采用的音视频处理技术，即经过数字化处理后音视频数据所占用的带宽。因为可视对讲系统的音视频数据占用的带宽越小，才可能使其不影响宽带用户的上网应用，才可能让电信运营商同意与其共享物理网络。

    四、基于以太网的数字可视对讲系统的数据分析

    参照传统的模拟可视对讲系统，可视对讲功能上的应用主要有以下几种方式：门口机与室内机之间对讲、门口机与管理机之间对讲、室内机与管理中心之间对讲、门口机与门口机之间对讲、室内机监视门口机、管理中心监视门口机。但因为数字可视对讲系统不存在模拟可视对讲系统的占线问题，在管理中心和室内机增加了摄像头时，其还可以实现双向可视对讲功能，包括：室内机与室内机之间的可视对讲、室内机与管理机之间的可视对讲、管理机之间的可视对讲。我们总结这些应用的传输音视频的情况
见表1：

    由上表可见，从信号传输的角度，实现传统模拟可视对讲系统功能时，可视对讲普视频的传输只有三种情况，只传输双向音频、只传输导向视频或两者均传输。在数字可视对讲系统中，还增加了一种情况，就是问时传输双向音频和双向视频。

    为了全面分析数字可视对讲系统的带宽占用情况，我们必须使用具备上述功能的数字可视对讲系统进行测试。虽然目前国内己有不少厂家推出了数字可视对讲系统，但真正具有同时双向可视对讲功能的系统并不多，在此，我们以数字可视对讲系统为例进行测试分析。

    目前，基干以大网的纯数字对讲系统以按字可视对讲功能为主体，集成了安防报警、电子地图、家居智能、信息发布等多种功能。该系统主要有以下特点：

    （1）基于以大网方式进行数据传输。采用以大网结构数据传输稳定，距离运、抗干扰能力强、传输数据稳定、线路简单；解决了传统模拟可视对讲系统小区通话时造成的占线现象，能进行多通道工作；将视频．音频、数据信号进行压缩，以数字化方式进行传输。

    （2）充分满足可视对讲、报警管理、信息发布、家居控制等功能要求，用户的操作界面也更具人性化。

    （3）采用基于PC的软件管理方式，并支持多管理机功能；所有的数据信息均可存储在数据库中，并可在各管理机之间进行自动问步，互相备份。

    （ 4）门口机和室内机采用主频高达600MHZ的专用DSP芯片，视频的压缩格式采用MPEG4格式，不仅以较小的数据码流传输，而且视频的分辨率仍保持DI（704*576）的清晰度。

    基于上文所说的四种应用情况，我们使用带网管功能的以太网交换机来测试该数字可视对讲系统在四种情况下占用的最小带宽；从而分析其与小区定带上网共享物理网络的可行性。团终端采用的音视频的压缩算法是相同的，为了简化测试系统，我们可以用有室内机．门口机和管理中心组成的最小系统来测试以上四种情况：管理中心与室内机对讲时只传输双向音频，门口机与室内机或管理中心通话问时传输单向视频和双向着频，管理中心或室内机监视门口机只传输单向视频、带摄像头的管理中心与带摄像头的室内机之间同时传输双向音视频。测试系统的示意图如图1所示：

    通过网管交换机来限定以太网交换机端口的最高带宽，并观察对讲系统的音视频传输情况，从而确定三种情况下所需的最小带宽，测试结果如下表2所示：

 &[NextPage]nbsp;  测试过程中，如视频在小于上述带宽时，运动较快的图像会出现图像停顿或马赛克现象，而音频在小干上述带宽情况下会出现声音断续。在高于上述带定时，音视频均可正常传输。

    我们下面就先分析用数字可视对讲系统实现传统模拟可视对讲系统功能时，系统中的音视频传输情况。根据以上测试结果可见，当一对终端之间问时进行单向视频信号和双向音频传输时，网络需提供的带定要不小于1.2MbpS（1024KbpS＝1MbpS）。

    我们充分析公寓型数字可视对讲系统的带宽占用情况，图2是一个公寓型数字可视对讲系统的示意图：

    单元内部的门口机与室内机之间通话可通过本单元内部以大网交换机完成，不雳要占用小区的主干网。假设小区中有4个管理中心、4个社区大门机，实际上主干网最多需要同时使用的终端只有8对，即使每对终端之间都按上述应用中描述的，需同时传输单向视频和双向音频，则主干线所需的带宽为1.2M*8＝96Mbps。而每个单元内部假设有3个单元门口机，单元内部同时使用的终端最多也只有3对，因此单元内部以大同所需的带宽仅为1.2 X 3＝3.6Mbps。

    就光纤的传输能力来说，其传输的带宽能达到10GbpS以上。而小区的的宽带上同用户或数字可视对讲系统的终端均需经过以大网交换机来接火光纤，那对于同一接火光纤的交换机，在原有宽带上同用户的基础上增加数字可视对讲系统的终端是否会有问题呢？我们知道，现在即便是最常用的普通10／100Mbps商用交换机，每端口的宽带也至少达到100MbPs，而交换机内部的背部总线的带宽的计算公式是：背板带宽＞端口数X2X每端口带宽，因此以8口的交换机为例，其背部带宽也可达到8X2X 100MbpS＝1.5625GbpS（IGbps＝1024MbpS）。

    而目前电信运营商给一个小区共享的上网带宽一般为100MbpS，一般情况下其使用的以太网交换机的每端口带宽也为100MbPs，而数字可视对讲系统实际占用的带宽不到 10MbPS，完全可以与小区宽带用户共用同一交换机来接入光纤。因此无论从主干线的光纤来讲，还是从交换机角度来说，数字可视对讲系统与小区定带共享同一物理网络是完全没有问题的。而如果需要将这两个系统进行隔离时，只要通过使用带网管功能的交换机，分配出不到 10M的带宽，就可以满足上述的数字可视对讲系统在公寓型小区中的应用。

    除公寓型小区的应用外，数字可视对讲系统更适用于面积大、距离远别墅型小区。在这种别墅型小区中，宽带网络可能是光纤到户。而对别墅型数字可视对讲系统来说，己没有单元的概念，除每户内的室内机外，系统中的公共设备只有管理中心和社区大门机。图3是一个别墅型小区的系统示意图。

    假设一个别墅型小区中有4个管理中心、4个社区大门机，仍按照上述的带宽计算方法，实际上主干网最多需要同时使用的终端为8对，则主干线所需的最大带宽为1.2M X 8＝ 96MbPS，与前面举例的公寓型数字可视对讲系统相同。

    由此可见，基于以上分析，无论是公寓型小区还是别墅型小区，宽带系统只要预留给数字可视对讲系统10Mbps减带宽，也可以满足数字可视对讲系统在别墅型
小区中的应用。

    当然，在上述的分析过程中，数字可视对讲系统只是实现了传统可视对讲系统的基本功能，并解决了模拟系统的占线问题。但数字可视对讲系统不仅可以实现这些基本功能，在数字化的基础上，因为不存在占线的问题，该系统还可以实现小区内户户对讲甚至双向可视对讲，根据前面描述的测试结果，一对终端之间的双向可视对讲需占用带宽17MbPS而在这。样的应用中，终端之间音视频的传输已不限于室内机与公共设备，而是所有的终端之间都能发生传输，这样对讲系统[NextPage]需要占用的最大带宽就要远大于上述分析结果，但这个带宽究竟有多大呢？让我们再来分析。

    假设一个公寓型小区有1000户，分为50个单元，每个单元有20户，仍有4个管理中心，4个大门机。理论上分析，假设所有室内机均与其他单元的不同的室内机进行双向可视对讲，同时4个大门机与4个管理中心进行可视对讲，则主干网需要占用的最大带宽为（1000／2）X 17Mbps＋4X1.2Mbps＝854.8Mbps。这种情况下，当单元内的所有室内机均与其他单元的室内机进行双向可视对讲时，对于每个单元的以太网交换机，需要给可视对讲系统提供的最大带宽为20 X 1.7MbPs＝34MbPs。可见，对于单元内以大网交换机，使用10／100MbPs商用交换机的端口还是完全可以满足接入光纤主干线的带宽要求。而对于主干网而言，加上小区定带的100MbPs，最大占用带宽为100Mbps＋854.8Mbps，仍远小于光纤的带宽容量，因此从技术角度来讲，带宽限制仍然不存在问题。

    而且在实际应用中，从统计概率来讲，这种所有住户之间同时进行对讲的情况应该说是几乎不可能发生的，假设同时进行户户对讲的住户为所有住户的 10％，即 100户；4个大门机分别与4户室内机在进行单向可视对讲；4个管理中心也分别与一室内机进行双向可视对讲。这应该已经算比较极端的情况，这时主干光纤上需占用的带宽为（100／2）x 1.7Mbps＋4x12Mbps＋4x1.7Mbps＝96.6Mbps，已小于100MbpS；在这种情况下，宽带系统只要预留给数字可视对讲系统100Mbps的带宽，就可以满足数字可视对讲系统在别墅型小区中的双向可视对讲功能应用，也就是说，可以在小区宽带上网和数字可视对讲系统共享间一物理网络的前提下，使用数字可视对讲系统的户户可视对讲功能。

    从上述分析可见；只要数字可视对讲系统的带宽不大于测试使用的IRIS900系统的带宽，数字可视对讲系统完全可以与小区定带系统共享小区主干线的物理网络。但对整个局域网来说，由于增加了终端设备，使用的以太网交换机的端口数要不可避免的随可视对讲系统的终端数量增加。而宽带系统和数字可视对讲系统之间的隔离则可通过交换机的网管功能来划分VLAN（虚拟网）的方式来实现。

    五、结论
    综合以上分析，数字可视对讲系统在占用带宽不超过一定范围的前提下，完全可以做到与小区宽带共享同一物理网络，却不影响电信运营商的上网用户的正常使用。不增加任何主干网成本，却能实现传统模拟可视对讲功能，甚至双向户户可视对讲等数字系统的增值功能。