網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)編碼標(biāo)準(zhǔn)及傳輸協(xié)議簡析

    視頻監(jiān)控系統(tǒng)從第一代模擬系統(tǒng)（VCR）到第二代部分?jǐn)?shù)字化系統(tǒng)（DVR/NVR）,再到第三代完全數(shù)字化系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器），三個(gè)階段的發(fā)展演變預(yù)示著全數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)不久將成為安防市場(chǎng)的主角。

    近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、嵌入式軟硬件技術(shù)、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)和處理技術(shù)的成熟，各種先進(jìn)的視頻圖像處理技術(shù)不斷出現(xiàn)，并伴隨硬件成本逐年的持續(xù)下降，視頻監(jiān)控的廣泛應(yīng)用，及其數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的發(fā)展出現(xiàn)突飛猛進(jìn)的趨勢(shì)。

    數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)的開放性、集成性和靈活性為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的整體性能提升創(chuàng)造了必要條件，同時(shí)也為安防產(chǎn)業(yè)的增值服務(wù)提供了更加廣闊的發(fā)展空間。

    在數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)里，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)充當(dāng)著“內(nèi)核”的角色。高度集成化的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)具備音視頻的采集，編碼、通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，管理PTZ和輸入輸出設(shè)備的功能，因此網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的功能將直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案的成功實(shí)施。

    從網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)工作機(jī)制來講，基本分為三大功能模塊：音視頻編碼、PTZ和I/O設(shè)備管理、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。

    網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)音視頻編碼模塊是指將采集到的圖像和聲音進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后對(duì)其進(jìn)行編碼，也就是對(duì)數(shù)字圖像和聲音進(jìn)行壓縮，以此減小原始圖像和聲音的比特流，在保證某種音視頻質(zhì)量的前提下，盡量適應(yīng)普通網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬。所以音視頻編碼采用了很多音頻和圖像編碼技術(shù)去解決音視頻質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)帶寬之間的平衡問題。

    編碼標(biāo)準(zhǔn)概述

    編碼標(biāo)準(zhǔn)

    網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)常用的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)有Motion-JPEG、H.263、MPEG-2、MPEG-4、H.264和AVS（中國標(biāo)準(zhǔn)）。

    Motion-JPEG是以提供序列JPEG圖像的方式來提供視頻。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)就象是數(shù)字靜態(tài)圖片照相機(jī)，捕捉單幅圖像并將其壓縮為JPEG格式。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)每秒捕捉和壓縮30張圖像，并以連續(xù)圖像流的方式通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到客戶端。當(dāng)幀率達(dá)到或超過16fps時(shí)，用戶就可以瀏覽到感覺比較實(shí)時(shí)的畫面。

    H.263壓縮技術(shù)主要面對(duì)固定比特率的視頻傳輸應(yīng)用。但當(dāng)畫面中的物體移動(dòng)時(shí)，仍使用固定比特率，圖像的質(zhì)量就會(huì)有所降低。由于H.263最初是為視頻會(huì)議應(yīng)用而開發(fā)的，因此對(duì)于要求更多圖像細(xì)節(jié)的監(jiān)視系統(tǒng)來講并不適合。

    MPEG-2從MPEG-1壓縮技術(shù)擴(kuò)展而來，幀率被鎖定在25fps(PAL)/30fps(NTSC),主要針對(duì)高質(zhì)量數(shù)字視頻(DVD)，數(shù)字高清電視(digital high-definition TV，HDTV)，交互式存儲(chǔ)媒體(interactive storage media，ISM)，數(shù)字廣播視頻(digital broadc ast video，DBV)，和有線電視(cable TV，CATV)。網(wǎng)絡(luò)傳輸MPEG-2編碼的視頻流需要較高的帶寬，在安防監(jiān)控行業(yè)，很少有網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采用MPEG-2編碼方案。

    MPEG-4從MPEG-2發(fā)展而來，MPEG-4編碼方案內(nèi)建很多工具，可用來降低比特率，以滿足特定應(yīng)用或場(chǎng)景對(duì)圖像質(zhì)量的需求。而且MPEG-4幀率沒有被鎖定25fps(PAL)/30(NTSC)fps。采用MPEG-4編碼方案的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，往往在低帶寬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，通過降低幀率來完成視頻傳輸。MPEG-4引入很多工具來降低比特率，但針對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻實(shí)時(shí)性沒有內(nèi)建優(yōu)化工具，編解碼時(shí)間消耗增加，視頻流傳輸往往表現(xiàn)出延遲，抖動(dòng)現(xiàn)象。

    H.264編碼方案，也稱為MPEG-4(Part10)或高級(jí)視頻編碼(AVC)，是H.263開發(fā)小組和MPEG-4開發(fā)小組合并后推出了新的下一代視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)只增加了有限的編碼復(fù)雜度，用于實(shí)現(xiàn)極高的數(shù)據(jù)壓縮，該標(biāo)準(zhǔn)在比原先壓縮標(biāo)準(zhǔn)的比特率小很多的條件下仍可提供高質(zhì)量的視頻。國內(nèi)市場(chǎng)新推出的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，很多都采用了H.264編碼方案，由于編解碼計(jì)算復(fù)雜度高，能提供實(shí)時(shí)視頻流的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)很少。很多的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)生產(chǎn)廠商都看好H.264編碼方案，隨著各種優(yōu)化技術(shù)的成熟，H.264編碼方案將來可能會(huì)成為市場(chǎng)的主流。

    AVS編碼方案是中國具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第二代信源編碼標(biāo)準(zhǔn)，編碼效率比MPEG-2高2-3倍，與H.264相當(dāng)，而且技術(shù)方案簡潔。AVS通過一站式許可政策，解決MPEG-4/H.264專利許可問題。2006年2月22日，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)頒布通知AVS視頻部分正式成為國家標(biāo)準(zhǔn)。一些IT廠商對(duì)該編碼方案已經(jīng)開始測(cè)試。雖然AVS標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)包含視頻會(huì)議與視頻監(jiān)控優(yōu)化工具，但目前市場(chǎng)上還沒有出現(xiàn)采用AVS編碼的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。由于其目的是繞開國外高額的專利授權(quán)費(fèi)用，很受到國內(nèi)音視頻設(shè)備上游生產(chǎn)廠商的關(guān)注。

    以上編碼方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，Motion-JPEG編解碼簡單，可以提供高分辨率圖像，也常在客戶端實(shí)現(xiàn)智能化圖像處理，但采用Motion-JPEG編碼方案，進(jìn)行實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)占用網(wǎng)絡(luò)帶寬較高。對(duì)視頻實(shí)時(shí)性要求較高的安防行業(yè)，大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)帶寬一般難以適應(yīng)Motion-JPEG編碼方案。MPEG-2編碼方案，除了被一些高端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采用，普通網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)幾乎不采用MPEG-2編碼方案，鎖定的幀率，較高的比特流很難適用普通安防行業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施。MPEG-4編碼方案?jìng)鬏攲?shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)視頻占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬較少，但其編解碼復(fù)雜性較高，網(wǎng)絡(luò)延遲，圖像抖動(dòng)問題需要重點(diǎn)考慮。H.264編碼方案，同等質(zhì)量圖像H.264編碼產(chǎn)生的比特流比MPEG-4少20-40%，并且內(nèi)建針對(duì)流媒體和無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化工具，相比MPEG-4其編碼復(fù)雜度更高，編解碼時(shí)間更長，需要網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)編碼器提供很強(qiáng)的計(jì)算能力，成本較高。市場(chǎng)上目前還沒有采用AVS編碼方案的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，暫時(shí)不予討論。從編碼效率比較，MPEG-4是MPEG-2的1.4倍，AVS和H.264相當(dāng)，都是MPEG-2兩倍以上。

    針對(duì)安防行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)主要生產(chǎn)廠家，采用最多的編碼方案是MPEG-4和Motion-JPEG，有些產(chǎn)品具有MPEG-4，Motion-JPEG可切換編碼標(biāo)準(zhǔn)，客戶可以根據(jù)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)二者擇一。還有同時(shí)提供MPEG-4和Motion-JPEG視頻流輸出的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，兼顧實(shí)時(shí)瀏覽和高品質(zhì)視頻記錄應(yīng)用。只采用MPEG-4編碼方案的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)市場(chǎng)占有率較高，能滿足普通應(yīng)用市場(chǎng)需求，軟硬件技術(shù)成熟，運(yùn)行穩(wěn)定，價(jià)格容易接受，在大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中優(yōu)勢(shì)較大。隨著H.264相關(guān)技術(shù)的成熟，最新的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采用H.264編碼方案的逐漸多起來，但只實(shí)現(xiàn)H.264編碼方案里最基本的功能，目前只有很少的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)才能提供4CIF（D1）實(shí)時(shí)視頻，而且價(jià)格較高，很多H.264網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)大多數(shù)是CIF分辨率或非實(shí)時(shí)視頻，還不能滿足安防系統(tǒng)的要求。

    增值功能

    網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)普遍具備視頻動(dòng)態(tài)偵測(cè)(VMD)功能，通過分析圖像數(shù)據(jù)和一系列圖像的不同，來確定現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的行為。這一功能既可內(nèi)置在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中，也可在應(yīng)用軟件中提供。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)針對(duì)圖像處理的智能功能在此不做分析。

    常見的音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)包括，G.711(PCM)以64kbit/s的速度提供高質(zhì)音頻；G.726(ADPCM)以32或24kbit/s的速度提供音頻；MP3以比特率約為100 kbit/s提供高質(zhì)音頻。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通過這些音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，提供全雙工音頻對(duì)講功能。

    網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的“核心”設(shè)備網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，不僅要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸高質(zhì)量的音視頻，并且要管理外部安防數(shù)字化設(shè)備。

    網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的PTZ和I/O設(shè)備管理模塊，很容易實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)遠(yuǎn)程控制，外部事件捕獲、報(bào)警設(shè)備啟動(dòng)、事件觸發(fā)視頻記錄等等這些智能化管理。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的輸入和輸出端口可以連接到外部探測(cè)設(shè)備，如門鈴、探測(cè)器(煙霧、活動(dòng)、聲音、溫度和溫度傳感器) 、燈(包括紅外燈) 和報(bào)警繼電器。使用攝像機(jī)的內(nèi)置邏輯功能，可通過網(wǎng)絡(luò)從遠(yuǎn)程PC或自動(dòng)地進(jìn)行管理。I/O觸發(fā)事件可用于去除不必要的視頻傳輸，也就是說，如果連接到網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的傳感器沒有被觸發(fā)，視頻就不會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。由于這些優(yōu)點(diǎn)，這樣網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)就可以將這些外部設(shè)備歸類為不同的觸發(fā)事件，后端管理平臺(tái)可以根據(jù)不同的事件組合，定制出更加自動(dòng)化的安防監(jiān)控系統(tǒng)。由于PTZ設(shè)備的控制命令被網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)饺魏蔚攸c(diǎn)，使用戶對(duì)于PTZ攝像機(jī)遠(yuǎn)程操作更加輕松，方便。由于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和后端管理軟件可以獨(dú)立解析不同廠家的PTZ設(shè)備協(xié)議，可以使不同協(xié)議的PTZ設(shè)備互相操作，保護(hù)了客戶已有投資。市面上網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在這方面的功能都很完善，主要的差別是支持I/O端口的數(shù)量，I/O事件響應(yīng)的靈敏度。

    傳輸協(xié)議概述

    傳輸協(xié)議

    網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)提供很多的基于IP網(wǎng)絡(luò)的傳輸協(xié)議，以盡可能地保證音視頻數(shù)據(jù)，PTZ控制數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量。實(shí)時(shí)視頻流經(jīng)過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸，通過多種協(xié)議組合，適應(yīng)各種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境。

    RTP(Realtime Transport Protocol),實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議，其專門針對(duì)實(shí)時(shí)流媒體而設(shè)計(jì)， RTP的基本功能是將幾個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流復(fù)用到一個(gè)UDP分組流中，這個(gè)UDP流可以被發(fā)送給一臺(tái)主機(jī)（單播模式），也可以被傳送給多臺(tái)目標(biāo)主機(jī)（多播模式）。因?yàn)镽TP僅僅封裝成常規(guī)的UDP，理論上路由器不會(huì)對(duì)分組有任何特殊對(duì)待，但現(xiàn)在高級(jí)的路由設(shè)備都有針對(duì)RTP協(xié)議優(yōu)化選項(xiàng)。RTP協(xié)議的時(shí)間戳機(jī)制，不僅減少了抖動(dòng)的影響，而且也允許多個(gè)數(shù)據(jù)流相互之間的同步，這樣可以很方便地基于I/O事件對(duì)視頻圖像進(jìn)行字幕添加，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)往往將音視頻編碼數(shù)據(jù)封裝成RTP分組。

    RTCP(Realtime Transport Control Protocol)實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議，其是RTP的姊妹協(xié)議，它處理反饋、同步和用戶界面等，但是不傳輸任何數(shù)據(jù)。它的主要功能是用來向源端提供有關(guān)延遲、抖動(dòng)、帶寬、擁塞和其它網(wǎng)絡(luò)特性的反饋信息，編碼進(jìn)程可以充分利用這些信息。因此當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀況較好時(shí)，可以提高數(shù)據(jù)速率（從而達(dá)到更好的質(zhì)量），而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀況不好時(shí)，它可以減少數(shù)據(jù)速率。通過連續(xù)的反饋信息，編碼算法可以持續(xù)地作相應(yīng)的調(diào)整，從而在當(dāng)前條件下盡可能地提供最佳的質(zhì)量。

    RTSP(Real Time Streaming Protocol)實(shí)時(shí)流協(xié)議，RTSP協(xié)議利用推式服務(wù)器(push server)方法，讓音視頻瀏覽端，發(fā)出一個(gè)請(qǐng)求，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)只是不停地向?yàn)g覽端推送封裝成RTP分組的音視頻編碼數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以用很小的系統(tǒng)開銷實(shí)現(xiàn)流媒體傳輸。

    HTTP(HyperText Transfer Protocol)超文本傳輸協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通過HTTP協(xié)議提供Web訪問功能，很方便地將音視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)傳輸，但實(shí)時(shí)音視頻支持很不理想。

    UDP(U ser Datagram Protocol)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，是最基本的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，利用IP協(xié)議提供網(wǎng)絡(luò)無連接服務(wù)，常用來封裝實(shí)時(shí)性強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)音視頻數(shù)據(jù)，即使網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中發(fā)生分組丟失現(xiàn)象，在客戶端也不會(huì)影響音視頻瀏覽。

    TCP(Transmission Control Protocol)傳輸控制協(xié)議，利用IP協(xié)議提供面向連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，為在不可靠的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上提供一個(gè)可靠的端到端字節(jié)流而設(shè)計(jì)。TCP協(xié)議往往要在服務(wù)端和客戶端經(jīng)過多次“握手”才能建立連接，因此利用TCP傳輸實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的音視頻流開銷較大，如果網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定，音視頻抖動(dòng)的現(xiàn)象明顯。利用其可靠性常用來傳輸網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)管理命令，如PTZ，I/O設(shè)備控制命令。

    傳輸協(xié)議組合

    網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)往往應(yīng)用RTSP、RTP、RTCP、HTTP、UDP、TCP協(xié)議的不同組合來傳輸實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的音視頻流。常見的協(xié)議組合如下。

    RTP+RTSP協(xié)議組合，這種協(xié)議組合(RTP可以用TCP、UDP協(xié)議封裝，RTSP用TCP協(xié)議封裝)，在正常網(wǎng)絡(luò)環(huán)境里，可以保證客戶端瀏覽實(shí)時(shí)音視頻，廠商往往推薦網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采用這種協(xié)議組合。一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也常常支持RTP+RTSP多播模式。

    RTP/RTSP協(xié)議組合，RTP分組封裝成RTSP分組，有些網(wǎng)絡(luò)防火墻只讓RTSP協(xié)議分組通過。但網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)又要以RTP協(xié)議提供實(shí)時(shí)音視頻。這種組合方式在沒有辦法的情況下增加了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和客戶端管理系統(tǒng)的復(fù)雜度。

    RTP/RTSP/HTTP協(xié)議組合，在RTP/RTSP的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上增加了HTTP封裝，這種協(xié)議組合主要是為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)防火墻只允許使用HTTP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。雖然網(wǎng)絡(luò)負(fù)載加大，但網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以適應(yīng)更復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。

    UDP(TCP)協(xié)議，一些網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)為了適應(yīng)國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬狀況不佳的狀況，沒有利用RTP+RTSP應(yīng)用層協(xié)議封裝音視頻數(shù)據(jù)，對(duì)音視頻流只采用UDP或TCP傳輸層協(xié)議封裝。這樣音視頻流就可以利用很小的網(wǎng)絡(luò)帶寬傳輸流媒體。這種協(xié)議組合也可以提供類似RTP+RTSP高級(jí)功能，但對(duì)網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)備基于RTP+RTSP組合優(yōu)化特性不能利用。

    UDP(TCP)/HTTP協(xié)議組合，將音視頻流數(shù)據(jù)封裝成HTTP數(shù)據(jù)分組，然后用UDP(TCP)協(xié)議傳輸?shù)娇蛻舳�。這種協(xié)議方式可適應(yīng)復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，可以穿透大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)防火墻。

    各種傳輸層協(xié)議組合保證了音視頻和PTZ數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)目煽啃裕�但網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)內(nèi)置的處理器計(jì)算能力限制，導(dǎo)致并發(fā)訪問的用戶數(shù)量有限。這樣往往不能滿足并發(fā)訪問要求較高的應(yīng)用環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)往往利用具備多播功能的網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，響應(yīng)更多的并發(fā)訪問要求。有些網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)客戶端軟件功能強(qiáng)大，利用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，充當(dāng)可以響應(yīng)更多并發(fā)訪問用戶的“虛擬網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)”，這種方式適應(yīng)于也適應(yīng)PTZ網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。對(duì)大規(guī)模數(shù)字化視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有重要意義。

    還有的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)提供一些FTP(文件傳輸協(xié)議)、SMTP(郵件傳輸協(xié)議)、DDNS(動(dòng)態(tài)域名解析)協(xié)議，以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境應(yīng)用。筆者觀點(diǎn)，這些網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對(duì)安防監(jiān)控系統(tǒng)沒有太多的幫助，反而要引入好多外部FTP、SMTP、DNS服務(wù)器去配合網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，這樣對(duì)整個(gè)數(shù)字安防監(jiān)控系統(tǒng)的管理引入了新的復(fù)雜性，增加了不穩(wěn)定性，可能要花更多的精力去管理非主要業(yè)務(wù)。有的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)也提供一些高級(jí)網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，如ICMP、SNMP、IGMP、ARP協(xié)議，幫助用戶去管理網(wǎng)絡(luò)。

    應(yīng)用現(xiàn)狀

    隨著有線和無線網(wǎng)絡(luò)帶寬成倍的增加，網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸?shù)膸�寬成本將越來越小，大�?guī)模網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)已成為可能。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通過以太網(wǎng)接口將采集的音視頻數(shù)據(jù)；I/O、PTZ控制數(shù)據(jù)經(jīng)過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程管理系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊，所具備的功能決定了網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)適用的網(wǎng)絡(luò)類型、網(wǎng)絡(luò)音視頻延遲和抖動(dòng)的處理能力、是否具備穿透防火墻以適應(yīng)復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。

    以太網(wǎng)供電技術(shù)

    新的室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采用以太網(wǎng)供電技術(shù)，減少了網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)外部連接線纜。以太網(wǎng)供電(Power over Ethernet，PoE)是一種將供電集成到標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)設(shè)備中的技術(shù)。PoE技術(shù)遵循于IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)，并且在不降低網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊性能、縮小網(wǎng)絡(luò)范圍的基礎(chǔ)上對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行供電。這一標(biāo)準(zhǔn)可在交換機(jī)端提供15.4W的電源，攝像機(jī)端為最大12.9W的電源。類似PTZ攝像機(jī)和快球的室外攝像機(jī)，它們的功率通常會(huì)超過上述的值，因而PoE功能顯得不太適合。一些廠商也提供了非標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品來滿足此類應(yīng)用的需求，但需要注意的是，因?yàn)檫@些產(chǎn)品是非標(biāo)準(zhǔn)的，在不同品牌的產(chǎn)品間也就沒有了互操作性。

    無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

    如今，盡管大多數(shù)建筑中都已經(jīng)部署了有線網(wǎng)絡(luò)，但有時(shí)候?qū)�客戶來講，無線網(wǎng)絡(luò)解決方案在功能性和節(jié)約成本方面仍然具有很強(qiáng)的吸引力。例如，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)布線工作必須要對(duì)內(nèi)部建筑產(chǎn)生破壞才能完成時(shí)、或者在一些需要定期地改變攝像機(jī)位置，又不想每次重新布線的場(chǎng)所（例如零售商店），無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將變得非常有用。在另外一種常見應(yīng)用場(chǎng)景中，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠方便地將兩座建筑物或場(chǎng)所連接起來，而不需要昂貴和復(fù)雜的地面施工。

    無線通信技術(shù)主要分為兩大類：無線局域網(wǎng)(Wireless LAN，WLAN)是指跨越距離較短，通常位于室內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)。無線局域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)非常完善，不同廠家生產(chǎn)的無線局域網(wǎng)設(shè)備也能夠很好的協(xié)同工作；無線網(wǎng)橋(Wireless bridges)當(dāng)需要通過高速鏈路連接不同的建筑物或場(chǎng)所時(shí)，則必須建立一條能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離高速傳輸?shù)狞c(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路。微波和激光是實(shí)現(xiàn)這種功能的兩種常用技術(shù)。

    無線局域網(wǎng)802.11x系列標(biāo)準(zhǔn)，802.11g標(biāo)準(zhǔn)是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)支持最普遍的無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，在室外環(huán)境下，它能夠提供最大約24 Mbps實(shí)際吞吐量，最大有效距離為100米，該標(biāo)準(zhǔn)使用2.4 GHz波段，理論帶寬可以達(dá)到54 Mbps。

    網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)提供的無線接入功能，由于無線網(wǎng)絡(luò)通信本質(zhì)方面的原因，在無線網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的范圍內(nèi)，任何擁有一臺(tái)無線設(shè)備的人都可以連接到網(wǎng)絡(luò)中并使用共享設(shè)備，因此無線網(wǎng)絡(luò)必須提供良好的安全機(jī)制。無線網(wǎng)橋用來連接地域空間跨度比較大和多個(gè)無線局域網(wǎng)絡(luò)，采用微波技術(shù)的設(shè)備較多，我們應(yīng)該著重考慮一下，如果在這樣的環(huán)境里，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是否支持移動(dòng)IP。

    安全性

    網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的安全性很值得關(guān)注，在訪問網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)時(shí)，一般都提供多級(jí)用戶管理機(jī)制和IP過濾機(jī)制，不同級(jí)別的用戶(IP地址)有不同的訪問權(quán)限，這種機(jī)制很好地滿足了分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的安全高效管理要求。

    音視頻流通過加密處理，可以有效地防止在公共網(wǎng)路傳輸過程中被竊聽。一些網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在視頻編碼時(shí)采取了有限的加密措施，但增加了網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)載、客戶端解碼的復(fù)雜性和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)成本。而且政府部門對(duì)這種網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的加密標(biāo)準(zhǔn)未必采納。安防監(jiān)控行業(yè)是否可以考慮將視頻流的加密功能轉(zhuǎn)移到其它輔助系統(tǒng)來完成，減少系統(tǒng)核心設(shè)備網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的工作負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。

    結(jié)語

    隨著網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)快速的普及應(yīng)用，安防行業(yè)將迎來數(shù)字化革命，圍繞著核心設(shè)備網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，將會(huì)出現(xiàn)具有更多的高新技術(shù)的產(chǎn)品，我個(gè)人觀點(diǎn)傾向于市場(chǎng)主流的音視頻編碼方案、具備很強(qiáng)的PTZ或輸入輸出設(shè)備管理能力、網(wǎng)絡(luò)傳輸機(jī)制簡單有效的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，用這樣的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)去建設(shè)穩(wěn)定可靠的數(shù)字化安防監(jiān)控系統(tǒng)，使人們從繁重的安防勞動(dòng)中解放出來。