視頻信息池的建設(shè)與運維分析

左昊　劉鄧　張富淳

摘要：基于現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)信息化時代的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)帶寬的大幅度提高，信息的傳遞方式也由傳統(tǒng)的紙質(zhì)媒介轉(zhuǎn)移到現(xiàn)今發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介上，信息的主體也逐漸從文字過渡到語音再到現(xiàn)在的視頻圖像，對于運維部門來說，如何高效有序的引接、管理和推送視頻信息成為關(guān)鍵，本文重點闡述如何構(gòu)建視頻信息池的主要思路，并從建設(shè)和運用視頻信息池的優(yōu)點和不足加以分析探究，最后提出兩點改進觀點，以供參考。

關(guān)鍵詞：視頻采集;資源匯聚;視頻綜合平臺;編解碼

一、引言

隨著科技進步，信息時代已然到來，現(xiàn)代各行各業(yè)的正常運轉(zhuǎn)離不開多維度的信息支撐，而其中最具代表性的就是視頻信息，作為音視頻信息運維中心而言，如何有序地引接，高效的管理，準(zhǔn)確的調(diào)度、推送視頻信息成為關(guān)鍵。通過建設(shè)視頻信息池，統(tǒng)一視頻接入標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的同時將各類視頻資源引接匯聚至信息池內(nèi)，對各類視頻信息進行集中管控，而后根據(jù)不同視頻信息的屬性類型進行合理劃分，最后根據(jù)實際業(yè)務(wù)需求統(tǒng)一調(diào)度，適時推送相關(guān)視頻畫面，能夠有效提高運維保障能力，達(dá)到有力信息支撐的目的。

二、如何構(gòu)建視頻信息池

從字面意思來講，視頻信息池是存儲視頻信息的“水池”，但不同于其他信息如文字、圖片等，視頻信息分為靜態(tài)信息和動態(tài)信息，靜態(tài)視頻信息可以理解為視頻錄像，這種信息和文字、圖片信息一樣，可以存儲在信息資源數(shù)據(jù)庫中，在使用時按需索引，取出相關(guān)數(shù)據(jù)信息即可，而動態(tài)視頻信息是實時視頻信息，無法事先存儲而后調(diào)用，所以如何對動態(tài)視頻信息的引接、管理和推送提出了更高的要求。

構(gòu)建視頻信息池，就是將這些動態(tài)的、實時的視頻信息通過網(wǎng)絡(luò)、無線、衛(wèi)星等信息傳輸手段匯聚到同一個信息池內(nèi)，這個信息池是動態(tài)變換的，引接進來什么，就可以隨時取用什么。以小鳥視頻云平臺和小鳥視頻矩陣為例，這兩臺設(shè)備都具有視頻輸入輸出功能，單獨使用只是信息進和出，但是兩者相結(jié)合，視頻云平臺的輸出引接視頻矩陣的輸入，視頻云平臺和視頻矩陣可以相互調(diào)用對方的資源，通過這種結(jié)合將兩者關(guān)聯(lián)起來，這種結(jié)合不僅只限制于兩臺設(shè)備，可以通過不斷的擴展級聯(lián)其規(guī)模，成為視頻信息聚集的“水池”，同時在視頻的采集輸入方面，可以通過視頻遠(yuǎn)傳器將本地視頻信息遠(yuǎn)傳至平臺的輸入輸出，構(gòu)建起一張視頻信息“河道”，而其中流動“河水”的就是視頻信息池中的視頻信息。通過平臺之間的對接和視頻采集設(shè)備的輸入，共同構(gòu)成一個動態(tài)更新的視頻信息池。在視頻信息池的使用上，可以采用電視墻設(shè)備與控制軟件如?？礏20設(shè)備和IVMS-4200電視墻控制軟件，將各個終端的視頻和混合矩陣輸出信號的引接到B20設(shè)備的輸入端，同樣可以以B20設(shè)備的輸出端引接電視墻或者是遠(yuǎn)傳視頻矩陣，而后通過電視墻軟件進行視頻調(diào)度可視化操作，將所需視頻信息投影到大屏上或傳輸至視頻矩陣/視頻云平臺上，視頻信息在池內(nèi)不斷“流動”，至此達(dá)到了視頻信息池的“開源”、“存儲”、“飲取”三大步驟。

三、建設(shè)視頻信息池的優(yōu)勢

（一）資源整合，有效管理

建設(shè)視頻信息池的一大優(yōu)勢在于它匯聚了各種類型的視頻資源，如同吸納河流的湖泊那樣，各式各樣的“河流”匯聚至此，將所需要的各種視頻資源整合在一起，這就為資源需求者和網(wǎng)絡(luò)信息運維人員提供了便捷。對于視頻資源需求的事業(yè)部門而言，融入視頻信息池更有利于提高工作效率，只需創(chuàng)建好自身業(yè)務(wù)視頻資源而后通過信息運維部門接入視頻信息池即可，在需要時按照自身業(yè)務(wù)需求，向運維部門提供相關(guān)的視頻調(diào)度，無須關(guān)注這些資源的來源、引接、管理等具體實現(xiàn)內(nèi)容，只關(guān)注所需視頻資源。對于信息運維部門而言，可以起到統(tǒng)一管理的目的，對于一個組織機構(gòu)而言，可以產(chǎn)生視頻資源的終端是多種的，對于各個部門機構(gòu)，相互之間的業(yè)務(wù)存在交叉部分，這時需要相互調(diào)取對方資源以供參考和使用，運維部門通過創(chuàng)建專門的視頻線路來傳輸相關(guān)業(yè)務(wù)視頻資源，接入到視頻管控平臺并根據(jù)業(yè)務(wù)部門需求適時調(diào)整資源的接入和推送，能夠有效解決各業(yè)務(wù)部門對相關(guān)視頻資的點對點臨時性需求，解決各自為戰(zhàn)的狀況，可以起到統(tǒng)一規(guī)劃視頻資源引接，統(tǒng)一調(diào)度、管理各個事業(yè)部門提供的視頻資源的目的。

（二）跨網(wǎng)組建、靈活接入

視頻信息的引接，不同于其他數(shù)據(jù)流之間的傳遞，必須建立相同的傳輸節(jié)點，以網(wǎng)絡(luò)為例，在網(wǎng)絡(luò)隔離或者沒有配置路由的情況下只有在同一網(wǎng)段內(nèi)的數(shù)據(jù)才能夠自由流動，視頻信息可以通過視頻線路如HDMI/DVI/SDI等傳輸至視頻信息池內(nèi)，視頻信息從信息池內(nèi)通過視頻線路傳輸?shù)斤@示大屏上，兩者之間僅對接口等硬件有所要求。相對于其他信息資源創(chuàng)建信息池來講，不同程度的會涉及不同網(wǎng)系不同平臺數(shù)據(jù)的讀取存儲，也許能通過制定相同標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式來解決不同平臺數(shù)據(jù)存儲使用，但是對于相互隔離的網(wǎng)絡(luò)來說，只能分別在各自網(wǎng)系建立信息池。視頻信息資源則沒有這種限制，視頻終端采集設(shè)備如果距離視頻矩陣等平臺近，則可直接通過視頻線路相接，如果距離較遠(yuǎn)，則可以考慮通過網(wǎng)絡(luò)傳輸方式傳遞視頻信息。通過網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻信號相對于視頻信息池所在網(wǎng)絡(luò)分為同種網(wǎng)絡(luò)傳輸和異種網(wǎng)絡(luò)傳輸，在同種網(wǎng)絡(luò)傳輸情況下，網(wǎng)絡(luò)視頻設(shè)備可以直接添加到視頻云平臺中，視頻終端設(shè)備通過視頻編碼器將視頻信息編碼為網(wǎng)絡(luò)信號源，而后視頻云平臺對接入的視頻編碼流或是rtsp碼流進行軟/硬解碼來獲取信息;在異種網(wǎng)絡(luò)情況下，視頻信息池所在網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)，如果終端設(shè)備與視頻平臺距離較近，則不用接入任何網(wǎng)絡(luò)，通過一對視頻遠(yuǎn)傳器通過網(wǎng)線將視頻進行定點傳輸，如距離較遠(yuǎn)，則需要用考慮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)帶寬是否富余的前提下，使用橋接的方式傳遞視頻信息，視頻接入方式的根據(jù)實際情況靈活采用。

（三）多點控制、多級推送

通過對視頻云平臺和視頻矩陣等設(shè)備的控制，便可以對視頻信息池中的視頻數(shù)據(jù)加以調(diào)度，而后下級部門通過大屏控制軟件來顯示所接收的信號，一般來說視頻信息池依托于網(wǎng)絡(luò)而存在，借助于網(wǎng)絡(luò)可以通過相關(guān)軟件來遠(yuǎn)程控制調(diào)度視頻信息流動。以開啟一場視頻會議為例，首先主會場的會議攝像機接入本級視頻矩陣中，而下級單位的會場畫面通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)傳至視頻云平臺中，雙方會場需要對方畫面，同時主會場要根據(jù)適時情況傳送或者切換多個會場畫面，多點控制優(yōu)點在于既可以同時對兩個平臺的視頻同時調(diào)度，各司其職，又不拘泥于固定物理點位，可以在主會場控制本級視頻傳輸?shù)耐瑫r也可以在控制下級分會場畫面的輪播。在視頻的推送上，可以形成分級推送機制，上級單位傳輸給本級單位多個業(yè)務(wù)視頻資源，本級單位可以根據(jù)下級單位的業(yè)務(wù)屬性和權(quán)限，分類別的傳輸給下級單位，像水庫的“水閘”一樣，逐級對視頻信息池中分流出的視頻信息進行篩選分流。

（四）易于拓展、便于維護

從組建視頻信息池的設(shè)備上來看，整個視頻系統(tǒng)是便于拓展與維護的，無論是組成視頻信息池主干的視頻云平臺或是分支中的海康B20投屏控制設(shè)備，其主要結(jié)構(gòu)以級聯(lián)交換機、輸入輸出板卡為主，如果需要增加減少輸入輸出端口，可直接增加減少相應(yīng)輸入輸出板卡，同時在視頻輸入方式上，可以直接通過板卡上對應(yīng)的HDMI/SDI/DVI等接口進行直連，也可以將通過編碼設(shè)備編碼到視頻網(wǎng)絡(luò)中的視頻信息進行解碼，提取視頻資源，通過視頻遠(yuǎn)傳器將?？礏20設(shè)備中需要共享的視頻資源遠(yuǎn)傳至視頻矩陣中，再由視頻矩陣轉(zhuǎn)發(fā)至視頻云平臺中，拓展成為視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，此外還可以通過國標(biāo)28181協(xié)議來對接其他平臺的視頻流來拓展資源池的規(guī)模。

在維護方面，由于視頻信息池組成結(jié)構(gòu)層次分明，可以根據(jù)視頻資源調(diào)取流動逆向排查，從產(chǎn)生視頻的終端、編碼設(shè)備、視頻線路、視頻平臺接口的順序依次檢查，從而可以快速定位故障點位，更換故障的傳輸設(shè)備而后重新配置參數(shù)接入到視頻信息池即可。

四、存在的不足

（一）信息安全性

無論是何種信息數(shù)據(jù)中心，信息安全性是重中之重，視頻信息池更是如此，與普通信息資源池實現(xiàn)安全性的相同之處是：對于登陸控制中心的密碼以用戶權(quán)限要符合相關(guān)復(fù)雜性要求，實現(xiàn)的具體方式是對數(shù)據(jù)庫的加密以及數(shù)據(jù)的存取安全校驗。

視頻資源與之不同的是，其一對硬件安全性要求較高，如果機房安防措施不足，對于視頻綜合平臺上的輸入輸出有可能被竊取到其他線路中，同時對于通過編碼器遠(yuǎn)傳到視頻網(wǎng)絡(luò)上的視頻流來講，其密碼復(fù)雜性程度也是風(fēng)險之一;其二對不同級別權(quán)限的視頻資源統(tǒng)一接入視頻信息池內(nèi)，由于視頻資源的特殊性，視頻終端傳輸?shù)囊曨l流一般都是明文狀態(tài)，極易造成普通用戶賬號泄露被盜取導(dǎo)致關(guān)鍵核心視頻信息的泄露;其三是在資源推送上，不同視頻資源信息統(tǒng)一由運維中心調(diào)度，很可能發(fā)生調(diào)度出錯導(dǎo)致非目標(biāo)單位信息傳播，導(dǎo)致信息外泄。

（二）設(shè)備資源限制

雖然組成視頻信息池的各個視頻平臺都支持多種視頻接口和拓展板卡，但是由于各個平臺之間通過級聯(lián)交換機或者視頻線路連接，不能像普通數(shù)據(jù)中心那樣利用可拓展的磁盤陣列來擴大存儲資源空間，其增加的只是視頻資源的種類。

普通數(shù)據(jù)信息池可以適用NAS、DAS等多種技術(shù)連接存儲設(shè)備，其本質(zhì)上是由專用的應(yīng)用服務(wù)器和存儲服務(wù)器兩部分組成，而動態(tài)視頻信息池是缺少了“存儲服務(wù)器”支持的應(yīng)用服務(wù)器，僅靠視頻平臺之間的級聯(lián)交換，從網(wǎng)絡(luò)帶寬、視頻終端接入層面限制了視頻信息池的規(guī)模，同時也形成了多個視頻中轉(zhuǎn)節(jié)點，增加了管理難度。此外在視頻信息池組建上關(guān)鍵一點是跨網(wǎng)組建，而實現(xiàn)這一關(guān)鍵的視頻編碼器價格不菲，如果需要的跨網(wǎng)設(shè)備過多則會造成昂貴的經(jīng)費開支。

（三）備份和恢復(fù)

視頻信息池以動態(tài)形式而存在，其信息都是臨時性的，除去配有硬盤錄像機的網(wǎng)絡(luò)攝像機外，不可能也沒必要將其他視頻資源實時備份，如果對于某一信息資源有相關(guān)需求，只能夠通過錄像軟件錄制來保存視頻信息。對于普通數(shù)據(jù)中心而言，重要數(shù)據(jù)采取雙備份策略，一旦某一數(shù)據(jù)中心發(fā)生故障，能夠直接轉(zhuǎn)移調(diào)用其備份數(shù)據(jù)中心的資源，快捷高效，但是對于視頻信息池而言，由于其采用的是硬件與軟件相結(jié)合的方式組建，分層結(jié)構(gòu)便于小型維護，但是如果組成信息池的某一關(guān)鍵節(jié)點——視頻矩陣故障且無法修復(fù)，與之相連接的各級設(shè)備均會無法調(diào)取資源，對于采用軟件方式接入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息可以備份存儲，在物理層面上由于視頻設(shè)備的特殊性，閑置一臺視頻矩陣作為備份不太現(xiàn)實，即便存在備份設(shè)備，但對于硬件線路的更換也是需要大量的時間，這就導(dǎo)致了視頻信息池一旦發(fā)生整體性硬件設(shè)備故障，其短時間內(nèi)維修恢復(fù)難度很大。

五、提高與改進

（一）配合音頻矩陣

大多數(shù)的視頻資源都伴隨著音頻信息，視頻信息池內(nèi)只包含視頻而沒有聲音，不在視頻信息中包含音頻信息，一是傳輸視頻信息的線路中也只有HDMI、SDI中的少部分支持將視頻與音頻同時編碼傳輸，而是一般視頻綜合平臺沒有音頻輸入輸出與控制，對音視頻信息進行統(tǒng)一調(diào)度匹配也不夠?qū)I(yè)，只能達(dá)到對常規(guī)業(yè)務(wù)視頻畫面的需求，但是對于信息運維的另一個部分視頻會議來說，只有視頻信息還是有所欠缺，視頻會議需要同時傳輸會場畫面與相應(yīng)發(fā)言席音頻，兩者之間需要相互協(xié)調(diào)，所以視頻信息池的基礎(chǔ)上增加數(shù)字音頻矩陣，同時將模擬聲音信號和數(shù)字聲音信號統(tǒng)一接入能夠便捷、直觀的管理音頻信息。

與視頻矩陣一樣，數(shù)字音頻矩陣同樣是以矩陣的方式來對各個音頻信息進行調(diào)度，一方面將視頻輸出終端的視頻信息引接到視頻信息池的同時將此終端的音頻輸出接入到音頻矩陣中，在需要某一視頻資源音頻信號時可以直接在音頻矩陣中控制輸出，另一方面將會以攝像機接入視頻信息池的同時將發(fā)言席的麥克風(fēng)的拾音設(shè)備接入音頻矩陣，可以針對不同會場要求提供專項音視頻保障。使用視頻信息池和數(shù)字音頻矩陣兩大系統(tǒng)分別對視頻、音頻資源進行管理調(diào)度，可以有效解決視頻資源和音頻資源之間相互協(xié)調(diào)配合、統(tǒng)一管理的問題。

（二）規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化、數(shù)據(jù)規(guī)范化對于一個信息中心來說尤為重要，而視頻信息池可以在以下三個方面規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，以提高音視頻調(diào)度準(zhǔn)確性和運行維護設(shè)備工作效率。一是對視頻資源的輸入輸出嚴(yán)格把關(guān)，視頻信息池中普通信息與核心敏感信息共存，既要是普通信息共享，又要核心敏感信息專用，要對視頻信息池的輸出信息嚴(yán)格把關(guān)，普通信息可以自由在視頻信息池中流動，核心敏感信息則需通過專門通道，點對點傳輸;二是對接口有詳盡記錄，對于組成視頻信息池的各視頻綜合平臺輸入輸出接口要有詳盡記錄，在對視頻線路布線的同時區(qū)分視頻類別、線路接口等做好標(biāo)識，這些記錄表和標(biāo)識則是以后視頻線路調(diào)配、設(shè)備故障定位維修的重要參考;三是在軟件層面對視頻資源進行注解，具體來說就是在音視頻調(diào)度平臺如IVMS-4200、小鳥視頻矩陣等軟件平臺上，對各物理接口相應(yīng)視頻資源加以定義和命名，便于操作人員快速準(zhǔn)確的定位推送相關(guān)視頻資源。

六、結(jié)束語

本文從構(gòu)建視頻信息池的基本原理出發(fā)，通過建設(shè)視頻信息池將視頻資源統(tǒng)一匯聚整合，打通了各個網(wǎng)系、平臺之間視頻信息引接、推送的屏障，解決了視頻資源需求部門各自建設(shè)、各自為戰(zhàn)的局面，同時更加方便于運維人員對整個視頻信息資源的管理與維護，針對信息安全性和設(shè)備資源限制等不足之處，根據(jù)具體業(yè)務(wù)需求建設(shè)視頻信息規(guī)模以及不同級別視頻信息的調(diào)度推送，在創(chuàng)建視頻信息池之初一定要先制定好資源引接標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)識線路接口同時預(yù)留擴展空間，在建設(shè)視頻信息池的同時建設(shè)音頻矩陣，有效處理伴隨視頻的音頻信息的同時，通過合理調(diào)度音視頻信息，使不同平臺視頻音頻資源相結(jié)合，充分提高了視頻信息池的兼容性和組合性。

作者單位：左昊? ? 劉鄧? ? 張富淳? ? 武警河北總隊

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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