本文試圖闡釋IP視頻管理系統(tǒng)的內(nèi)涵，并提供選擇IP視頻管理系統(tǒng)的一系列標準，可作為管理者和組織機構評估IP視頻管理解決方案的系統(tǒng)性參考資料。
文/Milestone Systems公司產(chǎn)品經(jīng)理Kim Macallan


IP技術的優(yōu)勢給視頻管理和監(jiān)控領域帶來重大改變。各種組織機構都對IP視頻監(jiān)控感興趣，因為它實現(xiàn)高質(zhì)量的視頻錄像、快速搜索和回放、便利的維護，用戶也從煩瑣的磁帶處理中獲得解脫。

其聯(lián)網(wǎng)能力也同樣具有吸引力——包括能夠與其它安防設備和業(yè)務系統(tǒng)集成，便于在同一網(wǎng)絡上運行多部攝像機，從而更有效地覆蓋更廣泛的監(jiān)控區(qū)域等。

IP視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)不盡相同。在擁抱IP技術的熱潮中，一些供應商開始提供混合式的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品融合了IP和模擬技術以及相應的軟件。然而，這些產(chǎn)品的實際功能和各種宣稱卻有所不同。在為幫助用戶管理和操作系統(tǒng)而設計的軟件中，這點表現(xiàn)得尤為突出。


什么是IP視頻管理？

IP視頻技術提供了靈活、可升級、可擴展的視頻監(jiān)控管理軟件。理想IP視頻管理系統(tǒng)是為視頻監(jiān)控硬件的日常操作提供智能化軟件，這些硬件運行在IP網(wǎng)絡上，并有可能與企業(yè)安防系統(tǒng)上其它器件集成。而一個理想化IP視頻管理系統(tǒng)的核心功能包括以下幾點：

· IP視頻管理系統(tǒng)可同時管理IP攝像機和模擬攝像機，并通過模擬攝像機捕獲實時視頻，再通過視頻服務器或編解碼器將模擬信號轉換為數(shù)字格信號。三十多家廠商的200多個不同的攝像機可以連在一起并攝取實時視頻，再基于同一個用戶界面顯示。這類系統(tǒng)也執(zhí)行基本的視頻處理功能，如移動偵測等；

·在特定事件的觸發(fā)下，系統(tǒng)啟動錄像功能，如移動偵測、門被打開、軟件中設定的規(guī)則等；

·系統(tǒng)還提供遠程訪問功能，允許用戶在大樓的不同地區(qū)觀看實時視頻圖像，并可進行PTZ完全控制；其它遠程功能包括從存檔的數(shù)據(jù)庫中搜索和回放視頻；

·可與門禁控制和視頻分析功能相集成。當某人走進大樓時，門禁控制系統(tǒng)可以觸發(fā)視頻管理系統(tǒng)抓拍人像，并驗證該人像是否與ID系統(tǒng)內(nèi)的資料一致；

·IP視頻管理能夠搜索存檔的視頻數(shù)據(jù)庫（通過感興趣區(qū)域或時間段進行搜索），為警察或其它權威機構提供證據(jù)。


IP視頻管理解決方案的九大標準

以下是系統(tǒng)地評估IP視頻管理解決方案的九大標準。

1.可靠性
可靠性是任何視頻監(jiān)控系統(tǒng)都必不可少的。一個經(jīng)過考驗的、可靠的IP視頻管理系統(tǒng)的主要指標如下。

·日常參考
參考解決方案中的安裝基礎知識和客戶評價書，最好參考那些和您業(yè)務相似的客戶，這些都是性能穩(wěn)定的跡象。

·全年全天24小時穩(wěn)定運行
您需要要求供應商用數(shù)據(jù)證實所宣稱的系統(tǒng)可靠性。

·不同的網(wǎng)絡環(huán)境下的健壯性
在現(xiàn)實情況下，您需要驗證解決方案可在不同網(wǎng)絡環(huán)境下運行，包括100M或1G網(wǎng)及廣域網(wǎng)（WAN）等。

·軟件平滑升級
軟件升級是軟件生命周期中的重要部分，以此適應新的設備、驅(qū)動和操作系統(tǒng)；您必須確認系統(tǒng)在無需重新配置所有硬件情況下實現(xiàn)軟件升級。

2.開放性
您需要尋找一個基于開放式軟件平臺和行業(yè)標準的系統(tǒng)，并確保系統(tǒng)能夠聯(lián)合和集成多種技術。判斷開放性的一些方法如下。

·完整的軟件開發(fā)包（SDK）
SDK應該包括一個豐富的、容易使用的應用程序接口（API），接口支持最廣泛的編程語言。

·支持輸入和輸出
您需要測試軟件輸入，測試觸發(fā)事件和警報的輸入和輸出是否反應正常。

·事件管理
事件管理可實現(xiàn)客戶設置，用于圖像上傳、警報通知、錄像、輸入和輸出（I/O）控制，以及其它事件反應。

·支持標準協(xié)議
在安防行業(yè)內(nèi)，如果您使用的監(jiān)控解決方案建立在私有協(xié)議上，那么您將來可能會與創(chuàng)新的技術無緣——尤其是那些您現(xiàn)在無法想象的技術。


3.靈活性
在如今的商業(yè)環(huán)境中，變化越來越快，這使得系統(tǒng)靈活性比以往任何時候都更重要。

·安防需求不會一成不變
擴張、重組、合并、新規(guī)定和技術進步，都將迫使您改變原有的安防解決方案。高靈活性的解決方案能夠適應變化中的需求，并節(jié)省您的金錢，從長久來看投資回報率更高。

·選擇標準的元件

選擇標準的服務器、交換機、存儲硬件、軟件和監(jiān)控硬件（攝像機、門禁控制）。

4.創(chuàng)新
IP技術已經(jīng)成為未來監(jiān)控和門禁控制的載體。一個成功的解決方案需要一種新型的供應商，他應該同時具有關于物理安防（配置攝像機，挑選鏡頭等）以及IT和網(wǎng)絡基礎架構（以太網(wǎng)，綜合布線，系統(tǒng)管理）的經(jīng)驗。一流的制造商正在通過認證和培訓來幫助其合作伙伴掌握這些新的技能。

·研發(fā)
考察您的每一個潛在供應商在研發(fā)上的投資規(guī)模，避開傳統(tǒng)的解決方案，以保證企業(yè)未來所需要的升級等。

·緊跟發(fā)展步伐
您的潛在供應商是否具備一個成文的未來升級規(guī)劃？這些升級是否體現(xiàn)出功能上的顯著增長？這些功能可以幫助您超越競爭者嗎？抑或它們能否修補漏洞？

·產(chǎn)品維保協(xié)議（PMAs）
新的升級版軟件發(fā)布時，PMA能夠減少解決方案升級時所需要的成本。這些成本通常是產(chǎn)品價格的一小部分，而且可以逐年支付或提前支付。一個深思熟慮的PMA計劃將延續(xù)您的解決方案的壽命，并顯著提高您的投資回報率。

5.可擴展性
可擴展性確保用戶能夠根據(jù)公司的需求而擴展系統(tǒng)。比如，因員工增加而新建大樓時，企業(yè)可能需要將單服務器解決方案升級為多服務器解決方案；合并和收購通常需要升級為一個跨越多個站點的分布式解決方案。您必須確認其中任何一個都不是無用的升級。

·擁有備用的信道
配置一個僅能處理16路圖像的單服務器系統(tǒng)將限制未來的增長。為了多擴張一個信道，您通常需要增加另一個16路的服務器，而且這兩個服務器各自獨立運行。在只需使用17路圖像的情況下，只有53%的新硬件得以利用。所以，您必須配置一個可從一個擴張到無限個設備的解決方案，而且該方案可以隨您的需求而逐步擴展，這才是一種更有效的避免硬件利用率低下的方法。

·新老技術兼用

為了保護您在硬件上的投資，解決方案必須在新技術可用之時將其融合進來，如百萬像素和日夜攝像機，使其可以與現(xiàn)有設備一起使用。

·預見額外的數(shù)據(jù)量
隨著攝像機或特殊設備的增加，解決方案也隨之擴張，同時，中央處理單元（CPU）和其它視頻錄像系統(tǒng)也需要擴容。為了保持總體性能和快速的響應時間，系統(tǒng)必須能夠管理一個分布式的解決方案，工作量由在地理上分離的多個服務器分擔。

·預計未來存儲需求
以每天24小時以每秒4幀的速度記錄，一個百萬像素攝像機工作一年（每幀100kb）需要12Tb（Tb，12×106Mb）的存儲空間。為了管理存儲容量，您需要執(zhí)行一個存檔和存儲計劃，比如，周期性地存檔到CD或DVD上。永遠在開始時計劃更多的存儲量，并保證您的解決方案能夠適應多種類型的存儲解決方案和擴充選擇。

·供應商授權方案
大部分監(jiān)控解決方案需要為系統(tǒng)中的所有設備配置一個獨立的授權證明，對于新增加的設備也需要新的授權。顯然，授權方案有可能變得復雜且不實用。這就要求潛在廠商證實其授權方案不僅簡單且易于管理，尤其是當您開始增加新的設備時。

6.易用性

便于使用的解決方案能夠節(jié)省時間和金錢，無論長期還是短期皆是如此。

·易于學習
當總成本較高時，便于使用很重要，而且可以直接影響到培訓成本的降低。確保您的供貨商可提供良好培訓，以及其安裝和培訓獲得了認證。

 

·易于安裝

讓供應商證實安裝流程不需要在多個服務器上手動進行，比如，分別為每個服務器拷貝動態(tài)鏈路庫（DLL）文件，以及服務器和客戶端升級的流線型配置。

 

·易于管理

管理員能夠從一個中央站進行管理，而不需要從一個分站走到另一分站。

 

·簡明的技術文檔

文檔是否包含用戶指南（如何使用產(chǎn)品）和技術參考手冊（關于功能和流程的快速參考資料）？

 

·易于操作

當錯誤發(fā)生時，通常沒有時間去熟悉整個系統(tǒng)。所以，您需要確認常用功能包含一鍵式訪問和簡單導航。對于日常使用者，這對高效地操作系統(tǒng)、維持快速響應能力非常重要。

 

7.性能

當您需要記錄多路視頻時，系統(tǒng)性能同時取決于軟件和硬件。

 

·遠程訪問

為了分析一個事件，通常您需要使用同時、時間同步回放功能觀察多個攝像機（所有攝像機在同一時間點上回放）。請要求供貨商向您證明，借助同時、時間同步回放功能，基于同一個服務器可以觀看多少個攝像機。

 

·網(wǎng)絡帶寬

每秒10幀的百萬像素攝像機大約需要每秒10Mb的帶寬，如果監(jiān)控解決方案需要多個百萬像素攝像機，那么服務器的網(wǎng)絡適配器可能很快成為一個瓶頸。請確保您可以輕松配置該解決方案，使負載可以分擔到多個服務器、交換機、接口上，以維持整體性能。

 

·連接多個用戶

在一個典型的監(jiān)控系統(tǒng)中，通常會出現(xiàn)多個用戶分別從多個攝像機訪問實時視頻的情況，比如，在一個城市監(jiān)控系統(tǒng)中，警察、消防員和急救中心工作人員等用戶可能需要高性能的接入——即每秒30幀——以從每個攝像機上觀看視頻，而且這些用戶都有不同的訪問權限。在這種現(xiàn)實情況下，服務器可以給多個用戶提供更高的性能，而不是將單個用戶直接連到每部攝像機上。與將功能推向網(wǎng)絡前端（指攝像機）的做法相比，這難道不是一個更好的辦法嗎？

 

攝像機的CPU通常較小，可以處理的信道量也較少。如果三、五個用戶同時訪問攝像機，且需要每秒30幀的速率時，很可能造成攝像機性能的不穩(wěn)定，而且可能導致所有用戶端的性能下降。另一方面，服務器則被設計為可同時連接大量用戶，并為每個用戶提供較高的性能。而攝像機使用單個信道連接到服務器，因此永遠不會超負荷。服務器可以輕易地將視頻分發(fā)給多個用戶，并提供連貫、高性能的視頻，即便是在每秒30幀速率之下。

 

·單播vs.多播

單播分別向每個用戶傳輸視頻數(shù)據(jù)包；而服務器只給請求訪問視頻的用戶發(fā)送數(shù)據(jù)包；多播則同時給網(wǎng)絡上的所有用戶發(fā)送一個數(shù)據(jù)包，只有那些想要視頻的用戶才去接收這些視頻數(shù)據(jù)包。如果所有用戶正在同時觀看同一視頻，多播機制不失為一個好的解決方案。然而，考慮如上所舉的城市監(jiān)控例子，更可能發(fā)生的情況是許多用戶需要在不同的時間觀看不同的攝像機攝取的視頻。這種情況下，多播機制就產(chǎn)生了問題，因為它給所有用戶發(fā)送所有的視頻流，而不管用戶是否需要（根據(jù)路由器的設置情況，視頻甚至可能發(fā)送到遠端的IP子網(wǎng)上）。在多播配置中，即使10-20部攝像機也將占據(jù)大量的帶寬，而且可能嚴重影響系統(tǒng)的性能（因為并非所有用戶都需要從所有攝像機上訪問視頻內(nèi)容）。所以，在采用多播機制之前，您必須先確認是否需要從多個客戶端同時觀看視頻。

 

·遠程和移動設備功能

這需要配置低帶寬優(yōu)化屬性，如減小圖像大小，調(diào)整幀率。在低帶寬的需求下，請確認系統(tǒng)能夠人工或自動進行優(yōu)化，以減少圖像大小，調(diào)整幀率。

 

·快速訪問最新視頻

為了降低存儲成本和容量，快速訪問存儲設備只存儲最近一段時間的視頻。時間一久，視頻將變得越來越多，應將快速存檔的視頻轉移到磁盤存儲系統(tǒng)上，而您需要查找或回放“老視頻”的幾率也更低。

 

8.完整性

以下是訪問權限管理和數(shù)據(jù)完整性維護時需要考慮的一些重要因素。

 

·驗證和授權

解決方案應該為所有用戶提供一種基于身份識別的門禁訪問系統(tǒng)，基本包括：驗證——驗證用戶的身份；授權——管理和限制對系統(tǒng)內(nèi)部功能和數(shù)據(jù)的訪問。大部分監(jiān)控解決方案只有管理員才能夠決定用戶可以觀看哪部攝像機，以及在何時觀看。

 

·系統(tǒng)日志

確保解決方案能夠提供連續(xù)的、有時間標記的日志，這樣便于您追溯系統(tǒng)的活動和使用情況。您還需要對操作人員設置程序，用來審查日志文件，以評估某人是否試圖侵入系統(tǒng)。

 

·加密

確保解決方案對基于公網(wǎng)傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)進行加密。加密算法必須足夠復雜，以防止網(wǎng)絡黑客，以及機密的視頻和安全信息如密碼等被捕獲和解碼。

 

·視頻證據(jù)防篡改

請供應商證實從系統(tǒng)中提取的視頻證據(jù)是加密的，而且其訪問受到密碼保護。解決方案可以證實視頻證據(jù)在保存過程中沒有被篡改。如果發(fā)生了篡改，您必須能夠容易地檢查證據(jù)的完整性，并查出何時發(fā)生篡改，以及是誰篡改。

 

9.可用性

為保證系統(tǒng)的有效性，視頻監(jiān)控解決方案必須能在所有時間內(nèi)保持100%的完全可操作。在設計解決方案時，您需要計劃所有可能的費用，比如，電源老化、硬件失效和系統(tǒng)出問題。以下將是您應該考慮的一些需求。

 

·冗余性

與現(xiàn)行系統(tǒng)并行的熱備份系統(tǒng)，可同時備份硬件和軟件。為所有的服務器和聯(lián)網(wǎng)設備提供冗余的電源供應和散熱性。

 

·獨立磁盤冗余陣列(RAID)

RAID5是一種存儲性能、數(shù)據(jù)安全和存儲成本兼顧的存儲解決方案，通過奇偶校驗信息提供冗余的存儲能力。它不對存儲的數(shù)據(jù)進行備份，而是把數(shù)據(jù)和相對應的奇偶校驗信息存儲到組成RAID5的各個磁盤上，并且奇偶校驗信息和相對應的數(shù)據(jù)分別存儲于不同的磁盤上。當RAID5的一個磁盤數(shù)據(jù)發(fā)生損壞后，利用剩下的數(shù)據(jù)和相應的奇偶校驗信息去恢復被損壞的數(shù)據(jù)。

 

·存檔和備份

除了在線存檔之外，您還需計劃長期的離站式存儲方式，以確保在災難發(fā)生之后能夠快速地恢復數(shù)據(jù)，比如服務器房間發(fā)生火災。

 

·失效切換或故障切換（Fail-over）

解決方案中需要配置失效切換的程度取決于成本和受保護數(shù)據(jù)的業(yè)務優(yōu)先等級。失效切換可以是冷備方式，也可以是熱備方式。冷備方式有一個備份的服務器，這個服務器是離線的，而且必須通電起動后才能拿來使用。而在給備份服務器加電啟動的這段時間，數(shù)據(jù)可能會丟失。熱備方式的備份服務器是帶電且在線的，所以它可以立刻接手工作，防止任何數(shù)據(jù)丟失。失效切換功能的一個潛在缺點是，系統(tǒng)恢復控制之后現(xiàn)行系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)可能會出現(xiàn)不連貫的部分。所以，請確保您的失效切換或故障切換策略包含所有服務器之間同步的功能，以保持數(shù)據(jù)集之間的完整性。

 

·監(jiān)控軟件

您可以利用軟件解決方案來改善系統(tǒng)的實用性，監(jiān)控可以持續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)上所有設備的工作狀態(tài)。如果某一個元件發(fā)生了問題，監(jiān)控軟件將給主控制面板或者通過E-mail發(fā)送一個警報，方便工作人員快速地做出反應并解決問題。作為對警報的響應，系統(tǒng)可以重新調(diào)整PTZ攝像機的位置，代替失效攝像機持續(xù)地監(jiān)控重要區(qū)域。