主頁（http://www.www.xzhtuan.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，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關(guān)，運用高速處理芯片的運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 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，都還沒有根本性的進展，當網(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。 另外，這種數(shù)字矩陣技術(shù)還需要考慮IP網(wǎng)本身的問題。因為現(xiàn)用的IPV4網(wǎng)絡(luò)技術(shù)20世紀70年代設(shè)計的，無論從計算機本身的發(fā)展還是從因特網(wǎng)規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)傳輸速率以及32bit地址來看，IPV4都已經(jīng)很不適用了。并且IPV4在設(shè)計之初也沒有考慮到視頻業(yè)務(wù)，視頻基于IP傳輸并沒有對視頻做額外的處理，僅僅只是將視頻流打包成IP包，由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換機、路由器等）對承載視頻的IP包進行數(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)議具有差錯控制重傳機制，即數(shù)據(jù)包發(fā)送后在指定的時間內(nèi)沒有收到確認信息，認為數(shù)據(jù)丟失了，需要重傳數(shù)據(jù)包�？梢钥闯鯰CP協(xié)議針對的是非實時業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的正確性，而對于實時業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)如視頻、音頻顯然是不適用的。當前IP網(wǎng)上傳輸視頻、音頻采用的基本上是UDP協(xié)議，是一種面向無連接的協(xié)議，采用大塊數(shù)據(jù)報形式連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)而不必等待確認信息，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連接性，數(shù)據(jù)報在傳輸過程中丟失了，導致接收端接收的信息不完整，比如視頻就會出現(xiàn)跳幀、丟幀甚至是黑屏。而且當網(wǎng)絡(luò)比較擁擠時，數(shù)據(jù)報不能按時到達，會出現(xiàn)視頻畫面的停滯等現(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)的實時性而損失視頻質(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、音頻這樣的實時業(yè)務(wù)傳輸設(shè)計的，導致了在實際應(yīng)用中許多不盡人意的地方，包括圖像的質(zhì)量、實時性、延遲抖動等，這些問題是網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣本身無法解決的。 所以網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣的突破必須期待下一代允許對網(wǎng)絡(luò)資源進行預(yù)分配，支持實時圖像并保證一定的帶寬和延時的以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，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)字化接入開始，通過光纖傳輸至監(jiān)控中心，無論經(jīng)過多少級視頻聯(lián)網(wǎng)的傳輸、切換，全部是數(shù)字化處理視頻，只有在顯示的時候進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，避免了傳統(tǒng)模式下光端機—矩陣—光端機—矩陣等模擬轉(zhuǎn)數(shù)字/數(shù)字轉(zhuǎn)模擬的頻繁轉(zhuǎn)換，保證視頻的多級無損傳輸與交換。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)計理念，無論多少級的視頻聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，只進行一次模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換，從而保證視頻的高畫質(zhì)。 值得注意的是，目前市面上有些廠家簡單將數(shù)字光端機和矩陣系統(tǒng)組合在一起，即將光端機的接收端置于矩陣內(nèi)，以實現(xiàn)矩陣的光、電兩種接入方式，但從光端機接收端出來并輸入至切換系統(tǒng)的依然是模擬視頻信號，其矩陣的交換還是通過模擬電開關(guān)來實現(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)及開關(guān)量信號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： |
