CTI论坛: 手机IP监控——新的电信增值服务

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手机IP监控——新的电信增值服务

海思半导体营销工程部营销经理罗记成 2007/10/09

　　全球经济的发展和技术的进步使得人们的安全意识不断提升，社会对安防产品和服务的需求不断增加，大规模、远距离监控应运而生。由于模拟监控存在的各种问题，通过网络将视频图像进行远程传输的集中监控方式应运而生。目前视频监控系统已经发展到第三代——网络视频监控，其系统主要由前端的网络摄像头（IP Camera），或者模拟Camera与DVS，后端的网络传输设备，控制室的服务器、存储设备构成。网络视频监控最本质的特征之一就是视音频压缩、存储、回溯、传输和远程控制等都是通过IP网络进行的，它对比原来的第一代以VCR(Video Cassette Recorders)为代表的传统CCTV视频监视系统，第二代DVR有实时监控，集中存储，智能化管理；高性价比；网上升级，远程访问等优势。

　　IP Camera在海外已属于逐渐成熟市场，2007年全球将有超过500万台的出货。据专业机构预测，IP Camera市场将在2009年超越模拟Camera(IDC)市场达到并超过10亿美元(IMS Research)。而截至2006年7月，全球移动用户数已经达到了24.5亿，并以每天约100万的速度在增长。在此基础上，伴随着固定移动融合(FMC)，随时随地的视频浏览和安全监控相结合——手机IP监控需求应运而生，尤其是在无线网络带宽发达的国家和地区，其应用领域十分广阔，包括家庭监控(包括小孩照料、宠物看管和财产保护等)、专业监控、交通监测、实时广告等业务已经开始为大众所接受。其业务模型如下：

　　手机IP监控系统由接入网络、监控前端、手机终端和管理中心四个部分组成，相比其他的视频监控，手机IP监控对系统各部分性能有着更高的要求。

一、接入网络：无线带宽持续提升中

　　我们目前正处在迈向第三代移动通信（3G）的关键时期，2G依然占据移动市场的绝对主体，3G市场处于早期发展阶段。国外电信运营商网络建设超前国内，以澳大利亚为例，其国内共有三张移动网络：GSM、CDMA和Next G，其中3G的GSM最大带宽达到1.5M，而Next G网络也能提供1.5M带宽，据称今年年底带宽可达3.5M，明年8月可达8.5M。在国内，中国移动采用的是基于GSM网络升级而来的通用分组无线业务(GPRS)，俗称2.5G，使用分组交换替代传统的独占电路交换模式，每个用户可同时占用多个无线信道，同一信道又可由多个用户共享，有效利用了信道资源，带宽理论上最高可达171.2kbps。中国移动最新推出俗称2.75G的Edge技术，有效地提高了GPRS信道编码效率及其高速移动数据标准，它的最高速率可达384kbit/s。中国联通采用的是基于码分多址的CDMA2000 1X制式，最高下载速度可达153kbps。无线网络带宽的不断扩大为各种增值服务提供了应用基础，大众开始越来越多的使用以前无法开展的手机视频浏览。

二、监控前端：H.264成为视频压缩首选协议

　　监控前端（采集端）系统主要由信号采集设备、可遥控动作设备以及嵌入式数字硬盘录像机、网络视频服务器以及完成视音频压缩的DVR构成。信号采集设备包括视音频信号、报警信号采集及其他模拟采集设备；可遥控动作设备包括电动变焦镜头、全方位云台等，可按照远端指令进行动作。嵌入式数字硬盘录像机、网络视频服务器以及DVR是整个系统中最重要的设备，负责将采集到的视音频、报警等模拟信号编码、压缩为数字信号，按照标准的网络通信协议通过局域网、互联网或专网传输到监控中心机房，同时，还可以将远程控制指令发给机电、报警等前端设备。

　　受限于现有的无线网络带宽，H.264将逐步取代MPEG4而占据网络视频监控中视频编解码的主导协议，手机IP监控则更是如此。无线网络利用流媒体技术提供视频浏览，作为一项数据业务，对带宽的需求是惊人的，当用户达到一定规模时，每用户的传输速率难以得到恒定的保障，只有高效的视频压缩才可能有效利用现有网络带宽。以H.264协议对视频节目进行编码，每个VGA（640×480）的节目码流约需要300Kbps的带宽，如果以手机屏幕分辨率为QVGA（320×240）计算，节目码流需要300/4＝75Kbps的恒定带宽，现有网络下带宽基本能够满足。而H.264的压缩率是MPEG2的2倍以上，是MPEG4的1.5~2倍，如果采用MPEG2/4等标准压缩视频码流，则只能将播放的图像帧速度降低为12-15帧/秒左右，远小于24帧/秒图像流畅的最低标准，远不足以提供良好的视频浏览和安全监控质量。

　　H.264在视频压缩和传输方面取得良好提升的同时，勿庸置疑的也较大的增加了实现复杂度，前期一定程度上影响了其在公安部平安城市、电信全球眼和网通宽世界等项目中的使用。近两年来，多家芯片公司先后推出支持H.264的SoC或DSP芯片，例如Axis公司的ARTPEC-2，TI的Davinci产品和DM64X系列DSP，Qpixel的QL201B等，使得H.264逐步成为网络监控中的主要视频压缩标准。

　　深圳海思半导体2006年推出的SoC芯片Hi3510集成了H.264编解码、强大的网络功能和丰富的接口扩展，极大节省了IP Camera整机BOM成本，带动了监控前端设备一体化进展。目前已出现完全一体的IP Camera，集成了高灵敏度的图像传感器、灵活的云台功能、高效的H.264视频压缩标准、强大的网络功能。目前国内已有终端厂家推出了一体的IP Camera并投放欧美市场，其精致小巧的外形深受欢迎。

三、手机终端：高效的H.264解码库成为必须

　　巨大的视频流经过监控前端IP Camera使用H.264压缩后，通过无线网络传送到手机终端上，这就引发了另外一个问题：手机上需要高效的H.264解码库，才能实时解码和浏览H.264视频流。考虑到H.264手机播放器需要兼容众多操作系统（Windows Mobile、Symbain、Linux等），稳定运行于各主流芯片平台（TI OMAP、Intel Xscale、MTK等），高效且兼容的H.264解码库并不容易做到。随着3G的到来，手机点播业务在全球兴起，H.264的低带宽优势非常明显，很多专业公司都将H.264手机解码库作为重点产品研发。如海思半导体的合作伙伴广州麦电科技今年6月份已发布基于Windows Mobile手机的H.264解码器，后续会推出支持多种手机平台和操作系统的解码库或提供定制服务。

四、运营管理平台

　　运营管理中心按照逻辑功能可以划分为数据库服务器、管理服务器、流媒体服务器和备用服务器等服务器群。

　　数据库服务器提供系统数据的集中管理，主要用于移动终端的流媒体业务支持能力的协商。该数据库系统功能有：用户帐号、登录信息管理；IP Camera终端信息管理；计费和流量统计管理。

　　管理服务器主要负责与数据库交互，为整个移动监控系统提供业务逻辑控制。其功能模块包括建立并维护多个客户端的网络连接；鉴权和身份认证；维护用户的登陆会话；接受用户的服务器定位搜索请求，从数据库服务器返回结果；根据用户的监控点要求，将用户需要浏览的服务器数据流重定位到客户端设备。

　　流媒体服务器是移动流媒体业务平台的服务器，是提供流媒体业务的核心设备，主要负责移动流媒体的录像保存、实时流媒体转发和码流负载均衡控制。

　　备用服务器在管理服务器或者数据库服务器发生意外故障的时候，能够自动转入服务状态，替代执行管理服务或者数据库服务。根据数据库服务器、流媒体服务器和管理服务器的架构可以为每一台服务器都架设一台备用服务器，备用服务器与主服务器组成双机热备系统。

　　目前全球移动网络升级换代正在加速进行，3G网络在越来越多的国家被主流运营商采用，3G终端用户数也已惊人的速度增长。根据Gartner、Informa的估计，2009年全球移动用户将超过30亿，更有机构大胆预测，这一目标在2007年就将得以实现。在不久的将来，全球移动用户有望超过40亿。为了迎接下一个20亿移动用户市场的到来，电信运营商应提供更多的增值服务来吸引用户，而手机IP监控无疑是未来电信增值业务中的亮点之一。中国电信和中国网通已经以“全球眼”和“宽视界”介入监控领域，我们有理由相信视频监控和移动通信的融合——手机IP监控全球市场将会是个极其庞大的市场，并给所有的人们带来更丰富的体验。

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