主頁（http://www.130131.com）：矩陣技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀

模擬矩陣階段
單機模擬矩陣時代
    矩陣的發(fā)展首先經(jīng)歷的是單機模擬時代，就好比電話交換機的機電交換階段，是基于模擬的電子開關(guān)技術(shù)。自90年代前期開始，矩陣逐漸應(yīng)用在國內(nèi)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，且國外設(shè)備占相當(dāng)大的比例。這時的模擬矩陣一般由輸入、輸出和控制三組模塊組成，通過電子開關(guān)實現(xiàn)視頻圖像從輸入信道到輸出信道的切換。這類矩陣的應(yīng)用相對較簡單，只是作為獨立系統(tǒng)的核心管理控制設(shè)備使用，但是其可擴充的積木式的模塊化結(jié)構(gòu)、以及提供友好的使用界面都給視頻監(jiān)控系統(tǒng)的快速發(fā)展提供了保障。

    盡管當(dāng)時的矩陣系統(tǒng)也連接“上位”PC機，但這類PC機充其量也僅僅是對視頻圖像的切換調(diào)看、本系統(tǒng)控制以及硬盤存儲。值得一提的是，這類矩陣系統(tǒng)目前仍在被廣泛地使用。

    模擬矩陣聯(lián)網(wǎng)時代
90年代后期，隨著對監(jiān)控系統(tǒng)要求的提高以及視頻監(jiān)控在諸多領(lǐng)域的進一步普及，模擬矩陣便有了飛速的發(fā)展，并逐趨完善，矩陣進入了模擬聯(lián)網(wǎng)時代。此時，模擬矩陣的自身工作原理沒有改變，但是在容量、聯(lián)網(wǎng)性以及功能的擴展上有了很大的提高。

    從容量上說， 以MAX-1000矩陣系統(tǒng)為例，其單機箱的最大容量為128×32，即在不擴機箱的前提下，可做到128路視頻輸入，32路視頻任意同時輸出。而在目前市面上已有廠家開發(fā)出了更大容量的矩陣，其單機箱容量可達到128×128。

    從聯(lián)網(wǎng)性上說，矩陣的聯(lián)網(wǎng)使得人們對視頻資源共享的迫切需求得到滿足。初期的矩陣系統(tǒng)間的聯(lián)網(wǎng)是通過RS232/422低速數(shù)據(jù)方式進行矩陣主機間的數(shù)據(jù)通訊的，但是其缺陷不容忽視，即RS232/422數(shù)據(jù)的傳輸速率低、節(jié)點不能任意編號使網(wǎng)絡(luò)規(guī)模受到限制、系統(tǒng)設(shè)置繁瑣與不支持遠程管理。所以，很多廠家開發(fā)出了模擬/數(shù)字相結(jié)合的聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，即視頻信號還是通過傳統(tǒng)方式傳輸（遠距離用光端機，近距離用視頻同軸線），但在矩陣主機上開發(fā)出IP聯(lián)網(wǎng)功能，即聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)走IP通道。雖然這樣可以很好地避免上面所提到的RS232/422數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)的諸多問題，但其視頻信號的交換原理還是基于模擬切換，該系統(tǒng)的核心還是模擬矩陣。

    就功能的擴展講，有部分國內(nèi)公司已完成了矩陣、矩陣主機、管理軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)以及矩陣和前端解碼器、多媒體控制終端、存儲等其它外設(shè)的無縫連接和集成，形成了具有中國特色的數(shù)/模結(jié)合的監(jiān)控系統(tǒng)。在功能上，除了傳統(tǒng)的切換、輪巡、云臺控制、報警處理、日志查詢、權(quán)限管理等功能外，還開發(fā)出了電子地圖、錄像管理等諸多貼近客戶實際需求的功能。

模擬矩陣的問題
    雖然模擬矩陣經(jīng)過10多年的發(fā)展完善，并通過其穩(wěn)定的表現(xiàn)、簡易的操作，已占據(jù)市場主流，但模擬視頻技術(shù)的發(fā)展已接近極限，基于模擬視頻技術(shù)的瓶頸，并隨著系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，傳統(tǒng)模式的問題也就暴露出來。

    首先，一個以視頻為主的應(yīng)用系統(tǒng)的搭建需要建立多種的信息平臺，在這個系統(tǒng)中需要加入多種的大量的中間接入設(shè)備。如光端機、切換矩陣、視分器等等，而這些設(shè)備又有不同的品牌，不同的型號以及不同的品質(zhì)，這樣就導(dǎo)致了整個系統(tǒng)過于復(fù)雜，無法做到性能一致、使用方便和有效的管理。

    其次，視/音頻信號需要經(jīng)過多次的A/D、D/A轉(zhuǎn)換，圖像質(zhì)量無法得到保證。模擬的視頻信號每經(jīng)過一次傳統(tǒng)模擬矩陣都產(chǎn)生一定的損耗，這樣，在系統(tǒng)規(guī)模較大，需要對輸入輸出擴容或多點/多級聯(lián)網(wǎng)的時候，信號的衰減就成為了系統(tǒng)性能的瓶頸。

    再次，面對多種類、復(fù)雜的視頻系統(tǒng)，必需完成大量的、復(fù)雜的多種設(shè)備間的協(xié)調(diào)工作。維護、維修的工作不管是對工程實施人員，或是最終使用者來說都是極為頭疼的事。各種系統(tǒng)、各種設(shè)備之間的協(xié)調(diào)、問題的排查、責(zé)任和糾紛等等都會給上述相關(guān)人員或單位帶來極大的困擾。

    所以，模擬矩陣在面對大規(guī)模、多級、遠距離聯(lián)網(wǎng)等諸多問題上便顯得力不從心，限于模擬視頻技術(shù)的瓶頸，很難從自身找到合適的、從根本上解決問題的方法，這使得人們不得不去開發(fā)新型的矩陣切換技術(shù)。

網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣階段
網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣技術(shù)
    2000年后，隨著數(shù)字視頻壓縮技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字產(chǎn)品逐漸大量進入監(jiān)控系統(tǒng)，針對上述模擬矩陣系統(tǒng)中的諸多問題，人們提出了網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣的全數(shù)字化矩陣概念。

    網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣和傳統(tǒng)模擬矩陣不同，它以視頻壓縮模塊（或視頻編碼軟件）代替模擬矩陣中的視頻輸入模塊，以視頻解壓縮模塊（或視頻解碼軟件）代替模擬矩陣中的視頻輸出模塊，以網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器代替模擬矩陣主機，以基于TCP/IP協(xié)議的IP網(wǎng)代替模擬總線（或模擬視頻總線結(jié)合IP控制總線），運用網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的管理軟件來完成視頻從輸入到輸出的切換。

    網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣是以IP網(wǎng)為媒質(zhì)，基于TCP/IP協(xié)議，通過網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器完成視頻的調(diào)度。我們可以將整個IP視頻專網(wǎng)看作是一個巨大的矩陣交換系統(tǒng)，其基本硬件則是由視頻編碼設(shè)備、視頻解碼設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)交換機、路由器組成。另外視頻編碼、解碼過程也可以由軟件來完成，所以網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣可能并不是一個具體的、特定的物理硬件設(shè)備，而只是一個具有特定功能的系統(tǒng)。

網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣的問題
    網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣作為一種數(shù)字矩陣技術(shù)，其充分發(fā)揮了數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢，在很多方面解決了模擬矩陣技術(shù)無法解決的難題，如視頻信號的遠程無損交換、異地復(fù)制與存儲、支持任意網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等等，但是這種數(shù)字矩陣技術(shù)遠非完善。

    首先，網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣技術(shù)是基于IP網(wǎng)的，受網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，必須在模擬視頻數(shù)字化的過程中對視頻信號進行數(shù)字壓縮。視頻數(shù)字壓縮技術(shù)的產(chǎn)生，主要基于視頻應(yīng)用需求與下列條件的限制。首先來自節(jié)省存儲空間的要求，其次是數(shù)字傳輸系統(tǒng)帶寬的限制。也可以說，選用視頻數(shù)字壓縮技術(shù)，通常是在外在條件的限制下不得已而為之的手段。

    其次，這種數(shù)字矩陣技術(shù)都是基于壓縮視頻，而目前的壓縮算法基本上基于DCT的技術(shù)，無論是MPEG-2還是MPEG-4等，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)帶寬得不到保證時不可避免地會產(chǎn)生馬賽克等問題。其在圖像質(zhì)量、延遲、帶寬占用等各方面都還需要進一步改進。
(中國集群通信網(wǎng) | 責(zé)任編輯：陳曉亮)