網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)又叫IP CAMERA(簡(jiǎn)稱IPC)由網(wǎng)絡(luò)編碼模塊和模擬攝像機(jī)組合而成。網(wǎng)絡(luò)編碼模塊將模擬攝像機(jī)采集到的模擬視頻信號(hào)編碼壓縮成數(shù)字信號(hào),從而可以直接接入網(wǎng)絡(luò)交換及路由設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)內(nèi)置一個(gè)嵌入式芯片,采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是傳統(tǒng)攝像機(jī)與網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)相結(jié)合的新一代產(chǎn)品。攝像機(jī)傳送來(lái)的視頻信號(hào)數(shù)字化后由壓縮芯片壓縮,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)總線傳送到Web服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)上用戶可以直接用瀏覽器觀看Web服務(wù)器上的攝像機(jī)圖像,授權(quán)用戶還可以控制攝像機(jī)云臺(tái)鏡頭的動(dòng)作或?qū)ο到y(tǒng)配置進(jìn)行操作。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)能更簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)監(jiān)控特別是遠(yuǎn)程監(jiān)控、更簡(jiǎn)單的施工和維護(hù)、更好的支持音頻、更好的支持報(bào)警聯(lián)動(dòng)、更靈活的錄像存儲(chǔ)、更豐富的產(chǎn)品選擇、更高清的視頻效果和更的監(jiān)控管理。另外,IPC支持WIFI無(wú)線接入、3G接入、POE供電(網(wǎng)絡(luò)供電)和光纖接入。
網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)提供很多的基于IP網(wǎng)絡(luò)的傳輸協(xié)議,以盡可能地保證音視頻數(shù)據(jù),PTZ控制數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量。實(shí)時(shí)視頻流經(jīng)過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)傳輸,通過(guò)多種協(xié)議組合,適應(yīng)各種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境。
RTP(Realtime Transport Protocol),實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議,其專門針對(duì)實(shí)時(shí)流媒體而設(shè)計(jì), RTP的基本功能是將幾個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流復(fù)用到一個(gè)UDP分組流中,這個(gè)UDP流可以被發(fā)送給一臺(tái)主機(jī)(單播模式),也可以被傳送給多臺(tái)目標(biāo)主機(jī)(多播模式)。因?yàn)镽TP僅僅封裝成常規(guī)的UDP,理論上路由器不會(huì)對(duì)分組有任何特殊對(duì)待,但現(xiàn)在的路由設(shè)備都有針對(duì)RTP協(xié)議優(yōu)化選項(xiàng)。RTP協(xié)議的時(shí)間戳機(jī)制,不僅減少了抖動(dòng)的影響,而且也允許多個(gè)數(shù)據(jù)流相互之間的同步,這樣可以很方便地基于I/O事件對(duì)視頻圖像進(jìn)行字幕添加,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)往往將音視頻編碼數(shù)據(jù)封裝成RTP分組。
RTCP(Realtime Transport Cool Protocol)實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議,其是RTP的姊妹協(xié)議,它處理反饋、同步和用戶界面等,但是不傳輸任何數(shù)據(jù)。它的主要功能是用來(lái)向源端提供有關(guān)延遲、抖動(dòng)、帶寬、擁塞和其它網(wǎng)絡(luò)特性的反饋信息,編碼進(jìn)程可以充分利用這些信息。因此當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀況較好時(shí),可以提高數(shù)據(jù)速率(從而達(dá)到更好的質(zhì)量),而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀況不好時(shí),它可以減少數(shù)據(jù)速率。通過(guò)連續(xù)的反饋信息,編碼算法可以持續(xù)地作相應(yīng)的調(diào)整,從而在當(dāng)前條件下盡可能地提供的質(zhì)量。
RTSP(Real Time Streaming Protocol)實(shí)時(shí)流協(xié)議,RTSP協(xié)議利用推式服務(wù)器(push server)方法,讓音視頻瀏覽端,發(fā)出一個(gè)請(qǐng)求,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)只是不停地向?yàn)g覽端推送封裝成RTP分組的音視頻編碼數(shù)據(jù),網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以用很小的系統(tǒng)開(kāi)銷實(shí)現(xiàn)流媒體傳輸。
HTTP(HyperText Transfer Protocol)超文本傳輸協(xié)議,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通過(guò)HTTP協(xié)議提供Web訪問(wèn)功能,很方便地將音視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)傳輸,但實(shí)時(shí)音視頻支持很不理想。
UDP(U ser Datagram Protocol)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議,是最基本的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,利用IP協(xié)議提供網(wǎng)絡(luò)無(wú)連接服務(wù),常用來(lái)封裝實(shí)時(shí)性強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)音視頻數(shù)據(jù),即使網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中發(fā)生分組丟失現(xiàn)象,在客戶端也不會(huì)影響音視頻瀏覽。
TCP(Transmission Cool Protocol)傳輸控制協(xié)議,利用IP協(xié)議提供面向連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù),為在不可靠的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上提供一個(gè)可靠的端到端字節(jié)流而設(shè)計(jì)。TCP協(xié)議往往要在服務(wù)端和客戶端經(jīng)過(guò)多次“握手”才能建立連接,因此利用TCP傳輸實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的音視頻流開(kāi)銷較大,如果網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定,音視頻抖動(dòng)的現(xiàn)象明顯。利用其可靠性常用來(lái)傳輸網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)管理命令,如PTZ,I/O設(shè)備控制命令。
傳輸協(xié)議組合
網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)往往應(yīng)用RTSP、RTP、RTCP、HTTP、UDP、TCP協(xié)議的不同組合來(lái)傳輸實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的音視頻流。常見(jiàn)的協(xié)議組合如下。
RTP+RTSP協(xié)議組合,這種協(xié)議組合(RTP可以用TCP、UDP協(xié)議封裝,RTSP用TCP協(xié)議封裝),在正常網(wǎng)絡(luò)環(huán)境里,可以保證客戶端瀏覽實(shí)時(shí)音視頻,廠商往往推薦網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采用這種協(xié)議組合。一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也常常支持RTP+RTSP多播模式。
RTP/RTSP協(xié)議組合,RTP分組封裝成RTSP分組,有些網(wǎng)絡(luò)防火墻只讓RTSP協(xié)議分組通過(guò)。但網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)又要以RTP協(xié)議提供實(shí)時(shí)音視頻。這種組合方式在沒(méi)有辦法的情況下增加了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和客戶端管理系統(tǒng)的復(fù)雜度。
RTP/RTSP/HTTP協(xié)議組合,在RTP/RTSP的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上增加了HTTP封裝,這種協(xié)議組合主要是為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)防火墻只允許使用HTTP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。雖然網(wǎng)絡(luò)負(fù)載加大,但網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以適應(yīng)更復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。
UDP(TCP)協(xié)議,一些網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)為了適應(yīng)國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬狀況不佳的狀況,沒(méi)有利用RTP+RTSP應(yīng)用層協(xié)議封裝音視頻數(shù)據(jù),對(duì)音視頻流只采用UDP或TCP傳輸層協(xié)議封裝。這樣音視頻流就可以利用很小的網(wǎng)絡(luò)帶寬傳輸流媒體。這種協(xié)議組合也可以提供類似RTP+RTSP功能,但對(duì)網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)備基于RTP+RTSP組合優(yōu)化特性不能利用。
UDP(TCP)/HTTP協(xié)議組合,將音視頻流數(shù)據(jù)封裝成HTTP數(shù)據(jù)分組,然后用UDP(TCP)協(xié)議傳輸?shù)娇蛻舳恕_@種協(xié)議方式可適應(yīng)復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境,可以穿透大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)防火墻。
各種傳輸層協(xié)議組合保證了音視頻和PTZ數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)目煽啃?,但網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)內(nèi)置的處理器計(jì)算能力限制,導(dǎo)致并發(fā)訪問(wèn)的用戶數(shù)量有限。這樣往往不能滿足并發(fā)訪問(wèn)要求較高的應(yīng)用環(huán)境,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)往往利用具備多播功能的網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備,響應(yīng)更多的并發(fā)訪問(wèn)要求。有些網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)客戶端軟件功能強(qiáng)大,利用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制,充當(dāng)可以響應(yīng)更多并發(fā)訪問(wèn)用戶的“虛擬網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)”,這種方式適應(yīng)于也適應(yīng)PTZ網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。對(duì)大規(guī)模數(shù)字化視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有重要意義。
還有的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)提供一些FTP(文件傳輸協(xié)議)、SMTP(郵件傳輸協(xié)議)、DDNS(動(dòng)態(tài)域名解析)協(xié)議,以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境應(yīng)用。筆者觀點(diǎn),這些網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對(duì)安防監(jiān)控系統(tǒng)沒(méi)有太多的幫助,反而要引入好多外部FTP、SMTP、DNS服務(wù)器去配合網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),這樣對(duì)整個(gè)數(shù)字安防監(jiān)控系統(tǒng)的管理引入了新的復(fù)雜性,增加了不穩(wěn)定性,可能要花更多的精力去管理非主要業(yè)務(wù)。有的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)也提供一些網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議,如ICMP、SNMP、IGMP、ARP協(xié)議,幫助用戶去管理網(wǎng)絡(luò)。