面對在監(jiān)控領域越來越多的監(jiān)控前端產(chǎn)品，工程商和終端用戶選擇怎樣的視頻監(jiān)控管理平臺才能將大量的攝像機及視頻的錄像進行更好的管理。本文通過對視頻監(jiān)控管理平臺統(tǒng)一媒體平臺中間件的技術原理、特點及應用分析，希望能給工程商及終端用戶一些參考。

    當前國內(nèi)國外都存在不同程度的安防產(chǎn)品同質化現(xiàn)象，其中比較明顯的就是不少廠商都把研發(fā)和生產(chǎn)的重點聚焦在攝像機產(chǎn)品上。不可否認，安防視頻監(jiān)控的攝像機出貨量大、應用廣泛，就像人類的眼睛一樣是獲得視頻信息的最直接來源。然而，隨著越來越多的攝像機應用起來以后，用什么樣的設備才能把大量的攝像機及視頻的錄像管理起來呢？答案是，視頻監(jiān)控的管理平臺產(chǎn)品。如果說攝像機是安防監(jiān)控系統(tǒng)的眼睛，那么管理平臺產(chǎn)品則像是安防系統(tǒng)的中樞神經(jīng)和大腦，能否將平臺這個“大腦”管理好，直接決定了安防系統(tǒng)的整體架構水平。

市場及產(chǎn)品現(xiàn)狀
    視頻監(jiān)控的平臺產(chǎn)品經(jīng)歷了幾個典型的技術階段。

    第一階段，以模擬視頻切換矩陣為代表產(chǎn)品的模擬監(jiān)控技術，通過矩陣實現(xiàn)多個模擬攝像機的連接管理，然后向電視墻輸出。這一時期的平臺功能相對簡單，業(yè)務較少，強調(diào)模擬視頻的切換控制，且不具備平臺意義上的系統(tǒng)管理功能，屬于平臺產(chǎn)品的機械階段。

    第二階段，數(shù)字模擬相結合的監(jiān)控技術，典型的小容量產(chǎn)品是DVR產(chǎn)品。一臺DVR可實現(xiàn)十幾路或幾十路模擬視頻的接入，同時可以輸出幾路到電視墻，或者通過網(wǎng)絡進行遠程傳輸。DVR的優(yōu)勢是非常簡單方便，其缺陷是容量較小，通常只有16路或32路，不適合中大容量的組網(wǎng)，對于平臺來說功能尚少。DVR的互聯(lián)互通、硬盤的可靠性等方面是一些從根本上難以解決的缺陷。

    第三階段，數(shù)字監(jiān)控平臺，比較有代表性的產(chǎn)品是開發(fā)一些基于PC Server的管理軟件，既可以管理視頻服務器（DVS）又可以接入一些主流的DVR，容量可以達到幾十路到幾千路。這種數(shù)字的管理平臺把原來模擬的監(jiān)控視頻信號轉成IP化的數(shù)字信號，實際上利用了互聯(lián)網(wǎng)等成熟的IT技術把監(jiān)控的網(wǎng)絡和應用豐富化，從而實現(xiàn)了真正意義上的平臺管理。

    以上是一些常見的平臺產(chǎn)品，都曾作為主流的產(chǎn)品在不同的技術發(fā)展時期不同項目應用中發(fā)揮了巨大的作用。不過不同的產(chǎn)品也存在著不同的應用限制：

·模擬矩陣：僅能接入模擬系統(tǒng)，不適合大規(guī)模組網(wǎng)的需要，處于市場淘汰階段：

·DVR小系統(tǒng)：單系統(tǒng)僅管理32路以下的監(jiān)控錄像，屬于有限的小平臺管理；

·基于PC服務器的監(jiān)控平臺：性能弱，穩(wěn)定性差，難于滿足視頻監(jiān)控高可靠的應用需要。且單個PC管理容量很少，多個PC的堆疊會造成組網(wǎng)困難，設備占用體積龐大，維護不方便。此外，不同開發(fā)商的PC平臺的產(chǎn)品接口差異大，很難形成互連互通。

    由此可見，監(jiān)控平臺正經(jīng)歷著由模擬到數(shù)字的過程，雖然在這個過程中，難免會出現(xiàn)一些設計上的瓶頸或是技術上的壁壘，但大勢所趨，數(shù)字化平臺終將取代模擬設備。

統(tǒng)一媒體平臺的技術原理
    視頻監(jiān)控的管理平臺，可以簡單地定義為是對設備的管理和視頻的切換。而從更深的層面分析，平臺產(chǎn)品事實上是視頻監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)務和應用的核心。安防監(jiān)控平臺所面臨的并不是這個行業(yè)獨有的問題，其它一些行業(yè)，比如通訊行業(yè)早就已經(jīng)歷了這種技術的變革過程。目前通訊領域的管理平臺技術已經(jīng)很好的解決了多種不同設備接入、多種業(yè)務應用、高可靠、高穩(wěn)定、彈性擴容等各種各樣的問題。試看當前的通訊網(wǎng)絡，可以實現(xiàn)將全球數(shù)十億的電話、手機、視頻會議等連接起來，提供從語音、視頻、文字、數(shù)據(jù)等多種多樣復雜的應用。而且可靠性也非常高，其運營級的可靠性是僅次于航天級可靠性的技術標準。[]nextpage

    中星電子的SMF平臺中間件產(chǎn)品，將通訊行業(yè)的成熟技術引領到安防領域。

    首先，從產(chǎn)品的定位看：所謂中間件，就是聯(lián)系設備和用戶業(yè)務的中間產(chǎn)品，簡單地說中間件就是半成品，這種半成品可根據(jù)業(yè)務的需要來進行定制開發(fā)，以滿足多種行業(yè)、多種業(yè)務應用變化的需要。由于安防行業(yè)應用復雜、業(yè)務種類多，需要多個廠商、集成商的合作，所以定位于中間件，正是想把多種復雜應用的共同技術特性抽象出來，形成一個穩(wěn)定可靠的基礎平臺。在穩(wěn)定的基礎平臺上再增加業(yè)務模塊，將變得非常靈活。當前SMF的功能涵蓋了視頻的傳輸、管理、業(yè)務和定制開發(fā)的接口。通過對監(jiān)控共性業(yè)務的高度抽象，這個平臺中間件產(chǎn)品完美地解決了平臺大容量的可靠性與安防業(yè)務的復雜性等問題。

    其次，從產(chǎn)品的組成來看：SMF平臺中間件產(chǎn)品主要由管理平臺模塊、視頻流轉發(fā)模塊、錄像存儲模塊、數(shù)字視頻接入模塊、模擬視頻接入模塊、模擬視頻采集設備、數(shù)字視頻采集設備、監(jiān)控視音頻輸出應用設備、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡組成（參見圖2）。

    ①管理平臺模塊：主要實現(xiàn)監(jiān)控管理平臺的設備管理、用戶管理等功能，由基于X86的硬件板卡和基于ARM的嵌入式硬件平臺實現(xiàn)。整個監(jiān)控管理平臺中，所有要接入的模擬視頻和數(shù)字視頻設備要向管理平臺模塊進行注冊、建立連接、接受控制及返回控制結果等。管理平臺模塊根據(jù)硬件的性能可進行多級的級聯(lián)或者負荷分擔，以滿足高可靠性的要求和大容量的要求。

    ②視頻流轉發(fā)模塊：負責進行視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視音頻數(shù)據(jù)流的網(wǎng)絡報文單組播轉換和復制分發(fā)，主要完成網(wǎng)絡單播數(shù)據(jù)報文的一路數(shù)據(jù)復制分發(fā)為多路數(shù)據(jù)，單播數(shù)據(jù)報文轉換成組播報文或者組播報文轉換成單播報文。視頻流轉發(fā)模塊根據(jù)業(yè)務的容量可采用硬件網(wǎng)絡處理芯片如Intel2400和FPGA結合驅動軟件共同實現(xiàn)。

    ③錄像存儲模塊：負責將視頻監(jiān)控的視音頻數(shù)據(jù)進行存儲，主要完成數(shù)據(jù)報文對于存儲設備如磁盤陣列、大容量硬盤等設備的寫入。錄像存儲模塊采用的協(xié)議支持網(wǎng)絡存儲協(xié)議NAS、直接存儲協(xié)議DAS、專業(yè)存儲網(wǎng)絡SAN等不同方式。[nextpage]

    ④數(shù)字視頻接入模塊：負責實現(xiàn)對采集來的壓縮編碼后的數(shù)字視頻信號進行接入，采用8個以上的千兆以太網(wǎng)接口并可選采用光纖數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)前端設備的接入和用戶設備的接入。

    ⑤模擬視頻接入模塊：對傳輸過來的模擬視頻進行信號接入、數(shù)字編碼壓縮等處理。既可以視頻編碼服務器DVS實現(xiàn)遠端模擬攝像機的接入，也可以直接高密度多端口的插卡式視頻編碼壓縮板來實現(xiàn)模擬信號的接入。

    ⑥包交換背板總線：負責將管理平臺模塊、流轉發(fā)模塊、錄像存儲模塊、數(shù)字視頻接入模塊等多個模塊之間的數(shù)據(jù)交互通道，背板支持24G到48G左右的線速交換能力，可為每個槽位的單板提供數(shù)G帶寬的數(shù)據(jù)交換能力。

產(chǎn)品特點
    SMF產(chǎn)品在國內(nèi)主流大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術標準的基礎上，結合視頻監(jiān)控平臺技術的業(yè)務發(fā)展趨勢，研發(fā)出硬件化大容量多業(yè)務視頻監(jiān)控管理平臺，其特點及優(yōu)勢體現(xiàn)在如下幾個方面：

    ·高可靠——采用高可靠硬件化實現(xiàn)，業(yè)務單板和電源均支持負載分擔、主備備份、熱插撥等可靠性設計，所選器件及整體設計符合運營級高可靠的運行需求。超強的通風和散熱設計，適用于滿負載、長時間的穩(wěn)定運行。整體架構設計先進、可靠性高，能夠滿足視頻監(jiān)控核心平臺的穩(wěn)定運行要求；

    ·模塊化——整機采用機架式設計，4U機框便于安裝存放。背板采用運營級高帶寬包交換總線技術，業(yè)務插板采用模塊化插槽式設計。所有業(yè)務插板的數(shù)量可根據(jù)平臺的容量靈活配置，最低3塊業(yè)務板就可實現(xiàn)視頻監(jiān)控平臺的管理功能，最高可滿配置8塊業(yè)務板，可根據(jù)系統(tǒng)的容量靈活改變業(yè)務插板的數(shù)量和類型，以實現(xiàn)系統(tǒng)容量的動態(tài)擴容；

    ·大容量——產(chǎn)品管理容量大，背板可支持24G以上的全線速數(shù)據(jù)包交換，滿配置時可支持3000路設備的同時在線管理能力。業(yè)務插板每塊可支持300路以上的D1高清視頻編碼流或者600路CIF標清視頻編碼流并發(fā)轉發(fā)處理能力，產(chǎn)品滿配置時可支持最高1500路高清視頻編碼流或者3000路標清視頻編碼流的并發(fā)處理能力，當系統(tǒng)容量超過設備最大容量時，還可通過級聯(lián)多臺設備實現(xiàn)多級多域的分布式管理，能夠滿足系統(tǒng)容量從小到大彈性擴容的業(yè)務發(fā)展需求；

    ·多功能——視頻監(jiān)控管理平臺的架構設計先進，可支持視頻監(jiān)控、報警聯(lián)動、視頻直播、視頻會議、多方語音通訊、即時消息溝通等多種文字、音視頻的基礎業(yè)務功能，同時還預留視頻智能分析功能擴展接口，能夠滿足當前視頻監(jiān)控系統(tǒng)主流應用以及未來擴展的多種視頻相關應用需求；

    ·標準化——融合了通訊及多媒體領域多項先進技術，遵循國內(nèi)外主流技術標準規(guī)范的系統(tǒng)架構、通信信令及視頻媒體流規(guī)范要求。在架構設計上參考遵循了公安部城市報警和監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)技術標準GA/T 669-2006、中國電信“全球眼”企業(yè)標準、中國網(wǎng)通“寬視界”企業(yè)標準、教育部“電子考場”技術標準、浙江圖像信息技術標準、北京圖像信息共享地方標準等技術規(guī)范要求；在信令方面嚴格遵循標準IETF RFC3261（SIP）、IETF RFC 2327（SDP）、IETF RFC 1889/1890（RTP/RTCP）網(wǎng)絡信令協(xié)議的要求；在視頻媒體流方面支持標準的MPEG-2、MPEG-4、H.264、MJPEG等多種主流視頻壓縮標準；

    ·可定制——采用開放式架構設計，提供平臺二次開發(fā)接口和客戶端SDK開發(fā)協(xié)議，利用標準化信令及標準的視頻媒體流接口，提供從前端設備管理、用戶和權限管理、連接建立及拆除管理、錄像資源管理、多級設備互通、開發(fā)調(diào)試接口等豐富業(yè)務功能的二次開發(fā)接口，可用于兼容其它廠商前端設備、提供定制化客戶端界面、開發(fā)各種視頻相關應用等定制開發(fā)；[nextpage]

    ·易兼容——符合國內(nèi)外主流視頻監(jiān)控技術接口標準，可支持與多種平臺產(chǎn)品的對接，也可支持國內(nèi)多款主流模擬或數(shù)字的視頻采集前端攝像機、視頻編碼服務器DVS、視頻錄像機DVR的兼容接入。對于非標準或特定應用的視頻采集前端，也可利用二次開發(fā)接口和視頻兼容接入網(wǎng)關進行兼容接入。

產(chǎn)品應用
    視頻監(jiān)控管理平臺定位于中大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)的硬件基礎平臺或中間件產(chǎn)品，提供完善的二次開發(fā)和增值業(yè)務整合接口。整機采用運營級高可靠硬件設計，支持業(yè)務單板、電源模塊的冗余備份和負載均衡，業(yè)務單板支持帶電熱插撥，符合運營級的高可靠性設計要求。機框采用標準4U機架式設計易于安裝，具有8個業(yè)務板槽位，可根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模靈活配置業(yè)務板的數(shù)量和類型，具有較強的擴展能力。平臺系統(tǒng)硬件可支持3000路視頻終端的并發(fā)視頻管理能力，能夠滿足大容量高可靠視頻監(jiān)控系統(tǒng)的負載要求。支持視頻監(jiān)控、流媒體轉發(fā)、視頻會議、視頻直播、語音對講及廣播等豐富的業(yè)務功能，支持完全標準的SIP信令及MJPEG、MPEG-2、MPEG-4、H.264等多種視頻壓縮標準，具有完全開放的平臺二次開發(fā)接口，能夠滿足多種復雜的視頻監(jiān)控業(yè)務定制化需求，適用于公安、金融、交通、軍隊、礦藏、能源、教育、醫(yī)療、企業(yè)、場館等多種行業(yè)的運營級、行業(yè)級、商業(yè)級視頻監(jiān)控的管理平臺應用需求。典型的組網(wǎng)模式如圖3。

未來管理平臺的發(fā)展趨勢
    隨著安防市場容量越來越大，安防的業(yè)務應用越來越復雜。由于當前的主流平臺產(chǎn)品均存在不同程度難以實現(xiàn)的技術限制，市場對監(jiān)控的管理平臺提出了越來越多的業(yè)務需求。如：平臺產(chǎn)品能否既接入模擬的攝像機來保護設備投資，又接入數(shù)字的網(wǎng)絡攝像機來引入新技術的優(yōu)勢？能否用硬件技術實現(xiàn)高可靠的平臺？隨著監(jiān)控應用的增多，視頻的業(yè)務越來越豐富，能否將視頻監(jiān)控、視頻會議、視頻教學、視頻直播、語音文字通信等多種業(yè)務功能整合到同一個平臺？安防行業(yè)如何滿足平安城市、交通監(jiān)控、金融監(jiān)控、企業(yè)園區(qū)、數(shù)字校園等等眾多的業(yè)務需求？是單獨開發(fā)一個獨立的系統(tǒng)，還是開發(fā)一個靈活多變的系統(tǒng)，還是有更好的解決辦法？

    下一代的監(jiān)控系統(tǒng)平臺，將是一種基于客戶需求的差異化產(chǎn)品，針對不同的系統(tǒng)規(guī)模定制相應的構架，而不是單純追求多功能的某一種產(chǎn)品。本文所闡述的統(tǒng)一媒體平臺中間件，正是向著這個目標的發(fā)展過程中出現(xiàn)的一種產(chǎn)品形態(tài)，定位于中間件，將多種不同應用的技術特性抽象出來，形成的穩(wěn)定可靠的基礎平臺。在這個基礎上，可以增加相應的業(yè)務模塊，以達到基于需求的差異化平臺設計。未來的監(jiān)控系統(tǒng)，取決于更加先進的科技含量，同樣也取決于更加合理的系統(tǒng)設計構架。（作者：中星電子股份有限公司總裁 金兆瑋）