面对IP化的AV改变

芦伟

如今AV行业的IP化已经由一种概念化的需求逐渐变成了一种实实在在的硬性需求。一些政府项目在进行系统部署时，已经明确要求要基于IP系统；包括教育、军队、医院、酒店、展览展示、轨道交通等不同领域也都在积极加强基于IP的网络监控和跨地区联网管理。IP发展的势不可挡，对国内众多AV厂商提出了转型和调整的需求。尽管目前传统产品仍有一定市场需求，还有着相当不错的利润空间，但是面对未来趋势，厂商必须接受并调整产品及战略布局，以便更好地应对改变。

IP对音频的改变

曾经一度抱着拒绝态度的专业音频从业者，在IP网络强大的影响渗透力及所带来的好处面前，不得不接受IP网络音频大败模拟音频这样一个事实。尽管模拟音频可以达到非常高的品质，有些效果至今网络数字音频也无法达到。为了达到高保真的要求，模拟音频设备对制造工艺和设计要求十分苛刻，因此质量不错的模拟设备价格不菲。

在模拟音频系统中，由于各单元相互独立，音频信号在各个设备之间的传输都是通过音频线缆实现的，大量的音频线缆不但增加了材料成本和施工成本，更重要的是传输过程有可能因为各种干扰导致音频指标劣化，系统可靠性下降。

同时也使得整个系统结构复杂化，建设成本和维护成本也很高。特别是由于系统结构是通过线缆的连接实现的，要改变信号的传输方向，或者改变处理功能，就需要改变连线方式或者增减设备，其灵活性受到很大限制。因此当IP数字网络来临时，其所带来的巨大好处给传统音频行业带来强烈冲击。

与模拟音频相比，IP数字网络音频有什么特点，给行业带来了哪些改变呢？首先，网络数字音频较传统的音频传输系统而言，可以更方便地实现音频信号在不同场合的网络传输，降低系统的安装维护成本，并节省大量昂贵的音频线缆和敷设工程量，售后维护也更加简便；其次，所有音视频信号的传输是以数字形式在以太网上传输，能很好地克服模拟信号传输过程中产生的各种音质劣化现象，而音频信号的传输方向可通过专业软件进行设置，又可以固话在传输器中，待系统设置完成后，即可完全脱离计算机，独立运行，具有很高的灵活性和性价比；第三，如果能建立一个标准化的网络平台，所有的设备都成为网络的一个结点，在任何一个地方都可以按功能需要接入传声器、音箱、调音台和处理设备，并能根据需要任意组织信号路由，这样的音频系统将最大限度满足用户的功能要求。由于所有产品都采用以太网TCP/IP控制技术，由一台电脑对全系统设备集中控制、远程控制就成为可能。通过集中管理和控制，最大化地降低了现场操控的要求，让音频扩声系统的真正无人值守成为了现实。

当然IP网络音频技术也是在不断完善成熟中被逐步接受的。过去网络音频平台普遍存在的网络时延大、交互性不好、功能不够全面、接口板卡多、扩展性不好等缺陷；此外，网络音频刚出来时，有关信号转换、传输协议、网络接口各有不同，不能互联互通，影响到了市场的推广。不过近年来均已得到了很好的解决。

如今的网络音频平台，一般都是具备了多路音频信号的路由、信号处理、设备工作状态的监控、系统冗余备份、工作状态日志、多系统管理调度等功能，这不但保证了系统的可靠性，同时满足了各种音频系统应用的所有需求；从操作界面来看，图形化、模块化等应用形式使得观看更加直观，通过简单地点击、拖拽等即可对系统进行维护使用等，大大降低了应用门槛；如今网络音频平台也逐渐趋向统一，进一步推动了普及的力度。

当前的音响技术已不仅仅是音频系统本身，它还涵盖了视频、中控、灯光等多种技术，因此网络音频平台正在逐步向多媒体平台转变。现在不少企业如东微、魅视捷控、小鸟科技等把视频、音频和控制信号的管理集成在一套系统中，通过网络化、IP化的模式，实现智能会议、协作管理、集中管控。

随着无线网络传输技术和设备的成熟，无线网络音频产品也越来越多。与有线相比，无线可节省大量的布线成本，系统的灵活性也得到了提升，不过其对设备稳定性、安全性、抗干扰能力等的要求也大大提高了。

对于“云”我们已经不陌生了，各种“云”应用层出不穷，云技术具有核心资源自由分配和核心资源可无限扩展的特点，这进一步拓展了网络音频平台的资源整合能力和应用的广泛性及便利性，人们只要拥有了话筒、音箱、网络，即可搭建一套“云”音频系统。现在的云会议，只要支付了相应的费用，即可利用网络音频平台的云服务器来实现。

IP对视频的改变

与音频一样，IP网络对于AV视频的改变也是巨大的，在视频监控方面显得尤其突出。监控是各行业重点部门或重要场所进行实时监控的物理基础，军队、交通、公安的指挥中心、电力调度中心等部门通过它获得有效数据、图像视频等信息，对突发性异常事件的过程进行及时的监视和记忆，用以提供高效、及时地指挥和布置警力、处理案件等。

视频监控系统到目前为止主要经历了三代发展：第一代是模拟系统，第二代是数字系统，第三代是基于IP网络的视频监控系统。在模拟系统中，摄像机需要通过专用同轴线缆输出视频信号，线缆连接到专用模拟视频设备，如视频画面分割器、矩阵、切换器、卡带式录像机及视频监视器等。

受到线缆传输长度、画面分割器、矩阵和切换器的限制，模拟系统一般只能支持本地监控且扩展性十分有限，而且录像质量不高、存储、查询检索起来也十分的不便。从2000年开始，第二代数字系统开始蓬勃发展，考虑到与大量模拟系统的兼容和升级改造，第二代系统并不是纯数字系统，而是一个半模拟半数字的视频监控系统。

从摄像机到数字硬盘录像机DVR仍采用同轴缆输出视频信号，通过DVR支持录像和回放，并可支持有限IP网络访问。由于DVR产品五花八门，没有标准，所以这一代系统是非标准封闭系统，依然存在大量局限。如每个摄像机需要单独安装视频线缆使得布线仍然复杂；扩展也有一定限制，一台DVR一次最多只能管理16个摄像机，如果再多就需要復杂的级联和额外增加软硬件控制。此外管理上也不是很灵活，不能从任意客户机访问任意摄像机，只能通过DVR间接访问。

鉴于二代系统的局限性，全IP视频监控系统出现了，该系统结构简单、布线成本低，所有摄像机都可通过有线或者无线的以太网简单连接到网络，多种信号均可在同一网络上传输，一台工业标准服务器和一套控制管理应用软件就可运行整个监控系统。同时，新增监控点或客户端都非常方便，只需把相关设备接入IP网络即可，IP系统的开放性也使用户可在任何地方，使用多种方式查看监控视频资料，这为用户带来的便利是之前监控系统无法比拟的。

当然，在IP监控发展初期，也遇到了很多困难。如IP监控系统在升级改造模拟系统过程中，模拟视频要经过模数转换、编码压缩、网络傳输、解码、数模转换等若干环节。因为无论什么视频编码算法，都不可避免地会对视频质量造成了损失，加上当时视频编码技术远不成熟，视频经编解码后比原始模拟视频质量要差，同时还存在延迟。再考虑到网络环境不尽如人意，进一步恶化了视频监控的效果。此外发展初期，IP相关产品产量低价格高，因此导致很多客户并不接受。

但随着技术的发展，编解码技术的提高，网络环境的改善，IP已经可以将高清甚至4K视频进行流畅清晰的传输和显示，配合管理方便、扩展性强、简单灵活等种种优势，让IP视频监控系统几乎成为用户在新建监控系统时不加思索的选择。

发展到今天视频监控和传输控制方面已大多实现了IP网络化，只是在后端大屏幕拼接方面，还可以进一步优化。拼接显示控制早期采用的是PCI插卡式，通过工控机，利用一块多屏拼接卡，先将一个完整的视频图像分割成M×N个子视频信号，再将这些子视频信号分别传送给拼接幕墙上的各个对应单元，实现大屏幕显示的目的。虽然是数字化，但由于所有显示任务及系统运行都基于一条PCI总线进行运算处理。

这种图像控制器的处理能力受制于PCI总线带宽的限制，信号处理显示能力极为有限，当拼接屏较大、信号数量较多时基本无法实现全部信号动态实时显示。后来出现了嵌入式，嵌入式拼接控制的工作原理是各个拼接单元拥有独立的视频处理模块，通过矩阵将完整的信号输送到各个单元，并各自进行视频处理实现大屏幕拼接显示的目的。由于是各自处理，所以拼接的单元数理论上可以是无限的。但实际上仍然受限于芯片支持的处理规模和性能。

此外，由于嵌入式是一体化运行，数据交换模块出现问题会导致大屏幕系统黑屏，信号采集模块出现问题，则会导致控制操作混乱。此后IP分布式出现了，这是一个完全基于网络交换架构的并行数据传输与节点化、分散式处理的控制系统。由信号输入处理器和显示输出处理器组成，所有处理器之间通过网线与以太网数据交换机进行连接，每一路信号均是独立通道处理、独立通道传输，通过控制服务器和控制软件进行信号的开窗显示控制。分布式控制系统的各类信号处理器可根据显示墙拼接规模及信号源数量任意选配，具有几乎无限的扩展能力和超强的多种信号接入能力。分布式架构，使其图像处理运算被分散在各处理器中，某一处理器出现故障只影响该路信号或某一单元显示，并不影响整个系统正常运行，并可将任一信号源切换到其他通道进行显示。分布式系统中各类信号处理器均可根据工程扩展需要随时增加，所有增加的处理器均可被自动添加到已有系统，不需对扩展应用进行任何二次开发，降低系统扩展费用。IP分布式近几年发展的很快，仅仅在三年前，嵌入式还是主流，如今分布式控制系统已拼接控制器厂商的主打产品，在此基础上，还出现了云拼接等更新产品。

IP给系统集成商带来的挑战

IP网络化无可置疑的成为整个AV行业的发展趋势，这也给传统AV系统集成商带来了极大的挑战。

传统系统集成商不能再像以前那样只熟悉传统AV产品及运作方式，也需要了解如交换机、网络布线、无线路由、中控、平板电脑等周边相关设备，需要了解网络数据传输模式、智能化控制系统方法等。

工程人员不仅需要有传统的工程施工经验，还需要掌握更多的数字化和网络方面的知识。时代发展要求系统集成商的知识层面更加宽广，知识更新速度更加便捷，合作伙伴也更加丰富。与专业的、对IP网络有深刻理解的系统提供商、产品厂商形成深度战略合作关系变得更为迫切，因为系统集成项目中的每一个子系统或产品都是各个系统和产品厂家在负责，且最好与能提供全线产品的供应商合作，因为这会大大降低项目中出现问题的几率和获得更好的支持。

在IP网络化的进程中，AV行业应用的需求也会处于不断变化之中，不同的用户不同的应用场景需求都不同，系统集成商在满足用户需求的同时，网络化系统的整合能力也显得很重要，只有具备一定的行业需求整合能力，才能够快速持续服务好用户。这种整合通常对于系统集成商而言是需要拥有一个属于自己的网络化系统集成软件平台或行业应用软件系统平台。一旦系统集成商具备拥有自己的网络化软件平台就能够发挥更大的系统集成能力，可以搭接不同的子系统，可以给用户提供更全面、更灵活的解决方案。

传统AV集成商同时必须快速向IT方向发展，因为已经有不少对于IP网络玩得炉火纯青的IT、通讯集成商经向AV行业渗透。当然也不必过于焦虑，即使IP网络化了的AV项目仍然与普通的IT、通讯类的视音频项目不同，具有相当的自身特点，只有行业内积累多年的集成商才能从容应对。现在AV/IT彼此融合、彼此渗透的速度很快，界限不再清晰，所以只有先人一步，才能获得更大市场。可喜的是，我们已看到一批成长迅速的AV集成商突破了原有AV领域，开始朝计算机系统集成、安防的方向发展，向陌生市场出征。