网络传输协议在视频监控系统设计中的运用

曾 明

（临湘市融媒体中心，湖南 岳阳 414300）

0 引 言

在设计基于网络传输协议的视频监控系统时，设计者应充分考虑当前相对成熟的中间件软件技术。目前，如Global IP等公司都开发了基于会话初始协议（Session Initiation Protocol，SIP）标准的多媒体中间件开发包，并且支持主流媒体格式的视频、音频编码和解码进行SIP会话。国内和国外的视频监控软件都采用这些中间件进行信息传导，但是这些中间件都比较昂贵，而且对于基于网络传输协议的视频监控系统设计而言，SIP技术相对比较复杂。结合国内和国外的视频监控系统设计现实状况来看，视频监控主要关注信息传输过程中要格式通用、信号稳定标准以及信息共享，这些也都是目前基于网络传输协议的视频监控系统设计重要的发展趋势。基于不断发展的视频信号平台结构以及在相对开放、灵活的中间件技术支持下实现高效率传导的方式，将会是目前基于网络传输协议技术的视频监控系统设计的解决方案。

1 SIP协议在视频监控系统设计的运用

SIP协议是一种类似于HTTP的信号指令协议，该类协议主要是纯文本协议，相对于二进制的协议而言，这种类型的信号指令比较容易实现读取和运用，但是信号指令的编码效率则比二进制的信号指令协议要差。纯文本的信号指令消息往往要比二进制协议编码的指令体积更大，对于以移动网络为主要技术支持的视频监控系统而言，则会出现呼叫延时的现象，这主要是信号指令协议相对较长导致的。一般而言，SIP协议会提供对编码进行缩编的模式，进而对信号指令进行压缩，但是对于移动网络基础上的监控系统而言，由于移动网络传输目前的局限性，其并不能够明显地改善当前的传输效率，而且压缩信号和指令信号，也会给编码技术带来一定的额外支出[1]。如果考虑在SIP协议基础上对信号的量级进行改善，也会相对高效地传输视频监控的信号和指令，对基于移动网络的视频监控用户体验而言，会有进一步改善。

在当前国内一些视频监控设计厂商的技术视野里，如海康威视、大华等知名的视频监控厂商大多数都有开发自有协议的信号指令包，不过这一类型的协议与这些厂商的硬件结合程度比较高，必须绑定在这些厂商的硬件上，大多数信号封装都十分严格，开放程度和兼容程度都比较低，能够满足的业务类型比较少，对于目前行业深度融合和定制的需求无法进行呼应。由此可见，SIP协议技术对基于网络传输协议的视频监控系统设计的支持还存在不足。

2 VSSP会话协议在视频监控系统设计的运用

具备自主知识产权的VSSP会话协议技术在视频监控系统设计中也有一定的运用。VSSP技术中间件主要是一整套针对视频监控行业的音视频信号的Presence状态服务，对即时的信号、指令信号进行维护管理的核心服务，对目前基于网络传输协议的视频监控系统设计所使用的主流移动终端平台都有支持。VSSP会话协议技术能够通过中间件系统将各种视频监控核心服务进行融合，而且在信号业务板块进行逻辑协同。

视频监控系统往往需要考虑到用户定制、个性化需求，用户会希望系统能满足不同的视频监控应用场景的需求。因此，基于网络传输协议的视频监控系统应该考虑到使用者对其他应用系统的融合。视频监控以用户的业务、需求为核心呈现出新的发展趋势[2]。为了满足目前逐渐复杂的视频用户需求，基于网络传输协议的视频监控系统的技术框架也需要不断演变。当然，无论应用场景如何多元化，在设计的过程中始终应该坚持分层设计和分布式设计的理念，对内部的各类信号传输也应该提供业务接口的模式，这样才能够为视频监控业务的使用者和用户形成对接的平台，这样才能够在传输的过程中形成快速生成、部署等业务方式的视频监控平台。

VSSP多媒体的通信中间件，也正是适应这种分层和分布式设计的需求而产生的一种抽象设计系统。这类系统面向客户端的需求，从而强化了基于网络传输协议的视频监控后台系统服务能力，将一整套的通信服务功能进行整合，这样既可以实现多种应用场景下对于视频监控系统的功能需求，同时又可以实现应用逻辑和UI展示之间的分离。这种开放式的中间软件主要的功能效果就是快速构建起具备融合功能的视频监控和多媒体的通信模式，而且灵活地运用和当前业务应用体系的整合，能够较有效地满足视频监控系统快速建立和分布式设计的用户需求[3]。因此，在基于网络传输协议的视频监控系统设计应用中，VSSP系统比SIP系统更加有效。

3 中间件技术在基于网络传输协议的视频监控系统的设计

第一方面，采取融合为主要特征，推动中间件技术在基于网络传输协议的视频监控系统的设计。从中间件技术的融合逻辑角度考虑，主要就是整合前端设备、核心平台以及客户端口三个大部分。目前，监控设备已经不再是传统的摄录设备，其具备高清摄录的功能，在光纤的传输过程中有智能的判别技术，并且很多视频监控系统也能够采取物联网感知的方式捕捉各种信息，用户对于视频监控系统有更多复杂的需求，在不同的场景下也有更专业化的服务。对于这些现实问题，采取融合的思维运用中间件技术进行设计，是基于网络传输协议的视频监控系统设计的发展趋势。

在这种思想下，多媒体相关的功能集合，也就是中间件技术和信号指令功能集也应该分层设计，在功能设计上要明确各自不同的功能，这也能够促进两种功能相互之间的融合。媒体的中间件在设计的过程中要充分考虑到视频监控信号传输的便捷性，因此在设计中要考虑到流媒体的分发以及数据的转入、存储的方式，信号指令的功能集就需要对系统的指令和交互使用进行统一管理。实际设计过程里，不同的设计者也都应该在服务阵列中进行在线扩充，才能够以简化思维实现业务流畅对接。

在功能类型的划分上，使用者对于视频监控有更加多元化的追求，除了传统的视频监控之外的IP语音通信或者对讲业务外，诸如地理信息系统GIS对接，或者Presence状态服务等，也都是服务过程中可以考虑的重点。在终端业务需求的多元化设计上，即时通信功能也是目前各类信号和指令对接的一项功能目标，将实现基于网络传输协议的视频监控系统能够顺畅地沟通，进而完美实现监控的效果。在设计时，基于此类中间件的设计技术考虑，应该在功能分布式设计基础上，实现通用化网关中间件对于信号流的有效传输，这是运用VSSP系统的关键所在。

第二方面，采用多媒体通信的交换技术推动视频监控系统的设计，这类交换技术分为硬交换和软交换两种类型，主要考虑软交换的运用。软交换作为一种功能的实体，主要是实现下一代网络NGN的实时呼叫功能，这也是下一代网络呼叫控制的核心功能[4]。软交换主要是对传统的远程控制交换机具体功能的实现，关键是对呼叫控制的实现。传统的视频监控的呼叫控制功能主要是和业务结合在一起，也就是不同的业务在呼叫控制方面的功能实现途径有差异，但是在软交换的技术层面上，不需要考虑这一问题，而是实现交换功能的有效化，从而便捷地开展呼叫控制。

软交换技术研究开发下的视频监控综合管理模式，需要对通信协议的特征进行简化[5]。由于基于网络传输协议的视频监控系统相对于电信的通用软交换平台结构更为单一，因此在VSSP的框架下要考虑到通信协议的简化，特别是要对原有的一些视频监控功能里面存在的冗余SIP协议集进行去除，这样才能够在交互传输的过程中将传输节点聚合在业务核心上，大幅度降低原有非必要的数据流转传输，因此需要定义一套更高效率的简化版的通信协议。这类协议要包括信号指令和数据传输两个部分，从而基于VSSP协议构建起新的视频监控会话协议。这个协议具备的特征主要包括以下方面：一是会话控制，其中包括了会话的建立和呼叫保持等功能；二是媒体功能，包括类似SDP的会话媒体描述，或者VSSP信号指令消息；三是信号指令与媒体分离，因为VSSP协议主要是对视频、音频的传输和会话控制进行分离控制，所以可以进行点对点的媒体数据传输；四是B2BUA功能，也就是基于TCP功能的用户代理媒体服务器，能够具备媒体转发功能。这些功能要通过VSSP协议和SIP协议进行转换，从而对设备进行对接。

第三方面，采用事件驱动编程模型进行功能抽象编制。VSSP框架协议的中间件应该对底层的通信和多媒体会话进行抽象构建，从而形成软件组件系统。针对上层应用过程中的客户端UI系统而言，VSSP协议的中间件对于会话控制功能以及底层通信功能的实现，运用操作系统对消息进行函数回调，因此，在这类系统重要安全保障方面，需要实现对接口的安全调用，从而保障应用层的信息安全和数据安全。事件驱动编程也正是以事件作为第一驱动的编程模型，这里的“事件”主要是对异步并发的消息模型的语义。在实际的视频监控业务中，类似PTZ控制或者报警等事件触发是不可控制的，对于事件的响应必然是要第一时间处理，但是如果系统设置没有考虑到信号数据瞬间的增加情形，那么就会出现数据堵塞，大量的事件就不能及时处理，效率十分低下。在客户的端口和服务器的层面上看，客户端口发出大量的事件到服务器上，服务器必须是多线程响应，但是如果每一个线程都出现数据堵塞的现象，那么即便是设计再多的线程也不能够解决这个问题。因此，在考虑这种高并发的事件数据传输的基础上，在设计过程中不仅仅要考虑事件为基础驱动的socket框架，还应该通过事件驱动编程的设计模型，把业务释放到这一流程中，这样才能够在后端服务器上形成更科学的事件驱动架构。

4 结 语

VSSP中间件的软件运用，对基于网络传输协议的视频监控系统的设计有非常积极的意义。该类软件运用通用的解码组件和适配器技术，并且在系统内部网关设置了独立的事件响应处理系统，因此有比较流畅的数据传输解决方案。因此，在基于网络传输协议的视频监控系统设计过程中，设计者应该对系统内的标准和信息进行有效整合与分析，这样既可以保障拿到开发包之后针对个性化的场景需求进行回应，又能够保障系统内部的性能和稳定性不会受到影响。因此，综合考虑网络传输协议基础上的视频监控系统的设计，应该要以科学的方案如VSSP协议等推动其设计和科学运转。