網(wǎng)絡視頻服務器的概念及其構(gòu)成

    視頻服務器

    隨著音視頻編碼技術(shù)的不斷發(fā)展和寬帶網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，視頻傳輸?shù)膶崿F(xiàn)變得更容易和成本更低，使得視頻傳輸?shù)男枨笕找嬖鲩L。市場上推出滿足網(wǎng)絡傳輸?shù)木W(wǎng)絡視頻服務器產(chǎn)品有非常多，本文嘗試用簡單的語言從網(wǎng)絡視頻服務器的概念、組成、數(shù)字音視頻編碼技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)以及特點等方面，對視頻服務器的進行分析，以方便大家更容易了解網(wǎng)絡視頻服務器及對其進行選擇。

    一、網(wǎng)絡視頻服務器的概念

    網(wǎng)絡視頻服務器是一種對音視頻數(shù)據(jù)進行編碼處理并完成網(wǎng)絡傳輸?shù)膶Ｓ迷O備，從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控的功能。市場上的網(wǎng)絡視頻服務器現(xiàn)在存有采用M—JPEG、MPEG4、H264等多種編碼技術(shù)對視頻數(shù)據(jù)進行編碼的產(chǎn)品。

    二、視頻服務器的構(gòu)成

    網(wǎng)絡監(jiān)控視頻服務器是一種實現(xiàn)音視頻數(shù)據(jù)編碼、網(wǎng)絡傳輸處理的專用設備，它由音視頻編碼器、網(wǎng)絡接口、音視頻接口、RS422/RS485串行接口、RS232串行接口等構(gòu)成。

    音視頻壓縮編碼器：由于模擬視頻數(shù)據(jù)量非常大，通過數(shù)模轉(zhuǎn)化后，數(shù)據(jù)量也很大，故要利用成熟的編碼技術(shù)，將視頻數(shù)據(jù)在滿足網(wǎng)絡傳輸要求的技術(shù)指標下進行高壓縮比的編碼，以滿足傳輸要求。以前的網(wǎng)絡視頻服務器一般采用M—JPEG等編碼器，用戶無法實現(xiàn)更高的壓縮碼率，以適合于各種不同的網(wǎng)絡環(huán)境，只能通過減低幀率實現(xiàn)效果一般的網(wǎng)絡傳輸效果。目前各公司都已經(jīng)推出了MPEG4的網(wǎng)絡視頻服務器以更能視頻網(wǎng)絡傳輸?shù)囊�求�?/P>

    網(wǎng)絡接口：由于以前的模擬產(chǎn)品的組網(wǎng)都主要通過建立昂貴的獨立光纖實現(xiàn)網(wǎng)絡傳輸，網(wǎng)絡視頻服務器的以太網(wǎng)接口可以方便地實現(xiàn)IP組網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)絡視頻服務器主要采用TCP/IP等協(xié)議實現(xiàn)音視頻數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢測信息等數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡傳送。

    音視頻接口：網(wǎng)絡視頻服務器帶有標準模擬音視頻輸入接口，方便監(jiān)視各通道的視頻信號。網(wǎng)視通采用Dynamic Stream Control技術(shù)保證雙向音頻實時傳輸，視頻幀率根據(jù)帶寬自動調(diào)節(jié)，網(wǎng)絡中斷后自動連接技術(shù)。

    RS422/RS485串行接口：網(wǎng)絡視頻服務器帶有RS422/RS485串行通訊接口，可通過通訊線外接如云臺、快球等各種外設。

    網(wǎng)絡視頻服務器可配合計算機中控軟件實現(xiàn)大系統(tǒng)組網(wǎng)方案，有的廠家網(wǎng)絡視頻服務器提供開放的SDK，供用戶或第三方廠商開發(fā)和構(gòu)建新的應用方式。

    三、網(wǎng)絡視頻服務器的數(shù)字音視頻編碼技術(shù)

    數(shù)字編碼技術(shù)，也就是通常所說的壓縮方式，是視頻服務器的技術(shù)核心，也是我們選擇網(wǎng)絡視頻服務器的首要考察對象。目前比較流行的數(shù)字壓縮編碼格式有MPEG-4和H.264，某些國外的老方案產(chǎn)品中還有在使用小波壓縮和M-JPEG壓縮。由于本文主要是分析網(wǎng)絡視頻服務器，對編碼技術(shù)的介紹將盡量簡單，如大家有興趣可以參考其他算法分析專題。

    1．M-JPEG

    M-JPEG作為一種數(shù)字壓縮格式，從模擬到數(shù)字、從錄像機到硬盤錄像機，M-JPEG為我們帶來了嶄新的數(shù)字化播出手段，它把信號變成了數(shù)據(jù)，應該來說M-JPEG壓縮技術(shù)在視頻壓縮的出現(xiàn)過程中具有里程碑式的意義。M-JPEG是基于幀內(nèi)、幀獨立的壓縮方式，所以相對于后來出現(xiàn)的MPEG-4、H.264的壓縮方式，它數(shù)據(jù)量更大，傳輸困難，所以該編碼技術(shù)的網(wǎng)絡視頻服務器已經(jīng)基本上不能滿足現(xiàn)在遠程監(jiān)控需求，只能算是曾經(jīng)的產(chǎn)品。

    2．MPEG-4

    在MPEG（運動圖像專家組）系列壓縮方式中，MPEG-4技術(shù)屬于是碼流與畫質(zhì)比中較好的一種，所以很多公司都推出了該編碼的產(chǎn)品。采用的幀間壓縮方式，利用幀之間的冗余信息大大減少壓縮數(shù)據(jù)量，達到同樣的視頻質(zhì)量MPEG-4所需的碼率只有M-JPEG的1/30甚至更少。大家一般意義上認為MPEG-4 IBP的壓縮方式已經(jīng)滿足了網(wǎng)絡傳輸?shù)囊�求，所以也使得網(wǎng)絡視頻服務器在普通網(wǎng)絡環(huán)境中應用成為可能。

    3．H264

    聯(lián)合視頻工作組（JVT，Joint Video Team）在H26L的基礎上提出了H.264編碼技術(shù)，它通過增加運算的復雜性降低了碼流的同時提高畫質(zhì)。H.264的出現(xiàn)為低碼流網(wǎng)絡傳輸?shù)膶崿F(xiàn)提供了解決方式，也使得現(xiàn)有帶寬的情況下多路數(shù)網(wǎng)絡視頻服務器的應用成為可能。

    四、網(wǎng)絡視頻服務器的網(wǎng)絡技術(shù)

    網(wǎng)絡視頻監(jiān)控服務器由于具有獨立完成網(wǎng)絡傳輸功能，不需要另外設置計算機，故其能實現(xiàn)簡單的IP方式組網(wǎng)，是傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控所無法實現(xiàn)的。每部網(wǎng)絡視頻服務器具有網(wǎng)段內(nèi)唯一IP地址，通過網(wǎng)絡連接方便方便對該設備（IP地址）進行控制管理，也即通過IP地址識別、管理、控制該網(wǎng)絡視頻服務器所連接的視頻源，故其組網(wǎng)只是簡單的IP網(wǎng)絡連接，新增一個設備只需要增加一個IP地址，極大的方便了原由模擬系統(tǒng)的網(wǎng)絡升級改造和其他網(wǎng)絡需求情況。

    IP組網(wǎng)是網(wǎng)絡視頻服務器的特性，但是由于國內(nèi)IP地址資源的貧乏，目前國內(nèi)的經(jīng)濟性寬帶（ADSL、有線寬帶等）都采用動態(tài)IP方式上網(wǎng)，這就使得網(wǎng)絡視頻服務器需要解決上網(wǎng)問題，網(wǎng)絡視頻服務器基本上都能采用域名方式來支持DDNS（動態(tài)IP），如果網(wǎng)絡視頻服務器不支持域名解析，則需要額外增加昂貴的網(wǎng)絡使用成本。

    由于網(wǎng)絡視頻服務器的工作可以不需要外置的計算機，故網(wǎng)絡視頻服務器能獨立自動上網(wǎng)就很有必要，否則一臺網(wǎng)絡視頻服務器配置一臺計算機來實現(xiàn)撥號則失去了網(wǎng)絡視頻服務器的意義。目前國內(nèi)的網(wǎng)絡視頻服務器基本上都能夠?qū)崿F(xiàn)該功能，如網(wǎng)視通產(chǎn)品專門為國內(nèi)寬帶情況而設計的ADSL自動撥號技術(shù)則非常方便的。

    網(wǎng)絡視頻服務器的組網(wǎng)方式有諸多優(yōu)點，結(jié)合中央控制管理軟件及服務器模式可以實現(xiàn)更多的網(wǎng)絡應用，由于此處篇幅有關(guān)，不再詳細討論，后續(xù)我們將會提供專門的網(wǎng)絡應用文章。

    五、網(wǎng)絡視頻服務器的特點

    網(wǎng)絡視頻服務器具有傳統(tǒng)設備所不具備的諸多特點，具體表現(xiàn)如下：

    （1）將多通道、網(wǎng)絡傳輸、錄像與播放等功能簡單集成網(wǎng)絡，這點對目前的H264網(wǎng)絡型硬盤錄像機而言也很容易實現(xiàn)，但是兩種產(chǎn)品的基本功能不同也導致了其應用場合不同，目前對于模擬階段及第一代的網(wǎng)絡性能不好的設備而言，網(wǎng)絡視頻服務器可以提供較低成本的解決方案。

    （2）網(wǎng)絡視頻服務器通過網(wǎng)絡技術(shù)，可以在實現(xiàn)只要能上網(wǎng)的地方就可以瀏覽畫面，采用配套的解碼器則可以不需要計算機設備直接傳輸?shù)诫娨晧Φ确绞綖g覽，極大的節(jié)約了遠程監(jiān)控的成本。

    （3）網(wǎng)絡視頻服務器的多協(xié)議支持，與計算機設備進行完美的結(jié)合，形成更大的系統(tǒng)集成網(wǎng)絡，完成數(shù)字化進程。

    網(wǎng)絡視頻服務器在目前視頻領(lǐng)域中的應用主要是利用網(wǎng)絡視頻服務器構(gòu)建遠程監(jiān)控系統(tǒng)。基于網(wǎng)絡視頻服務器的多通道數(shù)字傳播技術(shù)具有傳統(tǒng)的基于磁帶錄像機的模擬輸出系統(tǒng)無可比擬的諸多優(yōu)勢，網(wǎng)絡視頻服務器采用開放式軟硬件平臺和標準或通用接口協(xié)議，系統(tǒng)擴展能力較強，能夠與未來全數(shù)字、網(wǎng)絡化、系統(tǒng)化、多通道資源共享等體系相銜接。是目前CCTV設備由模擬向數(shù)字過渡的最佳方案。而從長遠來看，網(wǎng)絡視頻服務器的系統(tǒng)集成有巨大的潛在市場和深遠的發(fā)展前景，因為從深層次來看，視頻網(wǎng)絡化、系統(tǒng)集成不僅僅是視頻傳輸?shù)膯栴}，它代表未來視頻應用的網(wǎng)絡化和信息交互的應用發(fā)展趨勢，是一種從內(nèi)容上更深層次上的互動，具有廣闊的發(fā)展?jié)摿�，是未�?G、寬帶業(yè)務的核心內(nèi)容之一。因此可以肯定，隨著數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡視頻服務器在視頻領(lǐng)域中的應用將有更多的延伸。