标题:IP监控技术解析:IP网络监控是否已成熟
作者:互联网
日期:2009-01-06 00:00:00
内容:

  一、IP网络监控是否已经成熟
 
   经济发展促使着人们不断提高安防意识,当传统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集中监控方式应运而生。目前,随着互联网大范围普及,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。
 
   熟悉远程监控人都知道,将图像摄取后进行远程传输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,其视频图像质量和传输速度要优于网络传输,但是它昂贵成本和复杂布线工程让人望而却步。更重要是,其组网能力相对较差,不能满足大型监控项目需求。而网络监控则在此显示出它独有优势:凡是有网络地方就能构建网络监控系统。由于省去了传统布线和线路维护费用,使得网络监控系统安装成本大大降低。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主要趋势。
 
   网络监控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产品,如先前DVR,后来网络摄像机、视频服务器等。这些网络产品由于采用了先进数字压缩技术,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缺陷。近年来,数字视频监控系统核心设备??网络摄像机和视频服务器因为具有更多智能特性和强大联网功能,而成为网络监控市场新宠儿。据Gartner集团预测,2005年全球视频服务器销售额将达到420亿美元,年均增长将达到64%,而中国市场增长速度更有望超越国际水平。同时,在宽带技术快速发展驱动下,网络监控摄像机市场也将以每年57.5%速度增长。
 
   除了研发适合网络传输产品,目前IP网络在质量管理上也已经有了很大进步。随着国家对网络建设重视,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联网解决方案,使得IP网络监控技术不断完善。那么,IP网络带宽问题是否真已经完全解决?中国网络监控还面临着哪些发展障碍?未来,网络监控发展趋势又将如何呢?
 
   IP网络监控是否已经成熟(二)
 
   IP视频监控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网络视频监控应用已经相当普及,只要有网络地方都可以实现,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。在技术上、应用上都存在一些缺陷。它在技术不成熟体现在以下方面:视频质量与模拟相比,局域网络特定条件下还存在不同程度差距,高质量视频流需要占用大量网络带宽,而广域带宽网目前尚未完全普及;在硬件和软件方面,如何在复杂网络环境下保证效果,当前并没有成熟经验可供借鉴,众多厂家都处于深入研究和解决措施阶段;硬件编码、传输、联动等没有形成固定标准;虽然在远程传输方面拥有可以预见高品质,但是,低价格硬件产品还没有出现。
 
   而IP监控在行业应用上不成熟则表现为:因为大规模应用时间比较短,所以,真正有行业特色应用或者说是解决方案还比较少,出现了重传输、轻应用,重图像质量、轻信息提取和利用,缺乏行业底层标准、硬件厂家各行其是、互不兼容等现象,使解决方案提供商在进行系统开发时效率低下,在底层介入方面资源浪费较多情况,不利于应用产品迅捷开发和快速成熟。同时,行业内还没有出现有领导力商家,行业还处于诸侯混战阶段。
 
   优异视频质量谁都不会拒绝,但问题是得到价值有多大?付出代价又有多高?其实,随着视频分析、计算机视觉技术发展与成熟,完全可以在前端就抽取一些有价值数据,以很小数据量传回后端,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,逐渐摆脱传统单纯靠肉眼接收、判读视频数据观念。
 
   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分散和孤立监控,网络正是实现这一转变桥梁。二是智能化后台应用。以前,大量视频数据不能得到充分、及时利用,很多有用信息很难或者无法提取和保存。数字化、网络化处就在于:随着视频分析技术、多媒体数据库、人工智能技术发展,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任务。
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   从技术上来讲,IP网络监控已经趋于成熟(三)
 
   网络监控是数字视频应用中高端一类。从技术上讲,IP网络监控已经趋于成熟。目前,越来越多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联网环境中所使用摄像机。
 
   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飞跃,它增加了更多智能特性。另一方面,数字化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络监控中,只不过针对不同客户及依据不同网络环境采用不同解决方案而已。
 
   纵观IP网络技术发展,这几年IP网络在QoS(质量管理)上有了很大进步。但现有IP网络大都只是在单个节点上提供相对优先权处理。下一代网络应能为营运商提供一套方便网络业务运营管理手段,并提供多业务承载能力。IP网还必须能够保障业务可靠运营。最后,它应能够保证向用户提供类似原来信网相同甚至更服务质量,使业务在网络上时延、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分配,这一点会对各类视频应用产生质改变。因为NGN重点考虑一点就是视频应用。
 
   随着网络完善,IP网络监控将会得到长足发展(四)
 
   随着人民生活水平提升以及对安防要求提高,传统意义上模拟本地化监控已经远远不能满足市场需求。而网络系统飞速发展,使得依靠网络进行远程视频监控成为可能。
 
   对于大型监控系统来说,网络监控相对本地监控有着无可比拟优势,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,以网络为基础视频监控突破了时间、地域限制,只要有网络存在地方就可以建立网络监控系统,省去了传统布线和线路维护费用,降低了监控成本;用户在授权情况下,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、集中监控远程传输。在一些特定场合,网络监控得到了有效应用,受到了广大安防厂商和行业用户广泛关注。
 
   但是值得我们关注是,网络视频传输是当初网络协议提出时所未料及。我们知道,图像是一个恒定信息流,而在因特网内部,信息却不是一个恒定流。在图像传输过程中,TCP(播送控制协议)先将发送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要求重发这个特定数据包,只有所有数据包都被正确地接收,TCP才用序号来重构原始信息。基于网络传输这些原理,网络视频监控对网络有着很大依赖性。庞大数据和信号流量与目前相对过小可用带宽产生矛盾,导致人们对IP网络视频监控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,网络发展空间非常巨大。国务院出台政策对网络建设鼓励非常,作为IP网络监控载体,IP宽带发展和完善将极大地提高用户对IP网络监控信心。国内多家网络运营商已经摩拳擦掌,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一个重要发展方向。同时,它市场前景促使国内外安防厂商纷纷将研制适应网络监控监控产品作为公司科研重点。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网络视频监控固有缺陷,虽然短期内还很难满足用户需求,IP网络视频监控技术只能说是日趋完善,但可以预料是,IP网控将会随着网络进一步完善而得到长足发展。
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   IP网络监控是否已经成熟(五)
 

   网络监控应用有待完善
 
   IP网络监控主要是利用现在网络资源通过IP寻址技术来定位网络中监控点,通过现有网络来传输音视频资料,具有投入少,使用范围比较广泛特点。
 
   但从目前中国网络监控应用状况来看,还有很多不太完善地方。
 
   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。而在网络普及地方,由于早期网络建设并不适合流量较大音视频信号传输,速度比较慢,影响到监控效果。IP网络监控主要是速度慢慢不能满足日益增长需要,随着人们对网络视频监控要求越来越高,需要传输数据量越来越大,因此,就需要网络速度能得以提高。面对光纤网冲击,将来,IP网络监控可能会随着光纤网普及而慢慢减少。但是由于目前光纤网价格相对比较高,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,推广自己一套网络连网方案,不同厂商之间设备往往因为标准不同,而不能相互通用,也给网络监控系统改造带来投入较高问题。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行业标准。
 
   针对当前IP网络监控存在问题,各家公司都提出了自己解决方案。例如,某市一家商业银行成功地建立了跨全市各支行远程联网监控系统。采用TCP/IP传输方式,通过普通IP网络成功地实现分行监视、总行监控目。通过自己研发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网络速度相对比较慢,在网络存储方面还有待进一步提高。
 
   IP网络监控是否已经成熟(六)
 
   除了要改善网络环境,发展自身核心技术才是解决之道
 
   随着Internet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、最成熟技术。一些PC业界领袖微软、Intel、Compaq,各大网络公司CISCO、Siemens、Alcatel、Paradyne等相继推出了ADSL产品,并致力于ADSL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方案以现有话双绞线为传输介质,受双绞线自身特性局限,其传输带宽无法和同轴线、光纤等相比,并且话线从用户处直接通到信局结构使它更易受到外界干扰。
 
   就目前IP宽带运营情况来看,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矛盾。
 
   纵观近两年内,ADSL依然以其线路租赁费用合理,初始安装简便,带宽稳定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IP网络控制未来增长主要要素,全球性IP宽带热将会持续下去。
 
   不得不承认是,IP带宽会影响到图像传输帧率,但是这对图像质量却不会产生任何影响。因为很多网络监控核心技术芯片,正在克服因为网络因素而对监控图像产生影响。就国内很多企业在IP网控方面遇到困难,现阶段除了要改善网络环境外,发展自身核心技术才是根本解决之道。对于那些还没有能力研制开发自身核心技术厂商,增加与业界其他厂商优势联合也不失为一种很方法。
 
   随着技术发展,带宽将不再是制约网络监控发展主要因素,未来网络监控将会是高清晰、高解析度图像实时传输,我们也正在向这个方向不断努力。
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