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浅析IP摄像机
来源:本站 2017-4-18 作者:管理员   浏览次数:2935
    

1. 什么是IP视控?

IP 是英文Internet Protocol 的缩写,专指互联网协议,是目前广泛使用的一种计算机和网络通讯协议。IP视控就是基于IP协议、通过有线或无线IP网络传递数字视频流的一种网络应用,使视频控制和接收录像等跨越过地理位置的限制,在网络能够达到的任何一个地方进行各种远程操作和管理。同时,IP视控还可以和网络其他功能有效地加以整合,并根据不同的应用需求而不断地衍生出各种新型的服务和管理模式。
根据J.P. Freeman 发表的行业分析报告,仅美国一个国家就安装了大约2千多万台的模拟摄像机,仅2002年一年就新安装了150万台。这一数据不仅显示了模拟摄像机在美国市场多年经营所取得的辉煌成绩,同时也显示了视控领域市场的巨大潜力。在这些数据的背后,网络数字摄像机做为该领域的一个新型产品,凭借着技术上与IP网络的无缝兼容以及所提供的远程实时视频处理能力和其他网络应用,一出现就以每年40%的增长速度迅速成为市场增长最快的一个产品,与经营多年的模拟摄像机并驾齐驱。网络数字摄像机不仅在中国市场连续两年(2002和2003)获得安防领域三大热门产品的称号 ,在世界其他各个地区,也有将近90%的各行业终端用户准备在未来的三至五年内逐步进行模拟设备的数字化升级,或购置数字化系统 。来自J.P. Freeman行业报告的数据则预计,到2007年左右,网络数字摄像机将成为安防市场摄像设备的半壁江山,2005年的全球市场将高达8亿美元。
IP视控的数字化解决方案既包括网络数字摄像机,也包括利用视频服务器进行数模转换的模拟摄像机,或者是两种设备的共存。无论采用的是哪一种形式,在最近几年内,IP视控的各种应用都将广泛地引起各个行业市场的充分注意。在安防市场,模拟系统的传统地位已经因为数字化和网络技术的多功能应用、安全系数的增加以及合理的市场价位而感受到来自IP视控的严重威胁;而在其他领域,因为计算机和网络技术的不断普及和发展,也给IP视控创造了越来越多的应用环境和市场良机。
除了对传统安防市场的'拯救',包括模拟系统的数字化升级、安防监控能力的不断提高以及各种类型的远程应用等等之外,作为一种成熟的大众化高科技产品,IP视控技术所具有的兼容扩展能力,可以使它在更多的行业市场中创造出更多的应用和服务模式,比如:
教育:除了学校安防之外的各种数字媒体应用需求,如多媒体教学、教学评估、电子考场、远程教育、远程实时授课等。
交通:铁路、车站、高速公路和机场等的远程服务质量管理。
金融:银行服务柜台、分行和ATM以及证券营业所等远程业务来往。
政府:重要机构、公共场所以及重大活动的实时远程信息交互。
零售:各种类型的超市、日夜商店以及大型连锁店的联防和管理。
工业:生产流水线的质量控制和管理、货运管理和监控、仓库的无人值守等。

2. IP视控的认识误区

任何一种新科技产品都必须经历一段市场开拓和市场教育的准备阶段。科技含量越高、技术程度越复杂、传统市场的势力和商业模式越稳固,市场准备的周期就越长。在这个阶段,对新产品所出现的各种各样的认识或者误解都非常正常。
IP视控技术其实并不复杂,只是其中的'IP'往往把用户引到了'IT'产业的边缘。新技术又加上了一个陌生的行业环境,用户的担心、原有市场的抵触以及对传统事物的怀念都有可能发展成为一种负面的市场因素。
由于上述原因,随着IP视控系统的出现,市场也产生了一些各种各样的误解,现归纳如下。

3. 有关IP视控的9种误解

这里所列举的9种误解,有些属于概念上的误区,另一些则有关技术。

3.1 误解一:DVR 是最先进和最有效的 CCTV 应用技术
除了上述误解之外,还有许多人认为DVR是一种全数字化的网络技术,但是这一点也并不是完全的正确。
和VCR相比,DVR的确具有很多优势,比如再也不需要换带、图像质量的完整以及具有良好的检索功能。但是,DVR却没有办法排除模拟设备所必须的布线需求,而模拟设备的布线结构正是影响图像传送质量的最主要因素之一,而且价格昂贵,维护费用高。在这一方面,IP视控在继承了所有DVR优势的基础上,不仅排除了模拟设备的布线需求,还同时具备:
系统扩展自如。IP视控系统既可以由一台摄像机组成,也可以一台一台地叠加成一个由上百台、甚至上千台摄像机组成的大系统。在网络条件容许的情况下,节点的增加或减少没有任何数量上的限制。和DVR由于硬件的限制所形成的分组管理方式不同,IP视控的最小管理单元就是一个个独立的节点,因此,就没有必要象DVR那样一次性至少增加或减少16路录像和摄像。而且,IP视控系统中的每一台摄像机的帧数和图像质量都可以分别进行调整,同时也不会受到时间上的任何影响。
更有效的投资结构。对大多数已经建立了局域网的终端用户而言,IP视控可以充分利用现有双绞线布线结构,无需另行布线(布线往往是CCTV系统建设的重要成本之一)。由此也就保证了网络建设的和运行的完整性,所有数据,包括视频、音频和其他类型的媒体流和数据流都在同一个网络中运行,更加便于管理,大大降低维护费用。
远程作业能力。和DVR只是限于录像资料的远程作业能力相比,IP视控的视频信息,包括实时和录像都可以通过有线或无线网络对远程授权用户开放。
基于视频采集(摄像)端的智能化控制。根据不同类型的网络数字摄像机,其内置功能,包括动态传感、传感输出、传感中转、时间和日期以及其他高级智能化管理,如视频信息的发送地址、发送时间、传递帧率等都加强了IP视控系统中对前端视频采集的智能化管理和控制,其效率和作用也都有别于基于图像后期分析、处理和制作的DVR技术。
系统成本优势。在各种类型的视频控制系统中,就系统成本而言,IP视控具有很大的优势。首先,开发性和通用性的网络架构决定了主要系统设备(如服务器和硬盘空间等通用网络设备)的市场价位和选择余地远远优于任何一种专用设备。其次,IP视控的安装和维护费用的减少以及系统应用价值的提升,则从另外一个方面大大降低了系统的整体拥有成本。
无可置疑,DVR产品和技术的出现是CCTV技术发展过程中的一个非常重要的里程碑事件,但这并不是视频控制技术发展的终结者。除去各种功能的比较以及市场定位和和系统应用的诸多不同因素之外,DVR和IP视控技术的一个重要区别就在于DVR解决方案的封闭性和IP视控系统的开放性原则之间的差距。如前文所述,DVR的所有技术解决措施几乎都集中在系统的末端,专注于视频信息的后期处理和管理,缺乏对系统的整体把握能力和手段。相比之下,IP视控技术在完全继承了DVR后期制作能力的同时,直接从信息源端开始,并贯穿于整个视频流的采集、压缩、传递和后期处理过程,不仅整体感强,而且大大增强了系统的灵活性和兼容性,控制自如、管理便捷,系统运行的质量和效率都得到不同程度的提高。可喜的是,市场已经逐渐开始认识到IP视控技术的出现对网络视频控制领域的真实意义。

3.2误解二:IP 技术还需要市场的检验。如果真能够提供更好的服务和质量,为什么 IP 视控并没有在市场上取得更大的成功?
这个问题所关注的角度其实并不在IP视控系统的技术和运行质量,而在于它的市场和应用。视频应用在传统上大都集中在安防市场,因此安防市场的现有结构及其对IP技术的接受能力以及终端用户的应用习惯等都将直接影响到IP视控技术的市场进程。而数字视频控制的行业市场开发对IP视控的市场应用也同样至关重要。
数字视频控制,作为在一个成熟行业市场环境中出现的新技术,IP视控所面临的最大挑战并不在于技术本身,而是传统。每一种新技术和新观念的出现都将伴随着一个'漫长'的知识更新过程。而从市场分析、集成、分销到终端用户,面对传统市场的各种'抵触',逐渐把人们的注意力从传统或习惯转向一个'未知'的领域,需要的往往就是耐心和时间,正如我们自己所经历过的――从打字机到文字处理、从DOS到Windows XP、从网景到IE、从VCR到DVR等等、等等。
除此之外,IBM、索尼、思科和三星以及国内的联想、华为和神洲数码等行业巨头最近对网络数字视频领域的一系列投资和运作也从另外一个角度打消了人们对IP视控市场的担心和忧虑。

3.3 误解三:IP 视控无法满足企业用户的真正需求。
事实恰恰相反。与传统模拟系统相比,作为一种网络化的数字产品,系统规模越大、设计要求越复杂,IP视控所具有的网络和数字化优势体现的就越完美。
一年以前,世界上一个比较大型的IP视控系统(由Axis公司负责实施的一个大型国际机场)就一共安置了1300台网络数字摄像机。就技术而言,系统兼容扩展能力是IP视控技术的一个关键,而IP网络结构的成功和普及其实早已证实了这一点。

3.4 误解四:网络数字摄像机的图像质量永远也赶不上模拟系统。
事实上,目前市场上的高指标网络数字摄像机所采用的正是模拟摄像机的图像传感(CCDs)和采光设备。除此之外,如果图像质量是一个系统中最重要的一项指标,IP视控还可以利用视频服务器技术来保证系统的模拟图像数据。同时,就图像质量而言,我们必须避免把网络摄像头和专业网络数字摄像机混为一谈。
其实,从数字视频技术的发展趋势来看,网络数字摄像机不久就可以突破以千万为计的象素大关(如2003年7月,由富士研发成功并且已经推向市场的民用Super CCD HR ,实际象素600万,而最大输出则已经达到了1200万)。

3.5 误解五:与模拟摄像机相比,网络数字摄像机的价格太贵,因此 IP 视控系统是一种可望不可求的高精尖系统。
根据目前的市场状况,网络数字摄像机的价格的确要高于'同类'型的模拟摄像机,但是它所能够提供的各种内置功能,包括图像数字化转换、图像压缩和智能性传感装置等也明显高于相同价位的模拟设备。再就硬件(包括摄像机、线缆和录像系统等)总成本而言,即便是和基于DVR技术的系统相比,IP视控系统也同样具有价格上的优势。如果再加上安装成本,因为IP网络布线成本明显低于模拟系统的铜览布线,因此IP视控系统的价格优势就更为显著。除此之外,如果为了满足系统的PTZ(摄像机的平斜移动控制)控制需求,IP网络结构又避免了模拟系统对控制线路的投资。与此同时,IP网络还为POE(局域网供线技术)的实施提供了技术和设备上的保证,不仅为降低供电线路成本提供了一种可能,同时还大大提高了系统运行的安全系数。

3.6 误解六:在现有模拟系统的数字化升级方案中,DVR 是唯一的选择。
随着基于IP网络技术的视频服务器在市场上的不断成功,已经基本纠正了这个误解。所谓视频服务器就是负责模拟(摄像机)信号数字化转换的专用网络设备。在现有IP视控系统中,模拟摄像机、网络视频服务器和网络数字摄像机共存的现象比比皆是。这一现象也说明了模拟摄像机并不是IP视控技术的阻碍。
以上所澄清的基本属于概念误区,以下几点则有关IP视控技术。

3.7 误解七:在内网中频繁传递的视频流将很快突破有限的网络容量,因此 IP 视控技术并不实用。
就网络容量而言,一定数量的网络数字摄像机的视频流量对基于快速以太网(百兆网)结构的局域网并不会构成任何威胁。根据不同的压缩比例、浏览尺寸和传递帧率,目前市场上的网络数字摄像机码流一般都保持在0.2至2.0Mbit/s 之间。根据这样一个比例,对于一些大型系统,当网络数字摄像机和视频服务器达到一定的数量总和,还可以采用视频系统独立建网的形式。这和交通管理一样;当出现交通严重阻塞时,在相同的地区范围内新建一条通道往往就是最行之有效的解决办法。在技术上,对于目前普遍存在的千兆网而言,借助相应的交换和路由等网络设备,很容易就可以为其视频信号单独分立一个信道。与此同时,还可以利用其他局域网技术来进一步保证IP视控技术与网络的友好兼容,并在不损害网络运行质量的前提下满足终端用户的各种应用需求。
除此之外,充分利用IP视控系统自身所具备的各种智能性管理功能,也可以在一定程度上降低系统风险。比如,根据一定的录像策略,系统就可以自动控制指定摄像机的录像时间、帧率、图像质量以及传递日期等,以保证网络容量的有效利用,避免网络资源的无益消耗和浪费。

3.8 误解八:通过网络传送的视频流不具备安全保密性。
尽管网络的主要用途是公众信息的交流,但是这并没有否认网络信息的安全和保密的重要意义。网络安全和保密措施历来就是互联网的一大产业分支,如早已被大家所熟知的防火墙技术、VPNs和文件加密技术等。借助各种网络安全技术,各种金融机构的网上业务,包括全球帐目的往来、现金的流通以及网上支付系统等等,也早已成为其日常工作的一个重要组成部分。这些例子充分说明,通过网络传递的视频信息也完全可以和金融系统的数据一样得到最有效和最安全的保护。相反,数字系统所大大强化了的文件加密措施和用户认证体系正是模拟系统所缺乏、并且难以弥补的一个弱势。试图在一个模拟系统中杜绝磁带翻录、磁带改写和磁带损害等现象要比在一个IP视控系统中增加一条加密指令要困难得多。

3.9 误解九:和其他视频系统相比,IP 视控的可靠性不高,比如当网络断线的时候系统也就随之崩溃。
IP技术所依附的网络架构是在20世纪6、70年代形成,采用冗余布线技术,保证安全、可靠和稳定的网络运行是当时IP网络最重要的指标之一。到今天为止,IP网络又经历了二、三十年的发展,网络运行的各项指标都得到不同程度的提高,而多层网络交换技术的出现又使网络信道、应用服务以及硬盘空间和交换设备等的并联运行、服务和路由成为可能。离线硬盘存储、冗余电源装置以及容错式磁盘阵列、纠错内存和双通网卡等都为更加可靠和稳定的网络运行提供了各种技术和设备保证。尽管对一些小型系统而言,实现上述所有安全措施的可能性不大,但与传统设备(如VCR等)相比,IT产业的进步和发展至少为其系统运行的稳定和可靠提供了一种选择。与此同时,与其他类型的独立、专用或封闭性系统相比,IP网络的开发性结构所具备的通用性和标准性原则,保证了系统与各种通用网络设备的兼容,更加方便了系统设备的维护、管理和更新,从另外一个方面提高了系统的运行质量。

4. 结语
在本文中,我们只是力图用事实和数据来澄清对IP视控技术所存在几种误解。




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