视频服务器与流媒体服务器比较.doc

教育考试网上巡查系统产品介绍一、 多路流媒体服务器与单路视频服务器方案的对比目前，符合教育部发布的国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范的编码设备主要包括：多路流媒体服务器和单路视频服务器两种设备。多路流媒体服务器和视频服务器主要区别在于：视频服务器一般为1/4路，完成模拟摄像机信号至数字信号转换，再通过网络传输至中心存储、监看；而流媒体服务器为1/2/4/8和16路，具有视频服务器将模拟摄像机信号转换为数字信号再通过网络传输至中心的功能外；其还具有本地多路存储，DVD画质显示、监看、多画面分割、录像资料的查询等功能，流媒体服务器与视频服务器的功能对比表如下：功能流媒体服务器视频服务器模数转换有有网络传输有有VGA信号输出有无BNC信号输出有有本地存储有无视频信号丢失报警有无移动侦测报警有无自带高清晰多画面（1/4/9/16）分割显示及组合有无本地录像回放、冗余备份有无操作日志有无日前我公司具有非常丰富的产品体系：流媒体服务器系列有：2/4/8/16路CIF（VCD画面）格式；4/8路D1（DVD画面）格式；视频服务器系列有：1/4.（VCD/DVD画质）格式。丰富的产品系列、稳定的产品性能和完善产品功能，给用户在不同应用情况下，提供了最大限度的选择和最佳的解决方案。二、 采用流媒体服务与视频服务器器构建的学校监控设计说明2.1 视频服务器构建方式采用视频服务器设备构建整个系统主要由四部分：前端模拟摄像机（信号采集）、前端视频服务器（模数转换）、网络布线（传输部分）、学校中心多台画面分割器、存储服务器、管理服务器和监视器（可采用显示器、等离子和液晶电视）组成。前端设备：每间教室配置1台摄像机（枪式广角摄像机或一体化变焦均速球机可选）和1台视频服务器，完成模拟信号至数字信号转换，通过网络线接入监控中心机房的交换机。（一般为了更好保护教室端的视频服务器需要为其配置一个防盗盒）数字化处理部分：它完成模拟视频监视信号的数字采集、影像压缩、信号的网络传输功能。传输部分：系统前端的摄像机（枪式广角摄像机或一体化变焦均速球机）到视频服务器采用专用视频信号线（73-75欧姆铜轴电缆）、控制线（铜制多芯线）等，视频服务器在将接收的模拟信号通过数字信号处理后，再通过双绞线网络传输方式连接至监控中心网络环境。从而构建成一个网络监控系统体系。学校监控中心：配置存储服务器完成摄像机信号的存储，配置管理服务器对视频服务器的管理，设置；配置多台画面分割器+监视器完成视频信号的监看、调用。2.2 流媒体服务器构建方式采用流媒体服务器设备构建整个系统主要可分为四大部分：前端模拟摄像机（信号采集）、流媒体服务器（模数转换）、视频线缆（传输部分）、网络布线、学校中心多台流媒体服务器、监视器（可采用显示器、等离子和液晶电视）组成。传输部分也可以采用网络布线，将流媒体服务器放于教室、楼层，数据直接存储于流媒体服务器，避免网络存储带来数据丢失。前端设备：完成模拟视频的拍摄，每间教室配置1台摄像机（枪式广角摄像机或一体化变焦均速球机可选），对教室监控布防点位情况进行实时信号采集。数字化处理部分：主控制室流媒体服务器，它完成模拟视频监视信号的模数转换、影像压缩、信号多路存储、多路DVD画质监视、VGA和BNC信号输出、网络传输功能。传输部分：系统前端的摄像机（枪式广角摄像机或一体化变焦均速球机）直接通过音/视频信号线（73-75欧姆铜轴电缆）、控制线（铜制多芯线）等连接到监控中心的流媒体服务器上，减少了网络传输环节。从而保证整个系统的稳定性大大提高。学校监控中心：只需要配置流媒体服务器和监视器。流媒体服务器本身具备模拟输出接口（BNC）和VGA 接口，可通过监视器或显示器实现监视功能；支持单画面/四画面/九画面/十六画面等多画面监视功能；组合电视墙最佳配置，无需增加多于设备即可实现，构建方便。自带存储功能完成摄像信号的存储。2.3 学校100个考点（带显示输出）设备配置对比表：序设备流媒体服务器设备配置方案视频服务器设备配置方案1摄像机100套100套2编码设备8台100台3管理平台流媒体自带1台4存储服务器流媒体自带1台5画面分割器流媒体自带8台6监视器8台8台7交换机1台24口6台24口8为编码设备分配内网IP地址8个100个9核心设备总数量25台124台三、 流媒体服务器相比视频服务器有如下几点优势3.1 本地图像数据存储可靠性高监控系统最怕的一点就是监控图像数据的丢失，而考试作为高等级的监控系统更不能出现学生作弊后，却不能调出相应的监控图像作为证据的情况。装了监控系统而无法取证是监控系统最不能容忍的错误。所以保证监控数据存储的可靠性历来是监控系统设计上考虑的重中之重。如银行监控系统历来都是监控数据本地存储，公安的平安城市也是本地存储。流媒体服务器本机就带有存储功能，音/视频线连接到流媒体服务器上就完成监控数据本地存储。而音/视频线连接到视频服务器上后还要通过网络传输到存储服务器上才能实现存储。中间环节多是其缺点之一，其二，我们都知道网络容易出现网络堵塞，中断等情况，尤其是传输音/视频流这样占用带宽很大的数据时，出现网络堵塞的情况会大大加剧,使监控数据的可靠性大幅度降低。3.2 图像画质比较好存储画质：流媒体服务器通过音/视频线直接与前端摄像机连接，不占用网络带宽，可轻松实现D1（DVD画质）方式的压缩、存储。2007年在辽宁省大连市、铁岭市，云南省昆明市，贵州省贵阳市等地方都是采用的D1（DVD画质）格式的流媒体服务器，其使用效果受到用户一致好评。而视频服务器要完成D1（DVD画质）格式的压缩，需要占用较高的网络资源。一路D1格式图像就要占用1M左右的带宽，学校按100点来算就要占用100M的带宽，这几乎就完全占用（甚至超过）了学校的整个网络带宽。监视画质：流媒体服务器通过音/视频线接到摄像机传来的的图像，没有经过模数转换，所以在流媒体服务器本机上无论是CIF还是D1格式都能达到D1（DVD）画质。可以1/4/9/16画面分割。轻松切换。流媒体服务器带一路VGA和一路BNC输出。可选择用显示器、监视器或者电视来观看。而视频服务器通过网络线传输到中心，图像已经经过了模数转换，图像经过压缩后，画质已经下降，并且通过网络传输只少会有0.52秒的时延、停顿、丢帖等现象。3.3 组成电视墙方式灵活流媒体服务器：流媒体服务器自带一路VGA和一路BNC输出，所以在学校端可以直接用流媒体服务器的输出端（VGA或者BNC输出）接到电视墙上的显示器（监视器或者液晶电视）上。这种方式不用增加任何其它设备，而且图像没有经过模数转换，画质清晰，没有停顿，延时等现象。或者通过数字矩阵直接从网络上调取流媒体服务器的监控图像上电视墙。还可以接一套视频分配器，将前端摄像机传送过来的音/视频信号一分为二，一路接流媒体服务器，一路接模拟矩阵上电视墙。这种方式图像也没有经过模数转换，画质清晰，没有停顿，延时等现象。视频服务器：视频服务器通过网络传到监控中心，在中心上电视墙只有通过数字矩阵或者画面侵害器来上电视墙，图像经过网络传输，模数转换，画质降低，而且因为网络原因会出现画面丢帖，延时，停顿等现象。3.4 布线方式灵活流媒体服务器：在所有教室监控点离监控中心较近的情况下，可能把所有监控考点的摄像机信号通过音/视频线直接连到监控中心的流媒体服务器上，实现数据存储及编码。使其所有设备集中管理。对于离监控中心较远的点，则可以在每一个楼层或者每一幢楼设置一个地方集中放置点放置流媒体服务器，将每一个教室的摄像机信号连接到集中放置点，实现数据的存储及编码。再通过网络连接到监控中心。视频服务器：视频服务器一般都放置在教室内，先通过音/视频线将摄像机的信号连接到视频服务器上，视频服务器再通过网络将数据传输到监控中心的存储服务器上实现存储。3.5 系统造价低流媒体服务器：在系统构建方面，由于流媒体服务器本身带有存储功能，而且最大可支持16路，使得构建系统时所用设备会大大减少。整个系统只需要四类设备（摄像机、流媒体服务器、管理服务器、显示器（监视器或者电视机）就可完成从信号采集到信号存储及图像显示。我们都知道集成度越高的东西性价比会越高。完成同样功能的一台16路的机器的价格总是比16台一路价格要低。视频服务器：在系统构建方面，由于视频服务器本身不带存储功能，且最多只支持四路，使得构建系统时所用设备增加。整个系统需要六类设备（摄像机、视频服务器、存储服务器，管理用品、画面侵害器、显示器）才能完成从信号采集到信号存储及图像显示。而且由于视频服务器最多只支持4路，在学校监控点相同的情况下，视频服务器的设备数量会比流媒体服务器多很多。3.6 系统管理、调试、维护简单在学校端我们以100个监控点为例来说明用流媒体服务器和视频服务器在管理、调试、维护方面的工作量。流媒体服务器：流媒体服务器集成路数多（最多支持16路）、带存储，100个监控点只需要8台设备，整个系统要互联互通，每台流媒体服务器都要分配IP地址，需要设置8个IP地址，而且一般都放在监控室，所有设备能集中管理，在调试及维护过程中一般情况下（除摄像机损坏）都只需要在监控室就可以完成。视频服务器：视频服务器多采用1路、不带存储，安装在教室内100个监控点就需要100台设备，整个系统要互联互通，每台视频服务器都要分配IP地址，需要设置100个IP地址，而且一般都放在教室里面，不能集中管理，调试及维护时都需要在各个教室和监控室之间来回跑动，使管理和维护变得很困难。3.7 系统结构简单，安全性高在学校端我们同样以100个监控点为例来说明用流媒体服务器和视频服务器在系统结构和安全性方面的差异。流媒体服务器：对整个系统来说用流媒体服务器只需要四类设备（上面已经提到）就能完成所有功能，摄像机直接接音/视频线到流媒体服务器完成图像数据的存储、编码，所用设备只需要8台，整个结构简单。视频服务器：对整个系统来说用视频服务器需要六类设备（上在已经提到）才能完成所有功能，摄像机用音/视频线接到视频服务器，视频服务器再通过网络传到存储服务器完成图像数据的存储，编码，所用设备需要100台，所以在网络传输过程中可能还要增加交换机等设备，系统结构复杂。对一个大型系统来说结构越简单越稳定。这里用一个参数MTBF（平均无故障时间）来恒量系统的稳定性（在这里只做图像数据从采集到存储的MTBF）。MTBF（平均无故障时间，Mean Time Between Failure)是衡量一个产品的可靠性指标，MTBF越大系统的可靠性越好，当系统具有多个部件时可用MTBF串联模型计算出系统的可靠性，计算公式为MTBF=1/ 其中 = 1+ 2+.+ n （为倒数），假设一个系统由2个部件组成，其中部件1的MTBF=10000小时，部件2的MTBF2=20000小时，根据上面的公式系统的MTBF=1/（1/10000+1/20000）=6666小时。基于视频服务器的巡查系统通过模拟线路将视频信号接入到视频服务器，然后通过网络将数据传输到监控中心，最终在存储服务器中实现存储，可见系统的平均无故障时间主要由模拟线路、视频服务器、网络、PC主机、硬盘这5个部件决定，同样忽略模拟线路的影响，视频服务器MTBF通常在100000小时左右，PC主机的MTBF大约为60000小时，普通硬盘的MTBF大约为300000小时以上，而网络的MTBF计算比较复杂，假设在理想情况下忽略线路敷设、网线接头影响，三级网络结构的局域网（骨干交换机、楼层交换机、桌面交换机）的MTBF大约为50000小时，则可以计算出系统的MTBF=20000小时, 以上只是计算的一个视频服务器的情况，假如该系统有64个视频服务器则可以计算出系统的MTBF大约为1400小时,换算成月故障率大约为51.4%，也就是说在一个月内同样配置的100套巡查系统将会超过半数以上出现故障，一年内每套系统将会平均出现6次以上的故障！以上情况还是忽略了视频服务器电源模块、网络接查件可靠性等因素的计算结果，如果再加上这些因素，一年内每套系统恐怕会出现10次以上的故障！基于流媒体服务器的巡查系统通过模拟线路将视频信号接入到嵌入主机，经过数字编码和压缩后将数据存储到硬盘，可见系统的平均无故障时间主要由模拟线路、嵌入主机、硬盘这3个部件决定，模拟线路的MTBF远远大于硬盘的MTBF,因此用流媒体服务器组成的系