弱电安防--视频流媒体技术,弱电安防资质证书

('视频流媒体技术典型的网络视频监控系统的主要构成是编码器、媒体服务器、录像机、解码器、核心管理软件、客户工作站等。编码器对视频图像进行编码压缩并发送到客户工作站对视频进行解码显示，操作人员可以发送控制命令，实现对前端的设备进行PTZ控制等操作。网络视频监控系统的数据流架构如下图所示。网络视频监控系统数据结流示意图视频编码压缩技术是网络视频监控系统的基础，没有经过编码压缩的海量数据对网络传输系统来说是无法承受的。视频编码压缩技术目前的主流H.265方式。系统中的视频传输在网络视频监控系统中，传输的关键技术体现如下。•高效的编码压缩方式以保证对带宽资源的低占用•良好的QoS机制以自动调整相关参数，保证降低传输延时、丢包•可用组播技术实现对网络资源的节约•良好的拥塞控制机制，要求IPC、DVR及DVS具有码流自适能力•良好的差错控制，IPC及DVS要具有错误恢复能力视频监控系统中的数据流典型的IP视频监控系统结构如下图所示，主要包括视频编码压缩及传输设备(即编码器及IP摄像机)，视频存储与转发设备（NVR服务器），系统数据与管理设备（中央服务器）。客户端软件可以部署在任何位置，实现系统配置、视频浏览、视频回放等操作。视频流首先以RTP协议进行封装,再用UDP协议对RTP数据包进行封装,最后由IP网络层封装为IP数据包,经网络进行传输。RTP本身也不提供可靠的传送机制以及流量控制或拥塞控制,它依靠RTCP提供这些服务。在RTP会话间,各接收端周性地传送RTCP。RTCP中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料。基于RTCP的反馈机制,发送端可以评估网络状态和接收端情况,及时调整传送方式,尽可能地解决网络实时数据传输中出现的不可预测的延迟、抖动等问题。RTP视频流的传输过程流媒体概念早的流媒体(StreamingMedia)技术主要应用在网络视频点播中，用户可以实现边下载边播放多媒体数据的功能。通常，系统建立连接后，需要在用户侧开辟缓冲存储，实现对起始阶段数据的下载，之后开始播放，这样，用户不需要下载完整的多媒体数据，而媒体数据会源源不断地进入本地缓冲进行播放。流媒体技术是多媒体编解码与网络视频传输技术的融合，能够保证在复杂的网络环境下，实现超多用户并发支持，并保证播放质量。流媒体在视频监控应用示意图SIP协议介绍视频监控系统在向网络化、分布化、集成化发展的过程中，对系统之间的互联互通的需求越来越明显，视频监控系统的互联互通需要网络控制协议的支持。会话初始协议SIP，(SessionInitiationProtoco1)作为基于互联网环境中的一种信令控制协议，具有可扩展、灵活、可重用的特质，因此，在大规模的IP视频监控系统中，可以满足联网、分布部署等需求。SIP是应用层的信令控制协议，用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话，各个成员之间可以通过单播、组播或两者结合的方式进行交互。OSI模型介绍OSI模型是由国际标准化组织(ISO)制定的。OSI模型将网络通信工作分为7层，由低到高依次为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。各层的功能相互独立，每一层所实现的功能对上面一层来说都是透明的，每一层都只关心下一层所提供的服务OSI的7层网络模型结构如下图所示：OSI所定义的传输层正好是7层网络的中间一层，是通信子网(下3层)和资源子网(上3层)的分界线，它屏蔽通信子网的不同，从端到端经网络透明地传送报文，完成端到端通信链路的建立、维护和释放，实现通信子网中端到端的透明传输。传输层在7层网络传输层次中的角色如下图所示：TCP与UDPTCP采用“三次握手”建立连接的基本思想是：信源机发一个带本次连接序号的请求（第一次握手）；信宿机收到请求后如同意连接则发回一个带本次连接序号的确认应答，应答还包含信源机连接序号（第二次握手）；信源机收到应答（含两个初始序号）后再向信宿机发一个含两个序号的确认（第三次握手），信宿机收到后确认，则双方连接建立。只有在TCP建立端到端连接后，才能进入真正数据传输阶段。下图是TCP协议示意图：TCP传输协议示意图RTP与RTCP实时传输协议（RTP，Real-TimeTransportProtocol）是用于多媒体数据流在网络上传输的一种传输协议。传送音视频数据通常都会采用基于UDP的RTP协议传输，RTP为数据流提供时间信息和实现流同步。RTP协议位于UDP协议之上，在功能上独立于下面的传输层（UDP）和网络层，但不能单独作为一个层次存在，通常是利用低层的UDP协议对实时视音频数据进行组播（Multicast）或单播（Unicast），从而实现多点或单点视音频数据的传输。RTP数据流结构示意图单播、组播与广播通常，在传统的网络通讯中，有两种方式，一种是源主机和目标主机两台主机之间进行的“一对一”的通讯方式，即单播（Unicast），第二种是一台源主机与网络中所有其他主机之间进行通讯，即广播（Broadcast）。那么，如果需要将信息从源主机发送到网络中的多个目标主机，要么广播方式，这样网络中所有主机（当然包括目标主机）都会收到该信息，要么采用单播方式，由源主机分别向各个不同目标主机发送信息。可以看出来，广播方式下，信息会发送到不需要该信息的主机（非目标主机）从而浪费带宽资源，甚至引起广播风暴；而单播方式下，会因为数据包的多次重发而浪费带宽资源，同时，源主机的负荷和会因为多次的数据复制而加大。所以，单播与广播对于多点发送问题有缺陷。在此情况下，组播技术产生了。组播技术的初衷：在IP网络中，以“尽力而为“的形式发送信息到某个目标组，这个目标组称为组播组（MulticastGroup），这样在有源主机向多点目标主机发送信息的需求时，源主机只发一份数据，数据的目标地址是组播组地址，这样，凡是属于该组成员，都可以接收到一份源主机发送的数据的拷贝（拷贝工作由路由设备完成，而不是源主机完成），此组播方式下，只有有真正信息需要的成员（即组播组内的成员）会收到信息，其他主机不会收到。因此，组播方式解决了单播情况下数据的重复拷贝及带宽的重复占用，也解决了广播方式下，带宽资源的浪费。如先前所述，单播方式是一对一的传送，即每次传送的数据只能被一台主机接收。在实时的监控系统中，由于视频数据量很大，若以单播方式进行通信，发送信息的主机必须向每个希望接收此数据包的用户(客户工作站)发送一份单独的数据包拷贝，这种巨大的冗余会给发送数据的源主机(IPC/DVS/DVR/NVR)带来沉重的负担，因为它必须对每个要求都做出响应，这使得负担过于沉重，主机的响应时间会大大延长，并且同时只是用户连接数有限。组播在视频监控中的应用组播技术在数字视频监控系统当中主要用于多用户实时共同观看同一个通道的实时图像时，采用“一对组”的方式传输，从而节约带宽并减轻视频源负担。并且，视频流支持从编码器发送到网络中去，利用网络实现多个并发流的复制与分发，IPC/DVS/DVR/NVR设备不再是系统并发访问的瓶颈。同时，网络带宽资源也得到有效利用，并且，实时视频的组播浏览功能是点对点的，而不像单播的那样故障点多。',)