IP网络监控是否已经成熟

2008-11-27 14:43:09来源: 《安全与自动化》

       经济的发展促使着人们不断的提高安防意识,当传统的本地模拟监控方式逐渐不能满足某些行业大范围、远距离监控的需求,如银行跨地区联网监控时,通过网络将图像进行远程传输的集中监控方式应运而生。目前,随着互联网的大范围普及,远程监控已经渗透到教育、政府、娱乐场所、医院、酒店、运动场馆、城市治安等多种领域。
 
       熟悉远程监控的人都知道,将图像摄取后进行远程传输的主要方式除了互联网,还有光纤。有人认为,通过光端机和光纤进行远程监控,其视频图像的质量和传输速度要优于网络传输,但是它昂贵的成本和复杂的布线工程让人望而却步。更重要的是,其组网能力相对较差,不能满足大型监控项目的需求。而网络监控则在此显示出它独有的优势:凡是有网络的地方就能构建网络监控系统。由于省去了传统的布线和线路维护费用,使得网络监控系统的安装成本大大降低。对于使用者来说,网络监控还不受时间、地点限制,在授权的情况下可以随时按需监控,实现即插即用即看,使用方式相当便捷。于是,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。

       网络监控的优势和广阔前景促使国内外安防厂商纷纷研发适合网络监控的产品,如先前的DVR,后来的网络摄像机、视频服务器等。这些网络产品由于采用了先进的数字压缩技术,可使传输带宽和存储要求达到更小化,以弥补因网络带宽不足而导致的缺陷。近年来,数字视频监控系统的核心设备 —— 网络摄像机和视频服务器因为具有更多的智能特性和强大的联网功能,而成为网络监控市场的新宠儿。据Gartner集团预测,2005年全球视频服务器的销售额将达到420亿美元,年均增长将达到64%,而中国市场的增长速度更有望超越国际水平。同时,在宽带技术快速发展的驱动下,网络监控摄像机市场也将以每年57.5%的速度增长。

       除了研发适合网络传输的产品,目前IP网络在质量管理上也已经有了很大的进步。随着国家对网络建设的重视,网络技术在不断更新,更高宽带网络将会得到使用。另一方面,为了解决网络带宽问题,相关企业也在不断推出新的联网解决方案,使得IP网络监控技术不断完善。那么,IP网络的带宽问题是否真的已经完全解决?中国的网络监控还面临着哪些发展障碍?未来,网络监控的发展趋势又将如何呢?

       北京兆维光通信技术有限公司总工程师郭树晓、安讯士通信公司中国区经理王莹莹、北京可视通有限公司总协调沟通者沈南、北京创新科技发展有限公司网络视频部经理杨冠军,以及深圳开发科技股份有限公司系统集成事业部工程师张文瑞,他们都是网络视频监控方面的专家。让我们一起来听听他们的独到见解。

“ IP视频监控还只是刚刚进入快速成长期 ”

       IP网络监控行业正如火如荼地发展起来,新产品,特别是各种网络DVR、视频服务器和网络摄像机等硬件产品不断涌现出来。现在,基于IP网络的视频监控应用已经相当普及,只要有网络的地方都可以实现,通过Internet监控,地球就像一个村!

       但是IP网络监控市场远未成熟,还只是刚刚进入到快速成长期。无论是在技术上还是运用上都存在一些缺陷。

       它在技术的不成熟体现在以下方面:一、视频质量与模拟相比还存在不同程度差距,高质量的视频流往往占用大量网络带宽,而广域网带宽目前并不便宜;二、无论是硬件还是软件,对于如何在复杂网络环境下保证效果并没有深入的研究和解决措施;三、硬件编码、传输、联动等没有形成标准,各厂家往往各行其是;四、高品质,低价格的硬件产品远没有出现。

       而IP监控在行业应用上的不成熟则表现为:缺乏真正有行业特色的应用或者说是解决方案,各系统大同小异;重传输,轻应用;重图像质量,轻信息提取和利用;缺乏行业底层标准,各硬件厂家各行其是,互不兼容,使解决方案提供商在进行系统开发时效率低下,在底层介入方面浪费资源过多,不利于应用产品的迅捷开发;没有出现一些大的玩家,行业还处于诸侯混战阶段。

       由于IP监控存在的一些不足,市场上产生了 “ 光纤到户 ” 优于网络监控,IP宽带即将过时的争议。这种争论的焦点还是起源于传统视频监控。优异的视频质量谁都不会拒绝,但问题是得到的价值有多大?付出的代价又有多高?其实,随着视频分析、计算机视觉技术的发展与成熟,完全可以在前端就抽取一些有价值的数据,以很小的数据量传回后端,根本无需保留海量视频数据。这个小例子就说明我们应该转换思路,逐渐摆脱传统的单纯靠肉眼接收、判读视频数据的观念。

       未来,网络监控将呈现出两个发展趋势。一是集中监控替代传统的分散和孤立监控,网络正是实现这一转变的桥梁。二是智能化后台应用。以前,大量的视频数据不能得到充分、及时的利用,很多有用信息很难或者无法提取和保存。数字化、网络化的好处就在于:随着视频分析技术、多媒体数据库、人工智能技术的发展,我们逐渐能够及时、自动地从视频流中提取大量信息,这些信息可以传输、保存和检索,也可以驱动其它数据,轻而易举地完成人力很难完成的任务。

       沈南,数字图像处理专业硕士,现任职于北京可视通技术有限公司,主管总协调沟通事务。

“ 从技术上来讲,IP网络监控已经趋于成熟 ”

       网络监控是数字视频应用中高端的一类。从技术上讲,IP网络监控已经趋于成熟。

       目前,越来越多的模拟解决方案已经被数字方案所取代。数字技术可实现音频-视频的数据压缩,使传输带宽与存储要求达到最小化,该技术还允许安全摄像机在无需大量同轴线缆的情况下在标准数据网络上运行。如今,数码摄像机已成为整个监控摄像机市场增长最快的部分,其中包括在商店、购物中心、办公楼、游乐场、体育中心、以及其他要求安全性的联网环境中所使用的摄像机。

       数字视频监控系统相对传统视频监控系统来说是一个显著的飞跃,它增加了更多的智能特性。另一方面,数字化的视频档案更加便于管理,例如可以通过自动图像分析方法来找到目的片;数字化信息通过网络更便于传输;数字压缩技术还可以节省存储空间并实现对所记录材料的快速搜索,为了最大程度地减少网络流量,可以对摄像机进行编程,使其只在特定事件时才发送图像。目前的数字压缩技术主要有H.261、H.263、M-JPEG、MPEG系列标准。以上这些技术,早已成功地运用到网控中,只不过针对不同的客户及依据不同的网络环境采用不同的解决方案而已。
纵观IP网络技术的发展,这几年IP网络在QoS(质量管理)上有了很大的进步。但现有的IP网络大都只是在单个节点上提供相对优先权的处理。下一代网络应能为营运商提供一套方便的网络业务运营的管理手段,并提供多业务承载的能力。IP网还必须以保障业务的可靠运营。最后,它应能够保证向用户提供类似原来电信网相同甚至更好的服务质量,使业务在网络上的时延、时延抖动、丢包情况可控、可预测。

       下一代互联网(NGN)技术将会对网络监控产生巨大的影响,一是网络带宽将会变化,目前各种新技术已经产生;二是网络协议的变化,例如IPv6实现了质量管理,可以按要求对不同内容进行带宽的分配,这一点会对各类视频应用产生质的改变。因为NGN重点考虑的一点就是视频应用。

       杨冠军:中科院软件所研究生,对网络视频有独到的见解。

“ 随着网络的完善,IP网络监控将会得到长足的发展 ”

       随着人民生活水平的提升以及对安防要求的提高,传统意义上的模拟本地化监控已经远远不能满足市场需求。而网络系统的飞速发展,使得依靠网络进行远程视频监控成为可能。

       对于大型的监控系统来说,网络监控相对本地监控有着无可比拟的优势,具体体现在监控方式更灵活、系统施工和维护造价相对低廉、可保存的数据量更大、数据保存方式更多、数据应用形式更广、系统集成度更高。而另一方面,以网络为基础的视频监控突破了时间、地域的限制,只要有网络存在的地方就可以建立网络监控系统,省去了传统的布线和线路维护费用,降低了监控成本;用户在授权的情况下,就可以不受地域限制随时按需监控,实现即插、即用、即看。

       可以说,现阶段通过网络及网络产品已经真正实现了分散布点、集中监控的远程传输。在一些特定的场合,网络监控得到了有效的应用,受到了广大安防厂商和行业用户的广泛关注。

       但是值得我们关注的是,网络视频的传输是当初网络协议提出时所未料及的。我们知道,图像是一个恒定的信息流,而在因特网内部,信息却不是一个恒定的流。在图像传输过程中,TCP(播送控制协议)先将发送的信息分解成多个数据包,每一个数据包用一个序号和接收地址来标定,并插入一些纠错信息,按序组合并保证可靠性传送。而IP(Internet协议)则将数据包通过网络传送给远程主机并负责数据包的寻址。在另一端,TCP接收到数据包并核查错误,若有错误发生,TCP要求重发这个特定的数据包,只有所有的数据包都被正确地接收,TCP才用序号来重构原始信息。基于网络传输的这些原理,网络视频监控对网络有着很大的依赖性。庞大的数据和信号流量与目前相对过小的可用带宽产生的矛盾导致人们对IP网络视频监控的应用和前景并不十分乐观,而图像质量、网络速度、传输时延、网络安全等问题,也成为大家关注的焦点。

       虽然网络监控暂时存在种种缺陷,但我们也应该看到,网络发展的空间非常巨大。国务院出台的政策对网络建设鼓励非常,作为IP网络监控的载体,IP宽带的发展和完善将极大的提高用户对IP网络监控的信心。国内的多家网络运营商已经个个摩拳擦掌,大部分安防业内人士也认为,远程网络传输应该是监控行业的一个重要的发展方向。同时,它的市场前景促使国内外的安防厂商纷纷将研制适应网络监控的监控产品作为公司的科研重点。据国外有关方面预测,网络摄像机在2007年将占据全球市场需求的一半。

       目前,国内外相关人士都在努力地改进和完善IP网络视频监控固有的缺陷,虽然短期内还很难满足用户的需求,IP网络视频监控技术只能说是日趋完善,但可以预料的是,IP网控将会随着网络的进一步完善而得到长足的发展。

       郭树晓,北京兆维光通信技术有限公司总工程师,具有十余年通信技术及市场的经验。

“ 从目前中国的网络监控应用状况来看,还有很多不太完善的地方 ”

       IP网络监控主要是利用现在的网络资源通过IP寻址技术来定位网络中的监控点,通过现有网络来传输音视频资料,具有投入少,使用范围比较广泛的特点。

       但从目前中国的网络监控应用状况来看,还有很多不太完善的地方。

       首先,宽带网络并没有在全国范围普及,特别是内地城市及边远地区。人们对网络监控还不是很了解。而在网络普及的地方,由于早期的网络建设并不适合流量较大的音视频信号的传输,速度比较慢,影响到监控的效果。IP网络监控主要是速度慢慢不能满足日益增长的需要,随着人们对网络视频的监控要求越来越高,需要传输的数据量越来越大,因此,就需要网络的速度能得以提高。面对光纤网的冲击,将来,IP网络监控可能会随着光纤网的普及而慢慢减少。但是由于目前光纤网的价格相对比较高,IP网络监控可以说在未来几年还是在社会生活中充当不可代替的作用。

       其次,在网络监控本身技术上,目前还没有一个统一标准。各厂商各持各自标准,推广自己的一套网络连网方案,不同厂商之间的设备往往因为标准不同,而不能相互通用,也给网络监控系统的改造带来投入较高的问题。目前,关键措施是由国家相关部门或者行业协会来制定一个统一的行业标准。

       针对当前IP网络监控存在的问题,各家公司都提出了自己的解决方案。我们开发科技股份有限公司在网络视频传输领域、产品研发及生产方面都取得了优良的成绩。我们在A市一家商业银行成功地建立了跨全市各支行的远程联网监控系统。采用TCP/IP的传输方式,通过普通IP网络成功地实现分行监视,总行监控的目的。通过自己研发的技术实现跨网关传输,且Windows/Linux两套方案同时运行于同一网络上,实现了按需要灵活使用不同的服务器平台及操作平台。视频传输效果达到目前国内同行业领先水平。与国外相比,由于IP网络的速度相对比较慢,在网络存储方面还有待进一步提高。

       张文瑞,深圳开发科技股份有限公司-系统集成事业部工程师,从事高清晰数字硬盘录像机及DVR板卡的市场运营工作,熟悉DVR及大型远程网络监控。

“ 现阶段除了要改善网络环境,企业发展自身核心技术才是解决之道 ”

       随着Internet的爆炸式发展,IP网控在商业应用和多媒体服务等方面得到了迅猛的推广。其中,ADSL作为一种IP网络接入方式,是目前数字用户环路家族中最常用、最成熟的技术。一些PC业界领袖Microsoft、Intel、Compaq,各大网络公司CISCO、Siemens、Alcatel、Paradyne等相继推出了ADSL的产品,并致力于ADSL的发展。

       就技术而言,ADSL属于非对称式传输,在一对铜线上支持上行速率640Kbps到1Mbps,下行速率1Mbps到8Mbps,有效传输距离在3-5公里范围以内。由于ADSL方案以现有的电话双绞线为传输介质,受双绞线自身特性的局限,其传输带宽无法和同轴线、光纤等相比,并且电话线从用户处直接通到电信局的结构使它更易受到外界干扰。

       就目前IP宽带的运营情况来看,网络运营商针对个人用户、网吧、酒店、商业客户的运营模式方面还比较粗放,主要体现在服务上并未真正差异化。导致了在链路带宽、设备资源紧张时,普通客户与大客户之间抢占资源的矛盾。

       纵观2004年,ADSL依然以其线路租赁费用合理,初始安装简便,带宽稳定的优势在宽带市场扮演主角。价格,仍然成为推动以ADSL为接入方式的IP网络控制未来增长的主要要素,全球性的IP宽带热将会持续下去。

       不得不承认的是,IP带宽会影响到图像的传输帧率,但是这对安讯士产品的图像质量却不会产生任何影响。因为安讯士研发的核心技术芯片将克服因为网络因素而对监控图像产生的影响。就国内很多企业在IP网控方面遇到的困难,现阶段除了要改善网络环境外,发展自身的核心技术才是根本的解决之道。对于那些还没有能力研制开发自身核心技术的厂商,增加与业界其他厂商的优势联合也不失为一种很好的方法。

       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是高清晰、高解析度图像的实时传输,我们也正在向这个方向不断努力。


 

关键字:监控

编辑:潘争 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2008/1127/article_1215.html
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