现阶段,基于IP承载的数字化安防系统仍在不断发展演进,随着网络技术的发展完善和IPv6的推广,更可靠高带宽的下一代网络的逐步演进,无线3G技术的普及,更高性能的视音频压缩处理芯片的推出,都会促进流媒体技术在安防应用方面的进一步发展,并成为网络化监控不可缺失的关键环节。
流媒体技术在全数字解决方案系统中发挥着越来越重要的作用。在大型安防系统中,被管理的网元设备可以是视频编码器、IP摄像机等,当用户数量较多或应用较多的场景中,单纯靠前端的网元设备如IP Camera/DVS/DVR等来提供网络视频流实现媒体转发业务是不现实的,而且受设备自身性能的影响,网元设备很难满足众多的业务请求。在早期的DVR系统中,如果过多的用户连接,还会造成录像文件丢帧情况,这充分说明了设备本身硬件性能和网络性能的限制。
现阶段的系统中通过设置流媒体转发服务器,实现流媒体业务。尽管各家的软件模块划分和定义不同,但是大部分的系统中流媒体都具有如下的功能:
·对前端视频编码设备或IP摄像机请求视频流;
·响应客户端的视频业务请求,并将对应的视频流转发给客户端;
·将视频流转发给存储服务器,进行视频资源的存储;
·对存储服务器设备请求录像视频流;
·响应客户端的视频业务请求,并将对应的录像视频流转发给客户端。
在大型系统中,需要计算流媒体分发路数以及规划流媒体分发服务器的数量。流媒体分发路数由网络存储的视频数量和客户端请求的视频数量决定;流媒体分发服务器的数量则由流媒体分发路数和单台流媒体的有效分发数量共同决定。
通常情况下,单台流媒体分发服务器视频分发能力均能达到几百路以上,其分发性能往往受限于服务器的网卡吞吐能力,而与CPU及内存的关联程度不大。按照常规服务器配置的千兆网卡,其网络有效吞吐量约在700-800M之间。按照一路4CIF图像的码流在1.2Mbps计算,则一台流媒体分发服务则至少可以转发550路图像,而如果转发每路512Kbps的CIF格式的图像,则可以达到至少1400路。
假如有300路的监控点,需要全部4CIF格式的网络存储,20个客户端且均是4画面分割浏览显示,则流媒体需要分发路数共包括如下:
·对前端网络视频编码器的视频请求300路;
·对全部的网络存储请求300路;
·对客户端的80路视频请求。
合计共680路4CIF 1.2Mbps格式视频分发请求,合计需要的带宽共约816M,如果配置一台流媒体分发服务器按照最大800M的网络吞吐量计算将是略超负荷运行,系统不稳定性因素将增加,这种情况下建议配置两台流媒体分发服务器,以有效实现负载均衡。
上面的计算方式是普遍情况下的一种参考,当然不同的平台产品,不同的设计理念可能会造成计算方式不同,比如有的流媒体分发厂家计算分发量则是依据CPU的负荷,而不是完全依靠流量带宽来计算,因此上述的观点仅供参考,具体由平台厂商提供算法依据。
现阶段流媒体在平台间互联互通的地位和作用
如今,安防系统处于新老技术与产品交替更迭的阶段,随着数字技术的发展和演变,在大型系统中独立存在的小系统需要改变以往信息孤岛的尴尬处境,由于不同阶段和时期建设的系统模式不同,因此势必会涉及到系统间的兼容和集成问题。在该类系统的改造过程中,系统需要朝着有利于集成与互联互通的方向实现。 为了更好地兼容原有系统,系统改造需要增加更多的管理与服务模块,多数会采用上文中的中心服务平台架构模式。当数字化系统具备系统互联互通的实现条件时。可能会出现上下级平台的架构或多级平台的架构,此时流媒体分发服务器除了承担平台内的业务之外,还需要考虑针对平台间互联互通的业务请求。
平台互联互通的实现前提需要对平台间互通控制信令、媒体数据包以及客户端的接口进行标准化,其中媒体部分需要将媒体数据请求格式和媒体数据传输格式进行标准化,同时还要对客户端解码实现方式与解码插件接口进行标准化。
当A平台客户端可以通过诸如HTTP/SIP协议对平台内的中心管理服务器发出查询信息和控制信息,A平台管理服务器查询后如果是B平台下的DVS(DVR/NVS或存储服务器),则通过SIP协议向B平台中心管理服务器发起UDP消息,B平台中心管理服务器检查目的设备的IP是否存在于平台静态路由表中,如存在则回复UDP消息应答,并将请求发送到平台内的流媒体分发服务器,则A平台客户端收到应答后可发起指令通过平台内的流媒体分发服务器到B平台流媒体分发服务器读取视频图像。
如果在最后获取视频流的环节直接通过A平台客户端访问B平台流媒体服务器也是可行的,但是一般不建议这样做,因为这样会增加对方平台流媒体分发服务器的分发负担,不利于系统中心管理服务器对资源占用和负载的均衡管理。