在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)的解碼能力是其中zui重要的瓶頸資源。早期的DSP解碼卡或網(wǎng)絡(luò)解碼器技術(shù)方案，由于市場(chǎng)銷量遠(yuǎn)低于編碼的市場(chǎng)，及單芯片解碼能力非常有限，至今都維持著解碼是編碼2倍以上的單路成本。
按海康4路解碼卡能解4路D1、8路CIF，單臺(tái)機(jī)zui多裝4張解碼卡來核算，一個(gè)512路CIF畫質(zhì)（32臺(tái)錄像機(jī)）的解碼需要高達(dá)64張4路解碼卡、16臺(tái)服務(wù)器，相當(dāng)于兩臺(tái)42U的大機(jī)箱才能實(shí)現(xiàn)，業(yè)內(nèi)人士應(yīng)該不難核算出它的硬件成本將超過二十萬。
當(dāng)前端輸入升級(jí)到720P或1080P的編碼能力后，后端的解碼、顯示將會(huì)面臨著更大的挑戰(zhàn)，要控制管理這么多視頻輸入與輸出，平臺(tái)軟件一項(xiàng)的成本也是一個(gè)不低的數(shù)字，在操作方面對(duì)于普通的安保人員來說將是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
解碼卡不僅有解碼能力的限制，更重要的是在多畫面分割顯示方面有著更大的局限性，其中關(guān)鍵的一個(gè)因素是解碼卡受制于DSP的DA芯片，zui高只能達(dá)到D1（704×576）的單通道顯示輸出（其實(shí)很多解碼卡都做不到）。
以海康的4路解碼卡為例，一張卡zui多只能實(shí)現(xiàn)2個(gè)4分屏。一張4路解碼卡是由2個(gè)獨(dú)立的DSP芯片組成，即一個(gè)芯片只能完成2路D1或4路CIF的解碼。結(jié)合其解碼能力，若要超過4分屏以上輸出，則需要通過其它芯片解碼，再通過PCI將解碼后的原始圖片傳遞給輸出通道，如果實(shí)現(xiàn)9個(gè)CIF將需要三個(gè)芯片才能完成。
而在多畫面分割的問題上，特別是在D1畫質(zhì)的多畫面分割問題上會(huì)更顯突出。一個(gè)16路D1的16分屏將需要4張四路解碼卡的資源才能完成，這樣配置不僅成本非常昂貴，而且PCI上需進(jìn)行14路原始圖像的傳輸，zui后的總輸出分辨率只能是704×576，即D1畫質(zhì)的輸入zui后還是回到了QCIF畫質(zhì)。
多畫面分割模式在模擬矩陣的應(yīng)用中，是行業(yè)中zui大的瓶頸。面對(duì)這個(gè)問題，業(yè)內(nèi)人士可謂是費(fèi)盡心思，在工程應(yīng)用里能看到多種不同的解決思路及方案，但都會(huì)存在這樣或那樣不可協(xié)調(diào)的矛盾。比如通過視頻分配器與畫面分割器來集成完成，128路以上的視頻將需要32個(gè)畫面分割器來實(shí)現(xiàn)，除了采用大量線纜連接，還存在不能任意切換的巨大缺陷。
因此，只有單路輸出達(dá)到1280×1024（或以上）的分辨率，多畫面分割顯示視頻才有意義。1280×1024的分辨率，按4分屏顯示，可以充分展現(xiàn)D1（704×576）編碼優(yōu)勢(shì)；按16分屏顯示，也能達(dá)到CIF畫質(zhì)效果。配合大尺寸的液晶監(jiān)視器，就解決了較低成本來實(shí)現(xiàn)多路數(shù)視頻解碼輸出顯示的問題。
在具備了超高的解碼能力和高分辨率多畫面分割顯示后，還需要對(duì)應(yīng)的屏幕輸出數(shù)量。如按512路視頻輸出，每屏16路圖像顯示，則需要32塊以上的屏幕輸出接口。
隨著數(shù)字電視機(jī)及液晶顯示器等顯示設(shè)備的不斷進(jìn)步，輸出的接口也從原來的模擬AV/BNC，升級(jí)到VGA及DVI數(shù)字接口。zui近兩年，更是出現(xiàn)了HDMI高清數(shù)字視頻輸出接口的高清模式。通過數(shù)字屏接口、線路傳輸及數(shù)字屏幕直接顯示，在解碼輸出后不再需要A/D或D/A轉(zhuǎn)換，就能*實(shí)現(xiàn)4個(gè)D1分屏的高清晰度輸出。
一個(gè)上百萬的大型網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，如果不借助于廉價(jià)的顯示輸出設(shè)備進(jìn)行多屏顯示輸出，而單靠一臺(tái)電腦通過IE去一臺(tái)一臺(tái)的訪問，就大有勞民傷財(cái)之嫌。
從1996年安訊士研發(fā)出業(yè)內(nèi)*款網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)以來，通過十多年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了大大小小上百個(gè)IP監(jiān)控設(shè)備供應(yīng)商。這些廠家的硬盤錄像機(jī)、視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等設(shè)備遍布在全國(guó)各個(gè)機(jī)構(gòu)與地區(qū)。
在高度自由競(jìng)爭(zhēng)卻又沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的市場(chǎng)環(huán)境下，同一個(gè)項(xiàng)目里的設(shè)備往往會(huì)出現(xiàn)三個(gè)、五個(gè)廠家生產(chǎn)的IP監(jiān)控設(shè)備，而在省級(jí)以上大型聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控里甚至?xí)霈F(xiàn)超過十個(gè)以上廠家設(shè)備，要更換成統(tǒng)一的設(shè)備不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也不符合自由競(jìng)爭(zhēng)的商業(yè)原則，再渴求所有設(shè)備廠家執(zhí)行所謂的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)更是緣木求魚。
流媒體轉(zhuǎn)發(fā)是IP監(jiān)控里zui常用的功能，我們一般了解的是它在一對(duì)多轉(zhuǎn)發(fā)方面的功能，但為什么會(huì)在稍大一點(diǎn)的系統(tǒng)就必須用到流媒體，其重要的原因是IP監(jiān)控設(shè)備普遍存在的一個(gè)重要的局限性。
IP設(shè)備zui常用的芯片是DSP，因?yàn)槠淠芡瓿筛哌\(yùn)算能力要求的圖像壓縮計(jì)算，但正因?yàn)槿绱耍湓诰W(wǎng)絡(luò)傳輸方面是非常薄弱的。如果是DVR，通過MIPS等芯片進(jìn)行處理，這個(gè)瓶頸就更為明顯。因?yàn)檫@個(gè)芯片要負(fù)責(zé)通過PCI總線從DSP取到視頻流，并同時(shí)負(fù)責(zé)錄像存儲(chǔ)，那么在網(wǎng)絡(luò)方面的資源就非常少了。不僅從芯片本身的功能，還是嵌入式設(shè)備上程序表達(dá)空間的局限，還是從1000M網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的消化難度，都對(duì)IP編碼設(shè)備形成了難以突破的屏障。
就以海康的硬盤錄像機(jī)而言，它的總會(huì)話資源是24路，單路的zui多訪問是6個(gè)，即zui多可以實(shí)現(xiàn)*個(gè)用戶預(yù)覽全部16路視頻，第二個(gè)用戶則zui多只能預(yù)覽8路視頻；或是6個(gè)用戶，同時(shí)zui多只能訪問其中某4路視頻。另一個(gè)重要的局限性是它的總帶寬資源是25Mbps，這個(gè)局限在D1畫質(zhì)的情況下尤為明顯，也就是說DS8016HFzui多每路只能達(dá)到1.28Mbps，并且沒辦法向第二個(gè)用戶提供任何視頻了。從技術(shù)的角度來看，海康能達(dá)到這個(gè)水平已屬不易，相信國(guó)內(nèi)IP監(jiān)控廠家在通訊方面少有能與海康匹敵，但從用戶的角度特別是大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)里，這是IP編碼設(shè)備未能形成燎原之勢(shì)的重要因素。
通過市場(chǎng)力量的推動(dòng)，電影/廣播系統(tǒng)里的流媒體被引入到安防行業(yè)里，流媒體一對(duì)多轉(zhuǎn)發(fā)成為了這個(gè)問題的救星，許多大公司都推出了類似的技術(shù)服務(wù)。但好景不長(zhǎng)，源于電影/廣播系統(tǒng)里的流媒體屬于文件型流，經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)后的延時(shí)平均在4秒左右。這在網(wǎng)絡(luò)電影等行業(yè)里是可以接受的，即便是現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播也是可以接受的，但習(xí)慣了模擬視頻全實(shí)時(shí)效果的安防行業(yè)，非常難以接受這個(gè)條件。特別是通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)球機(jī)進(jìn)行控制，誰也不能接受4秒鐘以后球機(jī)才開始轉(zhuǎn)動(dòng)。
經(jīng)過業(yè)內(nèi)一些IP監(jiān)控廠家的潛心研究，引入了電信多媒體交換機(jī)的核心，即實(shí)時(shí)流媒體（Realtime Stream）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大容量網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)，達(dá)到了電信級(jí)在600毫秒以內(nèi)的行業(yè)要求標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了PTZ的一對(duì)多控制、報(bào)警信號(hào)的一對(duì)多廣播。直到實(shí)時(shí)流媒體技術(shù)的引入，才算是真正意義上的安防行業(yè)的流媒體。
模擬矩陣的核心切換功能是通過8816的多路交叉開關(guān)來實(shí)現(xiàn)切換的，它來自于*代交換即線路交換的主要芯片。數(shù)字矩陣是通過實(shí)時(shí)流媒體來實(shí)現(xiàn)切換的，來自于第二代（IP）交換即包交換功能。只有擁有實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)切換功能，實(shí)現(xiàn)了模擬矩陣在切換方面的功能邏輯，才算得上是真正意義上的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)矩陣，而不是個(gè)別商家實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的解碼輸出功能的“網(wǎng)絡(luò)解碼器”。
數(shù)字矩陣源于網(wǎng)絡(luò)，并與網(wǎng)絡(luò)有著密不可分的關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)的重要特征在于它的分布式計(jì)算能力。那么其功能不應(yīng)受制于類似于模擬矩陣或硬盤錄像一樣單臺(tái)機(jī)箱的約束，而是應(yīng)充分的借用它在網(wǎng)絡(luò)方面的先天優(yōu)勢(shì)，方便進(jìn)行分布式計(jì)算。
多機(jī)無縫級(jí)聯(lián)是大型網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)里*的功能，多機(jī)全交叉切換則是網(wǎng)絡(luò)矩陣賴以生存的重要職能。如果說實(shí)時(shí)流媒體是數(shù)字矩陣的軟芯片，那么網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)就是它的硬芯片。很多人能夠理解非常復(fù)雜的模擬系統(tǒng)的接線結(jié)構(gòu)，或許也是電腦方面的專家，但對(duì)于*的普通網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，卻不知道它在這樣大型的監(jiān)控系統(tǒng)里起著不可估量的作用。
通過實(shí)時(shí)流媒體及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，進(jìn)行多機(jī)聯(lián)網(wǎng)全交叉矩陣切換,則可輕松實(shí)現(xiàn)256入256出（16屏）、512入512出（32屏）等超大型聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。
在大型的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中，核心骨干網(wǎng)的負(fù)載能力是一個(gè)zui重要的指標(biāo)。越是大型的系統(tǒng)，每兆字節(jié)的傳輸成本就越高。一個(gè)512路以上的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，相當(dāng)于一個(gè)上千戶寬帶用戶的網(wǎng)絡(luò)資源需求。在實(shí)時(shí)性方面的要求，比以文本傳輸或可間斷非實(shí)時(shí)文件流為主的民用寬帶要求要高得多，所以在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡方面需要做出非常專業(yè)的考慮。然而因?yàn)?/span>IP監(jiān)控的剛剛興起，甲方或工程商缺少專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，相關(guān)的廠家雖然技術(shù)員的水平相對(duì)要高一些，但往往不會(huì)從產(chǎn)品的角度做出比較負(fù)責(zé)任的考慮與設(shè)計(jì)，反而會(huì)出于商業(yè)的目的設(shè)計(jì)一些比較獨(dú)立的僅具有商業(yè)目的的產(chǎn)品，比如網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)服務(wù)器。
在大型的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中，要zui大可能的對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)或分區(qū)進(jìn)行物理切割，比如分區(qū)的前端DVR/ DVS/IPC與后端訪問網(wǎng)絡(luò)相隔離，而在網(wǎng)矩陣本身不能產(chǎn)生附加帶寬的同時(shí)，需要起到這個(gè)分區(qū)或切割的職能。比如：采用雙1000M網(wǎng)口設(shè)計(jì)，一個(gè)網(wǎng)口用來輸入某一區(qū)域前端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)進(jìn)來的視頻，另一個(gè)網(wǎng)口再進(jìn)入主干網(wǎng)，自身完成了解碼、存儲(chǔ)功能，從而通過流媒體的轉(zhuǎn)發(fā)，巧妙地實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)關(guān)的職能。因此，就把整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的壓力降到了zui低，那么網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴產(chǎn)生的機(jī)會(huì)就大大降低了。
zui近幾年，海量存儲(chǔ)技術(shù)一直在快速地進(jìn)步。從07年初的160G，快速跳過 250G、320G、500G、750G，并逐漸地化到1000G、1500G,及目前zui高的2000G硬盤。
目前2000G硬盤在價(jià)格上與三年前的160G硬盤是持平的，就意味著目前通過一臺(tái)2U機(jī)箱的9個(gè)2000G硬盤，相當(dāng)于三年前112個(gè)以上160G硬盤位超大型存儲(chǔ)陣列，這差不多是一個(gè)省級(jí)數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)量。
這樣的技術(shù)進(jìn)步是眾人皆知的，因?yàn)樗苯佑绊懙狡胀?/span>PC市場(chǎng)的變化。顯然，數(shù)字監(jiān)控重要的本地錄像功能自然也會(huì)受它的影響。隨著*水平的不斷提高，作案的同時(shí)連同監(jiān)控設(shè)備一起搬走或是一起破壞的事件屢屢發(fā)生，集中存儲(chǔ)或是集中存儲(chǔ)與本地存儲(chǔ)相結(jié)合的需求日趨強(qiáng)烈。伴隨著海量存儲(chǔ)技術(shù)的不斷提高，海量存儲(chǔ)的成本不斷降低，這種需求自然就成為了IP監(jiān)控的*功能。
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)集中存儲(chǔ)的需求產(chǎn)品化以后，即出現(xiàn)了專門的獨(dú)立存儲(chǔ)服務(wù)器。這個(gè)產(chǎn)品雖然解決了存儲(chǔ)的問題，但卻加重了核心骨干網(wǎng)上的壓力。比如512路視頻進(jìn)入骨干網(wǎng)后，按512K來算，即產(chǎn)生了256M的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)帶寬。如果這個(gè)256M的帶寬，經(jīng)流媒體服務(wù)器，再轉(zhuǎn)存儲(chǔ)服務(wù)器，然后輸出到解碼服務(wù)器上，一部分視頻通過分控訪問，就會(huì)產(chǎn)生超過1000M實(shí)際碼流的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴。
采用流媒體、存儲(chǔ)、解碼輸出一體化設(shè)計(jì)，即網(wǎng)絡(luò)視頻一經(jīng)輸入到某臺(tái)矩陣后，則少有機(jī)會(huì)再需轉(zhuǎn)發(fā)出來。這樣的方案不僅可以zui大程度降低網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的風(fēng)險(xiǎn)，更重要的是通過本機(jī)的本地內(nèi)存復(fù)制等機(jī)制，使網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难訒r(shí)降到zui低，從而使圖像的實(shí)時(shí)性、連慣性等得到非常大的提升，這就從根本上解決了這一系列問題。
綜上所述，新一代數(shù)字矩陣如果能*上述要求，不斷豐富IP監(jiān)控的功能特點(diǎn)，使數(shù)字矩陣賦予新的職能，才能發(fā)揮IP監(jiān)控的原動(dòng)力作用，把IP監(jiān)控推向新的發(fā)展高峰。
