模拟与数字的微妙关系 解析“网络矩阵”

    模拟与数字的微妙关系

    模拟视频矩阵经过数十年的发展，(DE)产品早已进入成熟化。（Vicky张）认为它的发展史是伴随着模拟视频监控系统的不断成长而进步的。在那个模拟盛行的年代里。模拟矩阵成了监控系统里不可或缺的一部分。但随着目前视频监控联网项目规模不断扩大，美国NTK(洛泰克)有限公司/深圳普惠认为模拟矩阵的弱点也被逐渐暴露：首先，信号不稳定。由于现在监控系统都是多级联网，而模拟矩阵的弱点在于级联越多信号会越弱，所以通过数级的联网难免对信号有所损伤；其次，布线复杂不利管理。如今监控工程越来越大型化，在这种发展趋势下，如果沿用传统的模拟矩阵将不可避免地遇到复杂的布线和规模庞大的矩阵群，这就使得原来规模庞大的系统更加复杂化，并且不利于后期的维护和管理。

    虽然模拟矩阵暴露出诸多弱点，但从目前的使用情况看来，在许多大城市的监控系统扩容建设过程中，它仍能够占据一席之地。原因在于仍有许多数字矩阵的成熟度和性价比依然不尽如人意，用户很可能继续沿用模拟设备。这也使得模拟矩阵依然存在一些市场需求，但模拟矩阵替代产品的出现及大规模应用已是大势所趋。

    何为数字矩阵？

    虽然，目前市场上对“数字矩阵”概念的炒作此起彼伏，但业内对“数字矩阵”还没形成统一、标准的共识和定义。从广义上来说，只要处理对象是数字视频信号，并且能够实现交换控制功能的产品都可以称为数字矩阵。如果按照这个定义划分，那么数字矩阵的家族可能会异常庞大。也是由于这个原因，目前世面上“数字矩阵产品”已成泛滥之势。而事实上“数字矩阵”发展至今仍是一个新兴产品，仍然有许多技术等待着我们去改进。笔者以为“数字矩阵”标准概念的形成必须要待到数字矩阵有了成熟稳定的产品并且得到规模性应用之后才能真正的确定。

    “网络矩阵”解析

    目前行业中大多数“数字矩阵”产品都是基于以太网的“网络矩阵”。与传统模拟矩阵不同，“网络矩阵”是以视频编码软件代替模拟矩阵中的视频输入模式，以数字高速处理芯片代替模拟电开关，以视频解码软件代替模拟矩阵中的视频输入模块，以网络视频服务器代替模拟矩阵主机，以基于TCP/IP协议的IP网代替模拟总线（或模拟视频总线结合IP控制总线），运用MCU高速处理芯片的运算完成视频从输入到输出的切换设备。

    事实上，目前这种以网络虚拟模式出现的数字矩阵归根结底还保留了模拟光电转换的特征，即是以IP网为媒质，基于TCP/IP协议通过视频服务器完成视频的传输调度的存储，其主要的硬件设备是在原有的矩阵系统的基础上加上编解码设备和交换机、路由器等，最终实现数字化视频的传输、调度和存储等功能，因此并不能算真正意义上的数字矩阵。而且就目前看来，“网络矩阵”也还存在着许多技术上的局限和问题。

    视频质量的问题

    为了控制数字视频的宽带，以实现在以太网网络中的实时传输，网络矩阵必须采用视频压缩编码技术。虽然目前以MPEG-4、H.264为电表的视频压缩编码技术已经能够在较低的视频宽带下实现比较好的画质，但其视频编码后的图象效果与模拟视频相比仍然有明显的差距，视频指标方面也差强人意。

这也导致很多用户都会产生“为什么数字系统效果还不如模拟系统”的疑问。

   延时的问题

    公安、交通等行业的视频监控系统对于实时性要求极高，目前的视频编解码技术下，端到端的视频编解码延时通常为300MS左右，而实际监控网络条件的影响，实际使用中的视频延时可能会进一步增加。

    压缩格式的问题

    国内视频编解码产品目前大多采用H.264的编码格式，这种格式有被外界后期修改的可能，如果用于公共安全的安防监控工作必然存在一定的安全隐患。这也使得众多欧美国家至今依然在使用着模拟系统，而其视频存储所采用的压缩格式也与国内有很大区别。据了解，目前在国外很多同类领域的监控系统中，主要还是以MotionJPEG为主要压缩格式或采用传统录象带，H.264则被应用于一些小商铺或者不涉及到公共安全的民用领域。

    缺少成熟产品

    目前的“网络矩阵”其实主要是指一种视频调度控制软件。根据美国NTK(洛泰克)有限公司/深圳普惠调查得知，现在市面上的实体网络数字矩阵，只是在PC或者服务器上装上具有交换功能的软件。由于这种方式所形成的矩阵由于受到机器处理能力的影响，在很大程度上会限制数字矩阵的功能应用，所以也导致很多产品不能实现大规模工程应用的要求。

    网络宽带的问题

    这是规模化使用数字系统的情况下所衍生出来的问题，也是数字系统本身所存在的问题。随着监控点的不断增多，如何保证成千上万个的点都能快速、准确地传输到用户所需要的地方？压缩图象能够解决一定的问题，但在清晰度上又会有所损伤：3G的诞生或许也能解决一定的问题，但在如此大规模的工程之下，似乎也显得杯水车薪。我们必须期待下一代允许对网络资源进行预分配，支持实时图象并保证一定的宽带和延时的以IPV6为代表的新型网络技术的应用，而这项技术目前在国内还是刚刚开始被应用，市场化仍不充分。