面對IP化的AV改變

蘆偉

如今AV行業(yè)的IP化已經(jīng)由一種概念化的需求逐漸變成了一種實實在在的硬性需求。一些政府項目在進行系統(tǒng)部署時，已經(jīng)明確要求要基于IP系統(tǒng)；包括教育、軍隊、醫(yī)院、酒店、展覽展示、軌道交通等不同領(lǐng)域也都在積極加強基于IP的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和跨地區(qū)聯(lián)網(wǎng)管理。IP發(fā)展的勢不可擋，對國內(nèi)眾多AV廠商提出了轉(zhuǎn)型和調(diào)整的需求。盡管目前傳統(tǒng)產(chǎn)品仍有一定市場需求，還有著相當不錯的利潤空間，但是面對未來趨勢，廠商必須接受并調(diào)整產(chǎn)品及戰(zhàn)略布局，以便更好地應(yīng)對改變。

IP對音頻的改變

曾經(jīng)一度抱著拒絕態(tài)度的專業(yè)音頻從業(yè)者，在IP網(wǎng)絡(luò)強大的影響滲透力及所帶來的好處面前，不得不接受IP網(wǎng)絡(luò)音頻大敗模擬音頻這樣一個事實。盡管模擬音頻可以達到非常高的品質(zhì)，有些效果至今網(wǎng)絡(luò)數(shù)字音頻也無法達到。為了達到高保真的要求，模擬音頻設(shè)備對制造工藝和設(shè)計要求十分苛刻，因此質(zhì)量不錯的模擬設(shè)備價格不菲。

在模擬音頻系統(tǒng)中，由于各單元相互獨立，音頻信號在各個設(shè)備之間的傳輸都是通過音頻線纜實現(xiàn)的，大量的音頻線纜不但增加了材料成本和施工成本，更重要的是傳輸過程有可能因為各種干擾導致音頻指標劣化，系統(tǒng)可靠性下降。

同時也使得整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，建設(shè)成本和維護成本也很高。特別是由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是通過線纜的連接實現(xiàn)的，要改變信號的傳輸方向，或者改變處理功能，就需要改變連線方式或者增減設(shè)備，其靈活性受到很大限制。因此當IP數(shù)字網(wǎng)絡(luò)來臨時，其所帶來的巨大好處給傳統(tǒng)音頻行業(yè)帶來強烈沖擊。

與模擬音頻相比，IP數(shù)字網(wǎng)絡(luò)音頻有什么特點，給行業(yè)帶來了哪些改變呢？首先，網(wǎng)絡(luò)數(shù)字音頻較傳統(tǒng)的音頻傳輸系統(tǒng)而言，可以更方便地實現(xiàn)音頻信號在不同場合的網(wǎng)絡(luò)傳輸，降低系統(tǒng)的安裝維護成本，并節(jié)省大量昂貴的音頻線纜和敷設(shè)工程量，售后維護也更加簡便；其次，所有音視頻信號的傳輸是以數(shù)字形式在以太網(wǎng)上傳輸，能很好地克服模擬信號傳輸過程中產(chǎn)生的各種音質(zhì)劣化現(xiàn)象，而音頻信號的傳輸方向可通過專業(yè)軟件進行設(shè)置，又可以固話在傳輸器中，待系統(tǒng)設(shè)置完成后，即可完全脫離計算機，獨立運行，具有很高的靈活性和性價比；第三，如果能建立一個標準化的網(wǎng)絡(luò)平臺，所有的設(shè)備都成為網(wǎng)絡(luò)的一個結(jié)點，在任何一個地方都可以按功能需要接入傳聲器、音箱、調(diào)音臺和處理設(shè)備，并能根據(jù)需要任意組織信號路由，這樣的音頻系統(tǒng)將最大限度滿足用戶的功能要求。由于所有產(chǎn)品都采用以太網(wǎng)TCP/IP控制技術(shù)，由一臺電腦對全系統(tǒng)設(shè)備集中控制、遠程控制就成為可能。通過集中管理和控制，最大化地降低了現(xiàn)場操控的要求，讓音頻擴聲系統(tǒng)的真正無人值守成為了現(xiàn)實。

當然IP網(wǎng)絡(luò)音頻技術(shù)也是在不斷完善成熟中被逐步接受的。過去網(wǎng)絡(luò)音頻平臺普遍存在的網(wǎng)絡(luò)時延大、交互性不好、功能不夠全面、接口板卡多、擴展性不好等缺陷；此外，網(wǎng)絡(luò)音頻剛出來時，有關(guān)信號轉(zhuǎn)換、傳輸協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)接口各有不同，不能互聯(lián)互通，影響到了市場的推廣。不過近年來均已得到了很好的解決。

如今的網(wǎng)絡(luò)音頻平臺，一般都是具備了多路音頻信號的路由、信號處理、設(shè)備工作狀態(tài)的監(jiān)控、系統(tǒng)冗余備份、工作狀態(tài)日志、多系統(tǒng)管理調(diào)度等功能，這不但保證了系統(tǒng)的可靠性，同時滿足了各種音頻系統(tǒng)應(yīng)用的所有需求；從操作界面來看，圖形化、模塊化等應(yīng)用形式使得觀看更加直觀，通過簡單地點擊、拖拽等即可對系統(tǒng)進行維護使用等，大大降低了應(yīng)用門檻；如今網(wǎng)絡(luò)音頻平臺也逐漸趨向統(tǒng)一，進一步推動了普及的力度。

當前的音響技術(shù)已不僅僅是音頻系統(tǒng)本身，它還涵蓋了視頻、中控、燈光等多種技術(shù)，因此網(wǎng)絡(luò)音頻平臺正在逐步向多媒體平臺轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)在不少企業(yè)如東微、魅視捷控、小鳥科技等把視頻、音頻和控制信號的管理集成在一套系統(tǒng)中，通過網(wǎng)絡(luò)化、IP化的模式，實現(xiàn)智能會議、協(xié)作管理、集中管控。

隨著無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)和設(shè)備的成熟，無線網(wǎng)絡(luò)音頻產(chǎn)品也越來越多。與有線相比，無線可節(jié)省大量的布線成本，系統(tǒng)的靈活性也得到了提升，不過其對設(shè)備穩(wěn)定性、安全性、抗干擾能力等的要求也大大提高了。

對于“云”我們已經(jīng)不陌生了，各種“云”應(yīng)用層出不窮，云技術(shù)具有核心資源自由分配和核心資源可無限擴展的特點，這進一步拓展了網(wǎng)絡(luò)音頻平臺的資源整合能力和應(yīng)用的廣泛性及便利性，人們只要擁有了話筒、音箱、網(wǎng)絡(luò)，即可搭建一套“云”音頻系統(tǒng)?，F(xiàn)在的云會議，只要支付了相應(yīng)的費用，即可利用網(wǎng)絡(luò)音頻平臺的云服務(wù)器來實現(xiàn)。

IP對視頻的改變

與音頻一樣，IP網(wǎng)絡(luò)對于AV視頻的改變也是巨大的，在視頻監(jiān)控方面顯得尤其突出。監(jiān)控是各行業(yè)重點部門或重要場所進行實時監(jiān)控的物理基礎(chǔ)，軍隊、交通、公安的指揮中心、電力調(diào)度中心等部門通過它獲得有效數(shù)據(jù)、圖像視頻等信息，對突發(fā)性異常事件的過程進行及時的監(jiān)視和記憶，用以提供高效、及時地指揮和布置警力、處理案件等。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)到目前為止主要經(jīng)歷了三代發(fā)展：第一代是模擬系統(tǒng)，第二代是數(shù)字系統(tǒng)，第三代是基于IP網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在模擬系統(tǒng)中，攝像機需要通過專用同軸線纜輸出視頻信號，線纜連接到專用模擬視頻設(shè)備，如視頻畫面分割器、矩陣、切換器、卡帶式錄像機及視頻監(jiān)視器等。

受到線纜傳輸長度、畫面分割器、矩陣和切換器的限制，模擬系統(tǒng)一般只能支持本地監(jiān)控且擴展性十分有限，而且錄像質(zhì)量不高、存儲、查詢檢索起來也十分的不便。從2000年開始，第二代數(shù)字系統(tǒng)開始蓬勃發(fā)展，考慮到與大量模擬系統(tǒng)的兼容和升級改造，第二代系統(tǒng)并不是純數(shù)字系統(tǒng)，而是一個半模擬半數(shù)字的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

從攝像機到數(shù)字硬盤錄像機DVR仍采用同軸纜輸出視頻信號，通過DVR支持錄像和回放，并可支持有限IP網(wǎng)絡(luò)訪問。由于DVR產(chǎn)品五花八門，沒有標準，所以這一代系統(tǒng)是非標準封閉系統(tǒng)，依然存在大量局限。如每個攝像機需要單獨安裝視頻線纜使得布線仍然復(fù)雜；擴展也有一定限制，一臺DVR一次最多只能管理16個攝像機，如果再多就需要復(fù)雜的級聯(lián)和額外增加軟硬件控制。此外管理上也不是很靈活，不能從任意客戶機訪問任意攝像機，只能通過DVR間接訪問。

鑒于二代系統(tǒng)的局限性，全IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)了，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、布線成本低，所有攝像機都可通過有線或者無線的以太網(wǎng)簡單連接到網(wǎng)絡(luò)，多種信號均可在同一網(wǎng)絡(luò)上傳輸，一臺工業(yè)標準服務(wù)器和一套控制管理應(yīng)用軟件就可運行整個監(jiān)控系統(tǒng)。同時，新增監(jiān)控點或客戶端都非常方便，只需把相關(guān)設(shè)備接入IP網(wǎng)絡(luò)即可，IP系統(tǒng)的開放性也使用戶可在任何地方，使用多種方式查看監(jiān)控視頻資料，這為用戶帶來的便利是之前監(jiān)控系統(tǒng)無法比擬的。

當然，在IP監(jiān)控發(fā)展初期，也遇到了很多困難。如IP監(jiān)控系統(tǒng)在升級改造模擬系統(tǒng)過程中，模擬視頻要經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換、編碼壓縮、網(wǎng)絡(luò)傳輸、解碼、數(shù)模轉(zhuǎn)換等若干環(huán)節(jié)。因為無論什么視頻編碼算法，都不可避免地會對視頻質(zhì)量造成了損失，加上當時視頻編碼技術(shù)遠不成熟，視頻經(jīng)編解碼后比原始模擬視頻質(zhì)量要差，同時還存在延遲。再考慮到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不盡如人意，進一步惡化了視頻監(jiān)控的效果。此外發(fā)展初期，IP相關(guān)產(chǎn)品產(chǎn)量低價格高，因此導致很多客戶并不接受。

但隨著技術(shù)的發(fā)展，編解碼技術(shù)的提高，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的改善，IP已經(jīng)可以將高清甚至4K視頻進行流暢清晰的傳輸和顯示，配合管理方便、擴展性強、簡單靈活等種種優(yōu)勢，讓IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)幾乎成為用戶在新建監(jiān)控系統(tǒng)時不加思索的選擇。

發(fā)展到今天視頻監(jiān)控和傳輸控制方面已大多實現(xiàn)了IP網(wǎng)絡(luò)化，只是在后端大屏幕拼接方面，還可以進一步優(yōu)化。拼接顯示控制早期采用的是PCI插卡式，通過工控機，利用一塊多屏拼接卡，先將一個完整的視頻圖像分割成M×N個子視頻信號，再將這些子視頻信號分別傳送給拼接幕墻上的各個對應(yīng)單元，實現(xiàn)大屏幕顯示的目的。雖然是數(shù)字化，但由于所有顯示任務(wù)及系統(tǒng)運行都基于一條PCI總線進行運算處理。

這種圖像控制器的處理能力受制于PCI總線帶寬的限制，信號處理顯示能力極為有限，當拼接屏較大、信號數(shù)量較多時基本無法實現(xiàn)全部信號動態(tài)實時顯示。后來出現(xiàn)了嵌入式，嵌入式拼接控制的工作原理是各個拼接單元擁有獨立的視頻處理模塊，通過矩陣將完整的信號輸送到各個單元，并各自進行視頻處理實現(xiàn)大屏幕拼接顯示的目的。由于是各自處理，所以拼接的單元數(shù)理論上可以是無限的。但實際上仍然受限于芯片支持的處理規(guī)模和性能。

此外，由于嵌入式是一體化運行，數(shù)據(jù)交換模塊出現(xiàn)問題會導致大屏幕系統(tǒng)黑屏，信號采集模塊出現(xiàn)問題，則會導致控制操作混亂。此后IP分布式出現(xiàn)了，這是一個完全基于網(wǎng)絡(luò)交換架構(gòu)的并行數(shù)據(jù)傳輸與節(jié)點化、分散式處理的控制系統(tǒng)。由信號輸入處理器和顯示輸出處理器組成，所有處理器之間通過網(wǎng)線與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交換機進行連接，每一路信號均是獨立通道處理、獨立通道傳輸，通過控制服務(wù)器和控制軟件進行信號的開窗顯示控制。分布式控制系統(tǒng)的各類信號處理器可根據(jù)顯示墻拼接規(guī)模及信號源數(shù)量任意選配，具有幾乎無限的擴展能力和超強的多種信號接入能力。分布式架構(gòu)，使其圖像處理運算被分散在各處理器中，某一處理器出現(xiàn)故障只影響該路信號或某一單元顯示，并不影響整個系統(tǒng)正常運行，并可將任一信號源切換到其他通道進行顯示。分布式系統(tǒng)中各類信號處理器均可根據(jù)工程擴展需要隨時增加，所有增加的處理器均可被自動添加到已有系統(tǒng)，不需對擴展應(yīng)用進行任何二次開發(fā)，降低系統(tǒng)擴展費用。IP分布式近幾年發(fā)展的很快，僅僅在三年前，嵌入式還是主流，如今分布式控制系統(tǒng)已拼接控制器廠商的主打產(chǎn)品，在此基礎(chǔ)上，還出現(xiàn)了云拼接等更新產(chǎn)品。

IP給系統(tǒng)集成商帶來的挑戰(zhàn)

IP網(wǎng)絡(luò)化無可置疑的成為整個AV行業(yè)的發(fā)展趨勢，這也給傳統(tǒng)AV系統(tǒng)集成商帶來了極大的挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)系統(tǒng)集成商不能再像以前那樣只熟悉傳統(tǒng)AV產(chǎn)品及運作方式，也需要了解如交換機、網(wǎng)絡(luò)布線、無線路由、中控、平板電腦等周邊相關(guān)設(shè)備，需要了解網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模式、智能化控制系統(tǒng)方法等。

工程人員不僅需要有傳統(tǒng)的工程施工經(jīng)驗，還需要掌握更多的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)方面的知識。時代發(fā)展要求系統(tǒng)集成商的知識層面更加寬廣，知識更新速度更加便捷，合作伙伴也更加豐富。與專業(yè)的、對IP網(wǎng)絡(luò)有深刻理解的系統(tǒng)提供商、產(chǎn)品廠商形成深度戰(zhàn)略合作關(guān)系變得更為迫切，因為系統(tǒng)集成項目中的每一個子系統(tǒng)或產(chǎn)品都是各個系統(tǒng)和產(chǎn)品廠家在負責，且最好與能提供全線產(chǎn)品的供應(yīng)商合作，因為這會大大降低項目中出現(xiàn)問題的幾率和獲得更好的支持。

在IP網(wǎng)絡(luò)化的進程中，AV行業(yè)應(yīng)用的需求也會處于不斷變化之中，不同的用戶不同的應(yīng)用場景需求都不同，系統(tǒng)集成商在滿足用戶需求的同時，網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的整合能力也顯得很重要，只有具備一定的行業(yè)需求整合能力，才能夠快速持續(xù)服務(wù)好用戶。這種整合通常對于系統(tǒng)集成商而言是需要擁有一個屬于自己的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)集成軟件平臺或行業(yè)應(yīng)用軟件系統(tǒng)平臺。一旦系統(tǒng)集成商具備擁有自己的網(wǎng)絡(luò)化軟件平臺就能夠發(fā)揮更大的系統(tǒng)集成能力，可以搭接不同的子系統(tǒng)，可以給用戶提供更全面、更靈活的解決方案。

傳統(tǒng)AV集成商同時必須快速向IT方向發(fā)展，因為已經(jīng)有不少對于IP網(wǎng)絡(luò)玩得爐火純青的IT、通訊集成商經(jīng)向AV行業(yè)滲透。當然也不必過于焦慮，即使IP網(wǎng)絡(luò)化了的AV項目仍然與普通的IT、通訊類的視音頻項目不同，具有相當?shù)淖陨硖攸c，只有行業(yè)內(nèi)積累多年的集成商才能從容應(yīng)對?，F(xiàn)在AV/IT彼此融合、彼此滲透的速度很快，界限不再清晰，所以只有先人一步，才能獲得更大市場。可喜的是，我們已看到一批成長迅速的AV集成商突破了原有AV領(lǐng)域，開始朝計算機系統(tǒng)集成、安防的方向發(fā)展，向陌生市場出征。