作为整个信息化产业的重要基础,宽带网络的建设和发展一直是整个产业的驱动力和兴奋点,而IP网络监控一致被业界认为是未来视频联网监控的主要趋势。或许,随着技术的发展,带宽将不再是制约网络监控发展的主要因素,未来的网络监控将会实现高清晰、高解析度图像的实时传输。
前端一体化、视频数字化、 监控网络化、系统集成化是视频监控系统公认的发展方向,而网络作为信息传输的载体,自然在视频监控的发展中占有重要的地位。如果将视频流音频流比喻成行驶在高速公路上的车,那么,网络就是宽阔流畅的道路。为了保证流媒体文件的稳定传输,为了达到更好的视频质量,就必须有足够的网络带宽。
网络视频监控的发展前景虽然被普遍看好,但在实际应用中,各种制约条件却让视频监控效果大打折扣。一个受到普遍关注的情况是,当监控中心需要同时观看多个摄像机图像时,对网络带宽就会有一定的要求,但现状却是IP资源不足。那么,在这种情况下,网络带宽是不是成为了视频传输的一种制约呢?在未来的视频监控发展中,它是一个无法突破的瓶颈,还是一个可以跨越的鸿沟呢?
带宽,远程监控的瓶颈?
众所周知,路越宽,行驶的车辆也就越多,速度也就越快。但由于中国目前的网络应用环境还并不发达,而信息化时代,大量的数据都需要从网络上进行传输,车多路窄,就必然会造成信息堵塞。一些厂家的网络摄像机做得不错,在本地试验时图像清晰,一旦连接到网络上,就会出现图像不清晰或者延时等问题。而远程监控将是视频监控一个主要发展方向,成也萧何,败也萧何,难道网络就因为带宽不足反而成为了一种制约吗?
安讯士网络通讯有限公司中国区总经理王莹莹认为,所谓网络的制约仅存在于一些窄带的应用环境下,例如各种基于Internet的应用。窄带宽的应用环境通常网络总带宽在2M以下,而实际可用带宽在1M甚至更低。在这种情况下使用网络视频监控通常会遇到各种各样的制约条件,例如帧速低、延迟时间较长、MPEG-4图象质量不稳定等等,对监控效果造成一定的影响,但是实际的影响程度根据用户需求的不同而不同。大多数情况下,如果用户确定要基于窄带网络使用网络视频监控,那么应当说他对于窄带网络对于视频监控的影响是可以接受的,也就是说,窄带网络下的监控效果已经能够满足他对监控系统的期望。
实际上,如果有效带宽(即视频监控可以使用的稳定带宽资源)在2M左右或更高,网络视频监控的效果就能够得到很好的保证,在图像质量、实时性等方面都会获得非常好的效果,即便是基于Internet同样能够获得良好的效果。
在大多数大型网络视频监控工程项目中(包括成百上千台摄像机),用户通常都有非常好的网络资源,至少是千兆主干、百兆接入,这种情况下基本上不存在所谓的网络制约。仅有的制约存在于当视频监控网络与办公网络共同使用同一网络资源的情况下,办公业务应用与视频监控应用或许会相互影响。但是,如果充分利用先进的网络技术,如VLAN、QoS等,这种影响也可以被很好的处理。
北京可视通电子技术有限责任公司销售总监袁毅提出,网络带宽是否成为制约和很多客观的技术因素有关,也和用户主观的心理预期有关,其实,只要实用、够用即可,但从心里预期来说,最好能达到数字高清电视的标准。而作为监控应用,要达到这些标准就需要足够的资金、技术等客观条件。现在随着我国网络的快速发展,网络条件满足一般的监控应用应该说基本达到了,只是在大规模应用时需要更多地考虑网络带宽问题。实际上,除了网络带宽原因,图像不清晰与延时主要和压缩编解码算法设计、硬件编解码处理能力、软件缓存的设计等有关。
而荣硕科技公司的杜晓松总监则一再强调,网络带宽只是个相对的矛盾。以前本地传输应用的是局域网,所以在图像传输上就没什么问题。一旦涉及远程传输的时候,图像就有可能出现延时、不清晰的问题。另外,如果想要更清晰的图像传输,费用就会比较高。虽然现在IP在窄带宽条件下的传输的效果不如在宽带条件下好,但与只能在本地进行压缩的传统模拟技术来说,已经是巨大的进步。如果将IP的短处与模拟的长处相比就不公平。就带宽而言,现在美国家庭用户每一家就可达到10兆,而国内每户可能还不到1兆。相信国内的网络环境也会很快改善,矛盾就能解决了。
软件硬件, 先天不足后天补
目前,网络技术和视频技术日益融合,基于IP网络的视频应用正逐渐兴起,被市场看好。但由于网络资源的限制,是否会对安防行业中的监控市场造成一定的影响呢?实际上,安防企业采取了迂回前进的策略:比如加大对视频服务器、网络摄像机的研发,使之能适应各种网络环境;在压缩算法上的突破;在后台管理软件上的开发应用等。这些技术上的革新都有助于弥补带宽带不足带来的种种影响。
正如王莹莹总经理前面曾经提到过,构建在低带宽网络上的IP视频监控系统虽然在帧速、实时性、MPGE-4图像稳定性方面有一定不足,但是它们同样可以完全满足一些用户的实际需求。例如风景区展示、商场购物环境展示、交通情况查询等等,这些应用只要保证图像质量,对于实时性的要求并不高,完全可以基于低带宽来构建网络化视频监控系统,从而使用户的宣传可以通过Internet传播到全世界的范围。
如果用户希望在带宽有限的情况下构建实时性高、图像质量好的网络视频监控系统,目前也有厂家在做相应的解决方案。比如Axis的网络视频产品可以提供多种方法以帮助用户进行带宽管理,产品特性包括:支持100个不同级别的图像压缩率;可配置多达16种的不同分辨率;内置移动侦测功能,可使摄像机只在画面中出现运动现象时才通过网络发送视频;可限制帧速和带宽占用量。在实际建设过程中可以配合多种先进的网络技术如VLAN(Virtual LAN,虚拟局域网)、SNMP、QoS、MPEG-4组播等来进一步对带宽资源进行合理配置和管理。
袁毅则认为,目前基于IP网络的视频监控可以大规模管理,但是由于网络带宽和硬件的限制,同时大规模录像和观看有一些问题,目前只能采用一些技术手段绕过这些限制,比如分布式、分级式等等,但是这些限制也会促进技术的进步,促使性能更强、压缩能力更高的算法芯片等出现,促使占用带宽更节省的网络传输技术出现。
目前,已经有很多企业在研发这类产品,比如荣硕科技公司推出的HD 6000网络高速球在传输相同的图像质量时所占用的带宽资源更小,最低9.6K带宽即可传输清晰图像,系统还可以自动识别远端用户所在的网络带宽条件,并根据用户网络带宽,自动调整转发数据的速率,确保用户能够收到清晰流畅的图像。而继成功推出第一台PTZ网络摄像机后,Sony又推出了一款基于IPELA的全新高性能网络摄像机——SNC-RZ25P。双编码压缩格式也是SNC-RZ25P的一大特色。MPEG-4压缩格式能够使得平滑的移动画面通过各种宽带传送,即便是在带宽有限的情况下,用户也可以监测到高质量移动画面。在远程监控成为越来越普及的时候,市场的成熟也必将促进网络摄像机、视频服务器等在技术上的进一步发展,将有越来越多的硬件软件设施开发出来,更好的发挥网络的优势。
流媒体,能担负起使命吗?
有专家提出,流媒体技术有可能弥补网络带宽这一缺陷。那么,流媒体能担负起这种使命吗?流媒体实际指的是一种新的媒体传送方式,是指采用流式传输的方式在Internet/Intranet播放的媒体格式,如音频、视频或多媒体文件。流媒体在播放前并不下载整个文件,只将开始部分内容存入内存,在计算机中对数据包进行缓存并使媒体数据正确的输出。流媒体数据流具有连续性、实时性、时序性等三个特点,可以广泛地应用于各种网络。由于流媒体规定了高级别的优先权并采用了带有优先权的重发机制,这样就确保了实时播放流媒体所需的带宽、低干扰、低误码。
目前很多公司都在做这方面的探索,尝试多种方式处理网络带宽这个问题。比如北京可视通电子技术有限责任公司在探索尝试智能视频分析。前端设备进行智能分析,只把有用的信息通过网络传回管理中心,这样就省去了很多垃圾信息占用的网络带宽。
荣硕科技公司杜晓松总监还谈到了转码流技术及存储转移技术。针对本地带宽充裕而远程传输有限的矛盾,本地传输利用高码流,而远程传输时,实时将高码流转换成低码流传输。这样的解决方案不仅用在了传统的网络视频监控,而且在最先进的高清(1280×1024)实时网络监控中得到应用。这是目前流媒体中比较先进的技术,虽然现在还不是每家做网络产品的企业都能做到,但应该是一种趋势。
实际上,流媒体技术很早就在网络视频监控系统中得到了应用,目前各厂家所采用的MPEG-4或H.264等视频压缩标准压缩的视频图像都可以看作是流媒体,并且知名厂商的设备都支持采用流媒体的传输协议。例如Axis的网络视频设备就可以使用标准的流媒体传输协议RTSP进行传输。
可视通销售总监袁毅认为,随着技术的进步,肯定会有更新技术突破现有网络瓶颈,当然那时可能又有新出现的其他瓶颈,流媒体技术能一定程度上解决网络瓶颈,但是IP视频监控有自己的特点,仅靠流媒体一种技术不一定能担负起这种使命,还需要其他多种技术配合。
安讯士网络通讯有限公司中国区王莹莹总经理也认为,流媒体可以被看作解决带宽瓶颈的一个可行的解决办法,但是最终解决带宽问题还要通过多方面的努力,包括压缩算法的不断完善,视频设备处理能力的不断提高,以及网络传输能力的不断增强等等。不过可以肯定的是,随着科技的高速发展,网络带宽瓶颈势必会很快得到解决。
作为整个信息化产业的重要基础,宽带网络的建设和发展一直是整个产业的驱动力和兴奋点,而IP网络监控一致被业界认为是未来视频联网监控的主要趋势。或许,随着技术的发展,带宽将不再是制约网络监控发展的主要因素,未来的网络监控将会实现高清晰、高解析度图像的实时传输。
