基本介紹
- 中文名：網路視頻伺服器
- 外文名：digital video server
- 簡稱：DVS
- 又叫：數字視頻編碼器
簡介,概念,構成,特點,機型小,簡便性,中心控制,可擴展性,優勢,方便性,智慧型性,衰減小,穩定可靠,無線傳輸,區別,無線網路,套用,前景,
簡介
網路視頻伺服器（DVS，Digital Video Server）主要用於乙太網實時傳輸數字音視頻的多媒體伺服器，它能通過乙太網（區域網路/廣域網）將實時的圖像和聲音同時通過網路傳輸。 視頻伺服器可以在保留現有模擬視頻監控設備的同時，將視頻監視系統平滑升級到基於網路的視頻監控系統，它非常適用於與現存的模擬CCTV（閉路電視監控）系統相集成。視頻伺服器為模擬視頻設備帶來了全新的功能特性，並徹底消除了系統對於同軸電纜、模擬監視器和DVR等專用設備的依賴。DVR將不再成為實現錄像功能的必需品，因為在視頻伺服器的幫助下，視頻圖像可以通過標準的PC伺服器來進行錄製和管理。
單路網路視頻伺服器
單路網路視頻伺服器一台視頻伺服器通常具備1至4個模擬視頻輸入接口用於連線模擬攝像機，同時具備1個乙太網接口用於連線到網路。與網路攝像機一樣，它包含內置的Web伺服器、圖像壓縮晶片以及作業系統，在這些部件的作用下，模擬視頻輸入將被轉化為數字視頻信號，並能夠通過計算機網路進行傳輸和存儲，從而大大簡化了視頻資源的訪問和管理。
除了視頻輸入之外，視頻伺服器還可以通過同一個網路連線實現其他更多的功能和傳輸更多的信息，其中包括：數位化報警輸入和輸出（I/O接口，可用於觸發伺服器啟動錄像功能和傳輸視頻，或者激活外部報警設備如警燈或打開房門等等）、音頻、用於串列數據傳輸或PTZ設備控制的串列連線埠燈。通過圖像快取，視頻伺服器還可以傳送報警前後的圖像。視頻伺服器還可以連線更多的專用攝像機，例如高感光度黑白攝像機、微型攝像機或顯微攝像機等等。
視頻伺服器用於監控領域，大家都很清楚，但不常見的套用，如流媒體。採用流媒體方式，即設立一台流媒體伺服器，建立與視頻伺服器的連線，對該視頻伺服器的視頻訪問全部通過流媒體轉發伺服器軟體模組來進行轉發，使得該視頻伺服器的視頻服務只占一個通道。這樣保證與視頻伺服器只有一個連線，提高了播放性能和質量。
概念
經過近幾年的發展，目前已經由單功能的視頻傳輸，逐漸發展成為帶WIFI網路，帶本地SD卡存儲 ，或USB存儲或IDE硬碟存儲等；傳輸通道也從原來單路逐漸發展成為：單路D1，兩路HD1，四路CIF和多路兼容的多選單操作與管理的集成系統。其中九鼎集團網路視頻伺服器產品是比較權威的代表之一。
目前，網路視頻伺服器的通訊方式也由原來單純的有線網路，逐漸發展成為：有線與無線WIFI（802.11a b g通訊協定）兼容,無線的傳輸距離也由原來的幾十米（30-100米），發展成為目前的幾十公里（30-50公里）。
構成
音視頻壓縮編碼器：由於模擬視頻數據量非常大，通過數模轉化後，數據量也很大，故要利用成熟的編碼技術，將視頻數據在滿足網路傳輸要求的技術指標下進行高壓縮比的編碼，以滿足傳輸要求。以前的網路視頻伺服器一般採用M—JPEG等編碼器，用戶無法實現更高的壓縮碼率，以適合於各種不同的網路環境，只能通過減低幀率實現效果一般的網路傳輸效果。目前各公司都已經推出了MPEG4的網路視頻伺服器以更能視頻網路傳輸的要求。
網路接口：由於以前的模擬產品的組網都主要通過建立昂貴的獨立光纖實現網路傳輸，網路視頻伺服器的乙太網接口可以方便地實現IP組網，實現數據傳輸。網路視頻伺服器主要採用TCP/IP等協定實現音視頻數據、控制數據和狀態檢測信息等數據的網路傳送。
音視頻接口：網路視頻伺服器帶有標準模擬音視頻輸入接口，方便監視各通道的視頻信號。NVS900採用Dynamic Stream Control技術保證雙向音頻實時傳輸，視頻幀率根據頻寬自動調節，網路中斷後自動連線技術。
特點
隨著網路技術的發展以及寬頻網路的普及網路視頻監控會逐漸侵吞傳統視頻監控設備的市場份額，下面就來看看視頻伺服器的四大基本特點：
機型小
一般通常為1-4路模擬視頻輸入，不會像硬碟錄像機那樣動輒十幾路視頻輸入，而且不會隨機攜帶硬碟，把存儲設備放置於監控中心更有利於圖像資料的存儲和保護，這就節省了大量空間位置。
簡便性
通過目前發展迅速、經濟高效的計算機通訊網路把視頻數據傳輸到監控中心，只需要一根價格低廉的5類網路線纜，如果視頻伺服器內部有WIFI模組，採用無線區域網路方式的話，那么連5類網路線纜都省了。
中心控制
一台工業標準伺服器和一套控制管理套用軟體就可運行整個監控系統，用戶只要打開一台與網際網路連線的電腦上的客戶端程式，在裡面輸入對應的視頻伺服器的IP位址就可以進行全面遠程監視。任何經授權客戶機都可直接訪問任意攝像機，也可通過中央伺服器訪問所監視的圖像。
可擴展性
可輕鬆添加更多攝像機，中心伺服器將來能夠方便升級到更快速處理器、更大容量磁碟驅動器以及更大頻寬等。
優勢
方便性
安裝及維護
也許有人說，“現在的網路頻寬不夠，用光端機和光纖來進行遠程傳輸，視頻圖像的質量和傳輸速度比網路傳輸要好”。可是，敷設光纖昂貴的成本和複雜的布線工程，讓許多客戶和工程商難以承受。由於計算機網路的普及，有網路的地方就能構建網路監控系統，安裝成本大大降低。
使用方便
網路監控還不受時間、地點限制，隨時按需監控，可以選擇性地觀看指定地點的圖像，而不需要觀看的圖像則不傳輸，節約了網路頻寬資源。
智慧型性
可以及時、自動地從視頻流中提取大量信息，這些信息可以傳輸、保存、檢索、異地存儲、多機備份存儲；可對攝像機進行編程使其只在特定事件發生時才傳送圖像。
衰減小
採用了先進的數字壓縮技術，數位訊號在傳輸中衰減小，質量有保證。而模擬視頻信號經過較長距離傳輸，信號就會衰減，需要配置視頻放大器補償。
穩定可靠
網路視頻伺服器採用了嵌入式作業系統，硬體採用高性能晶片，工作穩定。
無線傳輸
利用網路視頻伺服器把攝像機的視頻信號轉換成數位訊號，在交通不便、布線困難的情況下，可以通過組建無線區域網路，把數字視頻信號傳送到監控中心，然後由監控中心發布到網際網路上供遠端的管理部門觀看。無線區域網路的優點是組網方便，周期短，投資少，結構靈活。
區別
這裡所說的DVR指的是在傳統DVR的基礎上擴展了網路功能的DVR產品，這樣使得更多的用戶可以進行訪問，正是由於這種產品開發的理念，令到帶網路功能的DVR產品還是傳統意義上的DVR，其主要功能仍然是存儲，這也決定了它的市場定位是在小範圍的網路環境中，監控點也有限。而網路攝像機和視頻伺服器的主要功能側重於網路傳輸，這裡所說網路是一個大的概念，產品的設計定位在可適應不同的網路環境，如LAN,WAN，INTERNET或無線網路等，且不限制監控點的數量，不限制用戶訪問的數量等。
從產品的套用來看，網路攝像機和視頻伺服器的著眼點在於遠端監控，如道路交通、無人值守的變電站、油田生產管理、電信機房監控等領域，這些領域的監控點分 散，距離較遠布線困難，如果要建立一個全新的系統，則可以直接選用網路攝像機，如果系統已有傳統的監控前端，則可以採用視頻伺服器作為有效的補充；如果監 控的範圍是在小區域內，無需遠端監控，則可以採用DVR會更為實際。
部分網路產品的製造商認為，DVR只 是一個過渡性產品，假使未來時間區域網路絡環境更為成熟、網路型產品的價格調整下來，在後端電腦上隨意安裝一套軟體就可實現遠程監控，這樣將代替目前的產品。 但也有一些安防業界內人士表示，這三種產品的套用範圍各不相同，各自都有自己的生存空間，特別是在安防行業中，資料的安全是首要目標，因此DVR的存儲功能仍然相當重要。
信息化時代的來臨，人們對網路套用提出了更高的要求，網路攝像機和視頻伺服器可以在世界的任何一個角落透過INTERNET進 行遠端監控，免去了複雜的網路配置和布線工作，大大減少了工程成本，在遠距離集中監控的環境中起到了不容忽視的作用。雖然網路攝像機和視頻伺服器作為網路 時代的代表性產品，也還處在不斷發展和改進的過程中，當它的網路優勢愈來愈受到業界內人士重視，相信隨著網路資源的不斷完善，產品也將進一步發揮出它的潛力。
無線網路
隨著3G技術的發展與延伸，3G移動通信無線系統從概念的運作，到小範圍的試點，再到目前的正式商用，經歷了漫長的過程，三大運營商紛紛提前規劃基於3G高速無線接入特性的業務，而基於3G無線網路的視頻監控套用將是核心支柱。
3G技術的移動性、高頻寬等特性使得傳統的安防監控方式有了更深度的融合套用。大家都知道安防監控的技術發展是：從第一代的模擬監控，發展到第二代的數字監控，再升級到第三代的網路監控，而現在在3G的帶動下，網路化監控從有線向無線快速發展，應該說，3G移動監控業務大大擴展了監控行業商用市場空間。
3G無線網路視頻伺服器不同類型可以分為兩大類，一類是自帶的3G功能的網路視頻伺服器，比如3G網路視頻伺服器、3G網路攝像機等設備，將採集的視頻信號進行編碼後通過3G網路進行傳輸，不再受地理位置、現場環境、線路資源等限制；另一類是可擴展的3G無線網路視頻伺服器，主要是通過降3G無線網卡插入在網路視頻伺服器的USB接口上實現的擴展3G功能，下面以大唐訊士單路網路視頻伺服器的3G視頻伺服器產品套用圖為例，可以非常明了的看出他的套用方式：
套用
隨著視頻壓縮技術的不斷完善和計算機技術的發展，視頻伺服器已廣泛套用於電視播出系統，視頻伺服器在多頻道播出系統中的全面套用，使之成為電視台播出系統中最重要的組成部分，這一產品可大大提高電視播出的工作效率。其實，視頻伺服器還具備許多傳統視頻監控設備所不具備的優點，還可以開發出許多新穎的套用方式。（非監控領域）
一、視頻伺服器的構成
網路視頻伺服器是一種壓縮、存儲、處理視音頻數據的專用計算機，它由視音頻壓縮編碼器、大容量存儲設備、輸入/輸出通道、網路接口、視音頻接口、RS422串列接口、協定接口、軟體接口、視音頻交叉點矩陣等構成，同時，提供外鎖相和視頻處理功能。
視音頻壓縮編碼器：由於視頻數位化後，數據量很大，故要利用成熟的壓縮技術，將視頻數據在滿足技術指標要求的條件下進行高壓縮比的壓縮，滿足存儲和傳輸要求。目前視頻伺服器一般採用H.264或MPEG—4等壓縮編碼器，用戶可根據實際情況選擇壓縮碼率和壓縮結構，以適合於各種不同的播出場合，達到既節省硬碟空間，增加節目存儲量，又能保證播出質量的目的。
大容量存儲設備：視頻伺服器使用高速、寬頻的SCSI接口硬碟或最先進的FC接口硬碟作為視音頻素材存儲介質。同時視音頻數據的硬碟擴充也比較靈活。
輸入/輸出通道：視頻伺服器具備多通道輸入/輸出系統，使多路錄入、播放能同時進行，實現多任務。
網路接口：視頻伺服器都帶有網路接口，方便組網，實現數據共享。一般視頻伺服器都帶有FC和乙太網接口。FC光纖網採用IP協定作為視頻伺服器之間快速、實時複製和移動素材的交換網路，乙太網用於傳送控制數據和狀態檢測的信息。
視音頻接口：視頻伺服器都帶有標準視音頻接口和模擬監視視頻接口，方便監視各通道的視頻信號。輸入/輸出信號可以在模擬、分量和SDI中選擇。
協定接口：視頻伺服器除提供各種控制硬體接口外，還提供協定接口。如RS422接口除支持RS422的Profile協定外，還支持 Louth、Odetics 、BVW等通過RS422控制的協定。
軟體接口：視頻伺服器提供開放的軟體接口，供用戶或第三方廠商開發和構建新的套用方式。
視音頻交叉點矩陣：視頻伺服器內帶視、音頻交叉點矩陣，視、音頻通道調度靈活，同時可保證技術指標不受損。
另外，視頻伺服器提供外鎖相和視頻處理功能，方便構建專業化套用的視音頻系統。
三、視頻伺服器的特點
網路視頻伺服器具有傳統設備所不具備的許多特點，具體表現如下：
（1）將多通道、錄製與播放等功能集於一體，傳統設備中有多輸入和多輸出特性的設備是視音頻切換矩陣，而具有錄製和播放功能的設備是錄像機，不言而喻，視頻伺服器在系統中可代替若干個錄像機和一台小型切換矩陣。
（2）視頻伺服器用硬碟作為記錄媒體，具有非線性特點，因而具有非線性設備所有的優點，如素材查找方便；素材可由多個輸出通道共享；可同時或相繼調出播放。
（3）素材記錄在硬碟還未形成完整檔案時，便可由輸出通道調出播放，這點非常適用於延時播出和視頻點播等領域。
（4）視頻伺服器容易實現向前或向後的變速播放，傳統的錄像機要實現這一點，要經過價格昂貴的特殊設備。
四、視頻伺服器在電視領域的套用
由於網路視頻伺服器具備上述優勢，因此它將創造許多新穎的套用方式，以滿足電視傳媒的需要，並可大大提高生產率和降低設備維修和人力成本。視頻伺服器在電視領域中的套用主要有兩個方面：一是利用視頻伺服器構建自動播出系統；二是利用視頻伺服器實現視頻點播。
1．利用視頻伺服器構建自動播出系統
以往的播出系統是以磁帶為主要介質，但隨著視頻壓縮技術的不斷完善和計算機技術的發展，在播出系統中採用視頻伺服器已經成為可能而且目前已在國內許多電視台使用，在今天建立播出系統時選擇視頻伺服器作為一個信號源已經成為必然。以視頻伺服器為主體的硬碟播出系統，充分發揮硬碟存儲的優勢，避免了因錄像機等設備出故障給播出帶來的影響，充分發揮多通道資源共享的優越性，輕鬆實現各節目之間的串編播出和各種插播、定時播出之間的控制管理，以壓縮檔案的形式把節目存放在硬碟中，可以達到無失幀保存，所有節目從製作、編輯連線埠上載，從而簡化了從製作到播出的工作流程,有利於提高工作效率。
在硬碟播出系統中，節目素材是以數字壓縮方式存儲和播出的。系統可採用MPEG―2或M—JPEG壓縮格式。
硬碟播出系統可採用本地存儲、鏡像備份方式的RAID硬碟存列。RAID－1也稱作“鏡像”，即採用雙盤完全複製方法來保護數據，避免了硬碟故障造成數據丟失和系統中斷，其100%的冗餘可以實現數據的快速恢復。每個視頻伺服器使用獨立的存儲硬碟即本地存儲，各視頻伺服器之間完全互不干擾，再採用完全鏡像備份，系統可靠性高。
硬碟播出系統由視音頻伺服器、資料庫伺服器、採集工作站、預監工作站、播出工作站等子系統組成。兩台視音頻伺服器進行備份。伺服器通過光纖網互連。主伺服器上的視音頻素材通過光纖網拷貝到輔伺服器上。由一套自動播控系統控制兩套視音頻伺服器的播出工作站進行同步播出。這樣系統非常可靠。同時，系統根據不同的用戶設定不同的安全等級，使無關人員無法進入系統；有效地保證系統數據的安全性，同時在系統播出時，自動鎖定各種其他違規操作，及時發出報警信號。
以視頻伺服器為主體的硬碟自動播出系統的具體套用方式有以下幾種：
（1）廣告自動播出
視頻伺服器首先用於重播次數多、時間短的廣告節目。在這一套用方式中，視頻伺服器作為廣告播出的專用設備，它受控於播出系統的自動控制軟體，由視頻伺服器承擔的播出只能按順序一條一條地進行，廣告播出的素材由廣告編輯計算機負責控制，廣告播出的順序的編排和控制由廣告播出計算機負責，而廣告播出的起點和結束則由自動播控計算機實施對廣告播出計算機的控制。這種套用方式不需要對已有的播出系統進行大的改動，原有的自動播控系統和軟體還能繼續使用，視頻伺服器在這裡相當於多台錄像機（取決於視頻伺服器的輸入通道數目）和多台放像機（取決於視頻伺服器的輸出通道數目）。因此原有的自動播控系統軟體就能象控制錄像機一樣控制視頻伺服器進行廣告播出。
（2）多頻道自動播出系統
利用視頻伺服器的多通道特性能建立循環墊播系統，供多個頻道的播出機房共用。在這一套用方式中，首先將各個頻道的墊播素材通過VTR錄入到視頻伺服器中，每個頻道播出機房占用視頻伺服器的一個輸出通道，視頻伺服器上的各個素材可分別播出。在這一套用方式中，可利用一對配置完全相同的視頻伺服器建立播出系統。主、備視頻伺服器各用對應的一個輸出通道，作為互為備份的播出通道，主、備視頻伺服器之間採用光纖網（FC）互聯，實現視音頻素材共享、移動和複製，保證主、備視頻伺服器的素材完全一致。由一套自動播控系統控制兩套視頻伺服器的播出工作站進行同步播出。
（3）電視節目延時播出系統
利用視頻伺服器建立電視節目延時播出系統是利用視頻伺服器的特性，即在素材寫入硬碟時，不需完全形成一個素材檔案的情況下，便可共享調用，使硬碟播出系統具備所謂即錄即播（要稍許延時後才可播）的功能。這種方案比較適合於直播重要的實況節目。將實況播出先錄入硬碟，按需要將實況播出時間延遲適當時間播出，節目導演和值班員利用這段時間在播放速率調整控制計算機上對現場不宜轉播的畫面進行剪下並替換為其它適宜素材，或以人眼不易分辨的速率，如0.8至1.2倍快速或慢速播放，以保持相應的遲時量。這種以先進技術手段為基礎的障眼法，可控制不當素材的播出，同時實況轉播效果又不受任何影響。
使用視頻伺服器的硬碟自動播出系統還有很多種具體套用方式，這裡就不再一一列舉了對比於傳統錄像帶播出，硬碟自動播出系統的信號與素材都並非存於盒帶之中，因此有零幀預卷、非線性檢索、素材反覆使用、資源共享等優點。具體的優點是：提高工作效率、具有更好的安全性、信息資源的共享和系統的先進性。
2．利用視頻伺服器實現視頻點播
視頻點播有兩種方式即：準視頻點播（NVOD）和視頻點播（VOD）
（1）準視頻點播（NVOD）
視頻伺服器是實現準視頻點播（NVOD）播放的核心設備，利用其多通道特性和素材可共享的特性，實現一個節目相隔一段時間重播，收視者能在等待最短時間收看自己點播的節目。如：在視頻伺服器內一個時間長度為N的節目，經8個輸出通道分別輸出，第二個通道相對第一個通道延時N/8時間播放，第三個通道相對第二個通道延時N/8時間播放，依此類推。每個通道節目循環播放，那么第一個通道下一次開始播放的時間相對第八個通道也是延時N/8時間播放。這樣相鄰通道播放的是相同節目，但時間間隔均是N/8。用戶點播時，其點播信息經節目請求計算機處理後，由節目播放控制計算機將馬上要播放的通道號、授權等信息返送給用戶接收設備，用戶在N/8時間內就可看到自己點播的節目。
（2）視頻點播（VOD）
VOD 系統由前端系統、網路系統及客戶系統三部分組成，而前端系統一般由視頻伺服器、各種檔案管理伺服器以及控制網路部分的設備組成。各種檔案伺服器主要完成一些用戶信息管理和計費工作，以及影視材料的管理工作和安全保密等。控制網路部分主要完成各種伺服器中的各種信息傳遞工作及後台的影視材料和數據的交換。視頻伺服器主要由存儲系統和建立其上的各種控制器管理系統組成，其目標是實現壓縮媒體數據的存儲以及按請求進行媒體信息的檢索和傳輸。視頻伺服器與傳統的數據伺服器在很多方面有顯著不同，需要解決許多問題，來支持各種新功能。同時，它的高速數據傳輸能力保證了用戶對大量影片、視頻節目、遊戲、商務信息以及其它服務的近乎即時訪問。它的最大特點是可以實現多人從不同起點觀看同一節目，從而避免了精彩節目被一個用戶獨占。
這種套用規模比較大，必須將多台多通道的視頻伺服器組成能共享大容量硬碟存儲體和能處理傳輸流的寬頻網路，才能滿足眾多用戶對節目的各種點播需求。用戶點播信息可以有兩種路徑傳給點播受理伺服器：一種是通過城市的有線電視HFC網路的上行通道傳給點播受理伺服器；另一種是通過通用瀏覽器在網際網路上對節目進行選擇後，將點播信息傳給點播受理伺服器。點播受理伺服器將有關信息處理後，傳給播放控制計算機，由它控制播放用戶所點播的節目，並通過HFC下行通道傳到用戶終端。用戶接收有兩種形式：一種是普通電視機+機頂盒，另一種是計算機+接收卡，藉助計算機顯示器收看。
基於視頻伺服器的多頻道數字播出系統具有傳統的基於磁帶錄像機的模擬播出系統無可比擬的諸多優勢，視頻伺服器採用開放式軟硬體平台和標準或通用接口協定，系統擴展能力較強，能夠與未來全數字、盤基化、網路化、多頻道資源共享模式的節目製作、編輯和播出體系相銜接。盤基化或盤帶結合的基於視頻伺服器多頻道數字播出系統可以實現播出差錯隔離和故障隔離，也可以實現延時播出，是電視節目播出由模擬向數字過渡的最佳方案。而從長遠來看，視頻點播具有巨大的潛在市場和深遠的發展前景，因為從深層次來看，VOD不僅僅是視頻節目點播的問題，它代表未來全功能網路化和數字互動式信息的套用發展趨勢，是一種從內容、形式上更深層次上的互動，也是數字影院、互動視頻新聞、廣告等新套用的基礎，具有廣闊的發展潛力，VOD是未來信息高速公路構架的重要組成部分，是未來信息服務中寬頻業務的靈魂。因此可以肯定，隨著數位技術、多媒體技術和計算機技術的不斷發展，視頻伺服器在電視領域中的套用將有更多的延伸。
前景
未來的市場，Ip Camera會出現高速增長，其增長會導致模擬攝像機市場下滑，這樣DVS的市場會隨著模擬攝像機的下滑而逐步下滑。從目前的技術來看，IP Camera的成本已經低於模擬攝像機+DVS，IP Camera呈現出更強大的生命力。
因為DVS進入門檻較低，各個廠家為了保護自己的利益，不願意推進標準化，產業規模一直受制於標準化問題。IP Camera的發展一開始就呈現出標準化的趨勢，DVS在IP Camera的帶動下逐步實現標準化。
DVS的市場在未來一段時間內可能會因為安防市場的擴大帶來一定量的增長，但是在未來，DVS的市場份額會隨著模擬攝像機市場的下滑而受影響。所幸的是，儘管模擬攝像機市場會逐步下滑，但已裝的模擬攝像機數量驚人，涉及領域、行業廣泛，所以作為傳統與“四化”的中間物設備DVS，還會保持有相當的增長期。
