主頁(yè)（http://www.130131.com）：監(jiān)控領(lǐng)域視頻發(fā)展軌跡(3) 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(jī)，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），以數(shù)字高速處理芯片代替模擬電開(kāi)關(guān)，運(yùn)用高速處理芯片的運(yùn)算完成視頻從輸入到輸出的切換。 網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣則是以IP網(wǎng)為媒質(zhì)，基于TCP/IP協(xié)議，通過(guò)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(gè)IP視頻專網(wǎng)看作是一個(gè)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(jī)、路由器組成。另外視頻編碼、解碼過(guò)程也可以由軟件來(lái)完成，所以網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣可能并不是一個(gè)具體的硬件設(shè)備，而只是一個(gè)具有特定功能的系統(tǒng)。 網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣的問(wèn)題 首先，網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣技術(shù)是基于IP網(wǎng)的，限于網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，必須在模擬視頻數(shù)字化的過(guò)程中對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)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(lái)自節(jié)省存儲(chǔ)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(shuō)，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(wú)論是MPEG-2還是MPEG-4等，都還沒(méi)有根本性的進(jìn)展，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)帶寬得不到保證時(shí)不可避免地會(huì)產(chǎn)生馬賽克等問(wèn)題。其在圖像質(zhì)量、延遲、帶寬占用等各方面都還需要進(jìn)一步改進(jìn)。 另外，這種數(shù)字矩陣技術(shù)還需要考慮IP網(wǎng)本身的問(wèn)題。因?yàn)楝F(xiàn)用的IPV4網(wǎng)絡(luò)技術(shù)20世紀(jì)70年代設(shè)計(jì)的，無(wú)論從計(jì)算機(jī)本身的發(fā)展還是從因特網(wǎng)規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)傳輸速率以及32bit地址來(lái)看，IPV4都已經(jīng)很不適用了。并且IPV4在設(shè)計(jì)之初也沒(méi)有考慮到視頻業(yè)務(wù)，視頻基于IP傳輸并沒(méi)有對(duì)視頻做額外的處理，僅僅只是將視頻流打包成IP包，由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換機(jī)、路由器等）對(duì)承載視頻的IP包進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。例如IP網(wǎng)的傳輸采用的是TCP/IP協(xié)議，TCP協(xié)議具有差錯(cuò)控制重傳機(jī)制，即數(shù)據(jù)包發(fā)送后在指定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到確認(rèn)信息，認(rèn)為數(shù)據(jù)丟失了，需要重傳數(shù)據(jù)包�？梢钥闯鯰CP協(xié)議針對(duì)的是非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的正確性，而對(duì)于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)如視頻、音頻顯然是不適用的。當(dāng)前IP網(wǎng)上傳輸視頻、音頻采用的基本上是UDP協(xié)議，是一種面向無(wú)連接的協(xié)議，采用大塊數(shù)據(jù)報(bào)形式連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)而不必等待確認(rèn)信息，非常適合視頻、音頻在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸。但是正是由于他的無(wú)連接性，數(shù)據(jù)報(bào)在傳輸過(guò)程中丟失了，導(dǎo)致接收端接收的信息不完整，比如視頻就會(huì)出現(xiàn)跳幀、丟幀甚至是黑屏。而且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)比較擁擠時(shí)，數(shù)據(jù)報(bào)不能按時(shí)到達(dá)，會(huì)出現(xiàn)視頻畫(huà)面的停滯等現(xiàn)象。有些網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣在UDP的基礎(chǔ)上采用了RTP/RTCP協(xié)議，他是一種帶寬資源預(yù)留協(xié)商協(xié)議，目的是讓網(wǎng)絡(luò)為其保證一定的帶寬，或者偵測(cè)網(wǎng)絡(luò)帶寬使用情況而相應(yīng)的降低碼流，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性而損失視頻質(zhì)量。而預(yù)留帶寬需要網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備都具備此項(xiàng)功能，這是很難做到的。綜上所述，可以看到網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣的性能完全依賴于IP網(wǎng)絡(luò)，而IP網(wǎng)絡(luò)本身由于根本不是為象視頻、音頻這樣的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)傳輸設(shè)計(jì)的，導(dǎo)致了在實(shí)際應(yīng)用中許多不盡人意的地方，包括圖像的質(zhì)量、實(shí)時(shí)性、延遲抖動(dòng)等，這些問(wèn)題是網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣本身無(wú)法解決的。 所以網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣的突破必須期待下一代允許對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行預(yù)分配，支持實(shí)時(shí)圖像并保證一定的帶寬和延時(shí)的以IPV6為代表的新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。 非壓縮數(shù)字視頻技術(shù) 上述根據(jù)非壓縮數(shù)字視頻的傳輸與交換原理，推出的數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)，也稱為交換式光纖數(shù)字矩陣，與傳統(tǒng)的視頻傳輸系統(tǒng)和視頻交換系統(tǒng)相比，在技術(shù)上是一個(gè)質(zhì)的飛躍。 其從根本上解決了傳統(tǒng)的矩陣系統(tǒng)在大型視頻聯(lián)網(wǎng)中所固有的弊端：從前端的視頻數(shù)字化接入開(kāi)始，通過(guò)光纖傳輸至監(jiān)控中心，無(wú)論經(jīng)過(guò)多少級(jí)視頻聯(lián)網(wǎng)的傳輸、切換，全部是數(shù)字化處理視頻，只有在顯示的時(shí)候進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，避免了傳統(tǒng)模式下光端機(jī)—矩陣—光端機(jī)—矩陣等模擬轉(zhuǎn)數(shù)字/數(shù)字轉(zhuǎn)模擬的頻繁轉(zhuǎn)換，保證視頻的多級(jí)無(wú)損傳輸與交換。將視頻的光纖傳輸與矩陣的切換融為一體，尤其是引入了數(shù)字背板交換總線的設(shè)計(jì)理念，無(wú)論多少級(jí)的視頻聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，只進(jìn)行一次模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換，從而保證視頻的高畫(huà)質(zhì)。 值得注意的是，目前市面上有些廠家簡(jiǎn)單將數(shù)字光端機(jī)和矩陣系統(tǒng)組合在一起，即將光端機(jī)的接收端置于矩陣內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)矩陣的光、電兩種接入方式，但從光端機(jī)接收端出來(lái)并輸入至切換系統(tǒng)的依然是模擬視頻信號(hào)，其矩陣的交換還是通過(guò)模擬電開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這并不是真正意義上的非壓縮數(shù)字矩陣。 此外，交換式光纖數(shù)字矩陣不僅僅是功能強(qiáng)大的、具有數(shù)字背板交換總線功能的交換式數(shù)字視頻矩陣解決方案，更是一種高效的、靈活的用以傳輸視頻、音頻、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)、低速數(shù)據(jù)及開(kāi)關(guān)量信號(hào)的基于視頻的多媒體業(yè)務(wù)的傳輸解決方案。 該交換式光纖數(shù)字矩陣系統(tǒng)的基本特點(diǎn)： |
