構建安全的無線安防系統

　　本期嘉賓：

　　深圳市宏電技術股份有限公司車聯網事業部總經理 郭澤辰

　　深圳市新和創智能科技有限公司總經理 沈 澈

　　深圳市騰遠智拓電子有限公司總經理 劉道選

　　江蘇南通潤誠商貿有限公司技術總監 錢 勇

　　無線監控的多種傳輸方式及產品方案

　　由于無線技術的興起，出現了各種傳輸方式的無線監控產品及方案。這些各具特色的技術和產品不斷推動著無線安防的應用發展。

　　郭澤辰：無線視頻監控在傳輸方式上主要有3G/4G、WIFI、衛星等，這些傳輸方式都會受到微波信號的頻段、發射功率等因素影響，各種數字無線網絡傳輸技術在網傳速率、覆蓋范圍等技術參數差異很大，各有優劣勢。

　　WiFi傳輸方式的傳輸速率較快，能夠滿足D1分辨率視頻的網絡傳輸要求，成本也比較低，但是其網絡覆蓋的面積較低，主要以局域網為主，使用有較大的布點限制。

　　3G網絡傳輸方式的傳輸速率一般，也能夠滿足D1分辨率的視頻傳輸，且3G網絡的覆蓋范圍比較廣泛，是目前主要的無線視頻傳輸方式，但3G傳輸需要向網絡運營商支付相應的資費，應用成本偏高，這也是目前制約3G無線視頻監控發展的主要原因。

　　衛星網絡的傳輸方式的傳輸速率相較于前面的兩種傳輸方式來說比較快，其覆蓋范圍也更廣泛，但是衛星網絡的使用成本也要高于它們，主要應用在一些特殊領域的通信與傳輸。

　　4G網絡傳輸方式的上行速率能夠達到20Mbps，能夠實現實時高清視頻監控和傳輸，目前4G拍照剛剛發放，部分試點城市才有4G網絡的覆蓋切初期的資費也會比較高。隨著基站數量的不斷增加和市場競爭越來越充分，4G網絡的覆蓋率也會越來越廣，資費也會逐步下調到合適范圍，到那時4G視頻監控也會被各行各業廣泛采用。總的來說，4G無線視頻監控必將是未來的主流監控應用技術。

　　宏電擁有15年在工業無線傳輸應用方面的成功經驗，自有專利的視頻處理和無線傳輸技術既能保證良好的視頻效果，也能保障傳輸速率的最大化和穩定性，而這些也是無線視頻監控能否取得良好效果的主要因素。針對細分行業的視頻監控應用宏電推出了H3224 3G/4G無線網絡視頻服務器和H32013G/4G單路無線網絡視頻服務器等系列產品，工業級的產品設計能夠使產品在戶外高/低溫、高濕度和干擾多的情況下保證視頻監控的質量和穩定性。

　　劉道選：常用的無線傳輸設備包括三類。

　　·模擬無線視頻傳輸設備，最早出現的是以模擬監控為主的調頻無線傳輸技術(FM調頻方式)，最大的特點是安裝非常方便，距離可達50km以上。但由于每一路視頻信號都要占用一個頻率資源，多了就會相互干擾，在擴展性方面會有一定的局限性。

　　·COFDM移動視頻無線傳輸技術，某些行業具有特殊性，需要再移動中傳輸視頻信號和音頻信號，需要人員攜帶或放置在車上、飛機、船上等，有很強的機動需求，COFDM技術就非常的適合，在一定的環境下可以實現非視距的信號傳輸功能，包括標清的圖像和高清的圖像傳輸需求。由于芯片大多從國外購買，價格相對會比較高。

　　·數字無線傳輸設備，隨著網絡技術的發展，網絡攝像機、網絡監控逐步走進人們的視野，那么隨之而來的無線網絡攝像機，以及各種無線網絡傳輸設備逐漸出現并豐富起來。最常見的是基于IEEE802.11an、IEEE802.11bgn技術，傳輸距離從幾百米到50公里以上，非常的實用和方便。同時基于TDMA技術和wimax技術的更加穩定的無線網絡產品也逐步走向普通工業的需求并廣泛應用。隨之技術的發展，設備傳輸帶寬從十幾兆到上百兆實際帶寬的傳輸均已出現，在以后還有更高的帶寬傳輸設備會相繼出現，而且在組網方面也非常的靈活方便，非常適合現在數字監控的需求，可擴展性強、組網方便。

　　沈澈：無線監控與有線監控相比主要是傳輸方式不同，有線通常是以太網連接或者電力線連接，傳統模擬的通過同軸電纜連接，無線的通常用WIFI或2.4G、5.8G等影音傳輸，野外監控也有可能用到衛星傳輸。現在最常用的無線監控采用的是WIFI無線傳輸。

　　在無線監控系統中，無線監控中心需要實時得到被監控點的視頻信息，并且該視頻信息必須是連續、清晰的。在無線監控點，通常使用攝像頭對現場情況進行實時采集，攝像頭通過視頻無線傳輸設備相連，并通過由無線電波將數據信號發送到監控中心。

　　無線監控產品大致可分為兩大類：一是通過無線傳輸的移動監控設備，對固定或非固定場所進行監控，如執法車通過安裝在車頂的監控攝像機或通過執法人員攜帶手持式監控攝像機，對執法現場進行實時圖像采集，再經由無線網絡將圖像傳輸到監控終端;二是通過移動終端設備(如手機)，獲取固定監控攝像機對固定地點和場所采集的圖像，如3G手機監控等。目前，移動監控產品形態主要有：手機(或移動終端)監控、公交車移動監控、車載移動監控(主要為執法車輛)、執法記錄儀、移動單兵設備等。

　　無線監控的運用及優勢

　　無線技術以獨特的角色應用于視頻監控系統中。雖然有線網絡視頻監控相較傳統模擬監控在部署及擴展方面有非常的大優勢，但仍將受制于硬件連接不便等因素，尤其是處于特定場景中，重新布線對工程施工非常困難;而具有立體式接入的無線技術，可比較容易地解決布線的煩惱，正好彌補了有線網絡接入的不足。

　　郭澤辰：目前網絡監控市場中90%左右的都是采用有線的監控方式，在視頻監控中所占的比例比較高，無線視頻監控雖然所占比例比較低，但它作為有線監控的一種有效補充發揮著越來越重要的作用。隨著網絡監控結構愈發復雜化、距離越來越遠，無線監控開始慢慢搶占著有線監控的市場份額。

　　無線監控相較于有線監控主要有以下幾點優勢：

　　·監控對象處于移動狀態下時，如公交、客運、校車、船舶、物流、警車、救護車等監控有線方式無法使用，而無線視頻監控能夠很好地解決這一問題。

　　·在電力高壓線線路、高速公路、環境監測、森林防火、路燈、石油開采、石油輸油管線、防洪搶險等環境下有線網絡無法到達或者布線成本過高，無線監控的布點不受地理位置的限制，成本相對有線監控方式也要低。

　　·在易燃易爆等危險場所、疾病傳染區、其他微生物危險區等監管人員無法接近的場合，無線監控方式能夠有效地保障監管人員的監控需求和人身健康及安全。

　　·在公安偵查臨時布防、部隊野戰訓練、臨時建筑工地、臨時活動場所、會展中心等相對不固定的被監控場所，臨時布線使用時間短，成本浪費比較高，采用無線監控就不會造成不必要的浪費。

　　·智能變電站、水庫河流監控、無人值守機房監控等監控地點分布比較零散，但需要統一監管視察的場所，采用無線視頻監控能夠實現對多點的集中監控，有效地節省人力成本，提高監管效率與水平。

　　沈澈：無線監控產品安裝方便、性價比高、靈活性強，且施工方便，不需要對現有建筑結構做出改動，已在現代化小區、交通、運輸、水利、航運、治安、消防、油田等領域得到了廣泛的應用。新和創為開發的無線監控系統，主要用于對重要區域或遠程地點的監視和控制，在銀行、金融、水利、航運、大型企業、治安、消防、小區安保等領域具有舉足輕重的作用。

　　錢勇：目前，無線安防監控的運用范圍還不是特別廣泛，主要運用在以下幾個場所：一是空曠地帶，攝像機不多的地方;二是對安全要求不太高的地方;三是不適宜布線的地方，如電梯、水面，需跨越公路、山頭等。在這些場合及地點可以更大地發揮無線監控的優勢。

　　劉道選：無線監控有三大優勢。一是綜合成本低，只需一次性投資，無須挖溝埋管，特別適合室外距離較遠及已裝修好的場合。二是組網靈活，可擴展性好，即插即用，管理人員可以迅速將新的無線監控點加入到現有網絡中，不需要為新建傳輸鋪設網絡、增加設備，輕而易舉地實現遠程無線監控。三是維護費用低，無線監控維護由網絡提供商維護，前端設備是即插即用、免維護系統。

　　無線監控主要應用于遠距離干線網絡傳輸，常應用于森林防火、高速公路、建筑工地、礦區、隧道、山區、無人區、江河、風景區油田等地的大容量數據傳輸和WiFi信號覆蓋。

　　無線監控面臨安全挑戰

　　易于受到干擾、數據安全、帶寬不足等缺點，都有可能制約無線技術在視頻監控系統中的應用;尤其在視頻監控系統中，數據的安全，傳輸的實時都是非常關鍵的參數。因此在抗干擾、帶寬、傳輸安全等問題上，無線視頻監控系統仍面臨著挑戰。

　　劉道選：無線監控的缺點主要是頻率資源有限，不可以無限制地擴展，以及在一些復雜的天氣環境會受一些外在因素影響。但是在方案的實施過程當中可以綜合考慮，有線無線相結合，可以起到極佳的作用。

　　沈澈：從安全性角度講，相比有線傳輸，無線更容易被竊聽。有線監控能夠適應的場所，基本上無線監控都可以適應，適應性更廣是無線監控最主要的優勢，無線的安全性，通常是通過數據加密來完成，系統的安全性與加密算法的強度和秘鑰有很大關系，另外加強網絡的準入性和訪客分隔，也是個非常重要的環節，這些是從用戶習慣和網絡層面，是我們通常關注到的，也是用戶自己能把控的，還有應用軟件層面和設備硬件層面，這是設備研發制造廠家可以提升的地方。

　　錢勇：應用無線視頻監控的工程難免讓人有所顧慮，其應用上的“劣勢”,倒不全是設備價錢、安裝成本或線路費用等資金投入方面的問題，而是仍有很多需要在工程上特別注意的問題。無線傳輸中的信息容易被竊取，影響整個系統安全。還有無線移動網絡的帶寬限制問題，目前國內的無線移動網絡監控，主要應用CDMA、基于GSM的GPRS技術，以及基于公網的CDMA/GPRS技術。受帶寬限制，影像質量有限，即使采用多路捆綁技術，一般最多也只能達到CIF級別的清晰度。

　　全方位構建安全的無線監控系統

　　為避免無線傳輸中的安全問題，不僅需要從無線技術抗干擾性方面努力，還可從多方面一起努力，如視頻編碼算法：采用高效視頻壓縮比，實現同樣質量的視頻數據，具有更好的文件大小，減少文件受到干擾的可能性;提高視頻傳輸重新糾錯能力，對傳輸的錯誤數據提供重新恢復算法等。

　　沈澈：從應用層面，可以設置更多的安全門檻，例如用戶驗證，終端綁定等。用戶驗證這一塊除了傳統的密碼之外，還可以引入遠程的人臉識別加語音識別，通過交互式提問的方式，防止欺騙。終端綁定指的是只有通過指定的手機或平板才可以訪問。從設備層面，可以將設備的訪問狀態及時發送給設備所有者，所有者根據自身判斷當前設備的訪問狀態是否正常，如果不正常(被非法訪問)，可以遠程強制下線，及時修補漏洞。這種方式類似銀行的短信提醒。

　　關于密碼，以WIFI網絡為例，有兩種密碼：路由器管理密碼、WIFI共享密碼，知道路由器管理密可以對路由器干任何事，WIFI共享密碼是WIFI網絡的準入密碼，知道這個密碼才有可能進入到本網絡，攻擊者通常是先破解WIFI共享密碼進入到網絡，俗稱蹭網，這樣的工具軟件很多，攻擊者不需要任何專業知識。蹭網成功后，攻擊者繼續破解路由器管理者密碼，取得路由器管理權限之后，通常會通過DNS劫持的方式來監視所有的網絡數據，然后通過專業的網絡分析工具來分析各類數據，監視各類網絡業務，例如郵件收發、網頁訪問、微信、微博、淘寶、京東、攜程等等，對于一個資深的黑客而言，一旦取得路由器的管理權限，你的任何網絡訪問行為基本上會被一覽無余，包括各類密碼。

　　以下防范措施很重要：

　　·路由器的管理密碼一定要修改，不能用廠家缺省的密碼。

　　·不管是管理密碼還是共享密碼，都不要用簡單數字組合的或生日之類的字串來做密碼，很容易被暴力破解，建議用全無關聯的數字、大小字母組合，密碼總長度8位以上。

　　·不要把密碼(尤其是路由器的管理密碼)告訴別人，包括來家里的客人,客人來家上WIFI可以用WPS的方式。

　　·要定期更改密碼，不知道怎么用WPS來共享網絡給客人，可以設定較簡單的共享密碼(注意這個不同于路由器的管理密碼)，定期更換，如果感覺改密碼麻煩，可以通過網絡準入和訪客隔離的方式，現在市面上新的路由器有傻瓜式設計。如果沒有，則需要用戶具備專業的網絡知識，即便是常說的電腦高手也很少有人會操作，所以這一塊是網絡最薄弱的環節。真正有良知、真正關注用戶需求的路由器廠家一定可以做出安全的路由器。

　　·關于網絡準入，同樣以WIFI為例，首先可以設置MAC過濾，限定哪些手機、平板、PC機可以接入到網絡，其次可以設置訪客訪問限制，例如限制訪客只能共享上網，但是不允許訪問內部網絡,網絡安全涉及的不管是無線，有線也是同樣的，要做到網絡安全，需要多方面共同合作，共同努力，上面幾個方面如果都做到位的話，黑客是沒有下手空間的。

　　劉道選：無線開放的傳輸方式，注定了無線網絡傳輸的數據很有可能會遭到截取，這會給敏感視頻數據帶來巨大風險。若競爭對手或惡意采取非法的方式，通過截取無線信號，可比較簡單破譯出無線中傳輸的內容。因此，安防無線視頻監控系統應用，除保障監控設備長時間無故障運行的能力外，視頻數據在無線傳輸鏈路上的安全性也是不可忽略的一部分，視頻傳輸中必須具備防竊取功能，視頻數據具備防篡改功能等加密等手段，才可確保最終數據的有效及安全。

　　郭澤辰：在無線監控的一個延伸應用——車載監控領域，宏電推出的H3225A-K 3G/4G+無線視頻一體化智能車載終端系列產品不僅繼承了優秀的工業級品質，同時具有多項車載應用方面的創新舉措。車載監控相較于普通行業監控運行環境更加惡劣，信號強弱的變化對視頻質量和穩定性有更高的要求，宏電針對車載監控的一些疑難問題組建團隊進行專項攻關，研究出專利硬盤防震與備份技術，解決了車載硬盤錄像機硬盤故障高發導致錄像數據丟失的問題，確保了重要行車錄像與數據永不丟失，為行車安全監管與事故調查提供安全、有效的數據。

　　錢勇：在構建無線網絡安全這方面，業界一直嘗試了很多方法，也取得了成效，但是仍然需要在基礎理論上有所突破，才能取得質的進展。對施工單位來說，在施工前需要對項目實施現場做仔細的考察，戶外施工還要對當地全年的氣候環境做充分了解。而且，施工前一定要認真做好施工方案，對干擾或者阻礙因素不能預判的時候要做現場環境測試。

　　4G將為無線系統的安全提供更大可能性

　　無線監控所臨的安全問題既具有互聯網的一切特征，同時由于空口的開放性又具有新的特點。雖然4G牌照的下發并不能完全解決無線傳輸中的安全問題，但是新技術的應用，對解決無線安防系統的穩定性、安全性提供了更多的可能性。

　　劉道選：隨著無線技術的發展，越來越被人們熟知和接受，應用也會越來越廣泛，新的技術逐步會走向社會。在帶寬的擴容性，安全的加密性，傳輸的穩定性方面都會得到進一步的加強。

　　錢勇： 無線仍存在不穩定、不可靠、帶寬遠不如有線帶寬、無線網絡覆蓋有限等限制，未來兩年，有線還是主力。無線監控的應用還是只能作為布線不太方便，或者頻繁變換監控設備安裝區域的一個補充。當然，對于特殊及高端用戶，無線技術重要性會更為突出，尤其在移動性、布線復雜的應用監控場景下，如大區域的森林防火監控、移動的車輛監控等。可以預見，在安防應用不斷拓展的進程中，無線技術有著不可取代的地位。

　　沈澈：隨著科技的發展，無線技術將越來越被重視，未來2年會迅速增長，這與手機、平板、可穿戴設備的發展方向是一致的。可以預見的是，無線與有線完美整合轉型，將會有更好的效果體現。

　　郭澤辰：4G系統正在研制和發展過程中，我們需要密切注視各類安全威脅，采取嚴密的防范措施，最終確保無線監控的安全性和穩定性。4G安全機制的總體方向包括：由私鑰密碼體制向混合密碼體制的轉變;未來的安全中心應能獨立于系統設備，具有開放的接口;新密碼技術廣泛應用，加密算法和認證算法自身的抗攻擊能力將更加強勁;移動通信網絡的安全措施更加體現面向用戶的理念，由用戶自己選擇所需要的安全保密級別;移動通信網絡與互聯網相連的方式相適應，網關服務器的安全可依照計算機安全解決，等等。

　　結束語

　　對于特殊及高端用戶，無線技術的重要性會更為突出，尤其在移動性、布線復雜的應用監控場景下，無線技術有著不可取代的地位。未來的無線安防發展可能與我們現在的系統大不一樣，除了采取嚴密的防范措施確保安全，同時要跟蹤各種可能出現但尚未出現的安全威脅，未雨綢繆。構建安全的安防系統始終是安防業的重要任務之一。