視頻信息池的建設與運維分析

左昊　劉鄧　張富淳

摘要：基于現在網絡信息化時代的發展和網絡帶寬的大幅度提高，信息的傳遞方式也由傳統的紙質媒介轉移到現今發達的網絡傳輸媒介上，信息的主體也逐漸從文字過渡到語音再到現在的視頻圖像，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鍵，本文重點闡述如何構建視頻信息池的主要思路，并從建設和運用視頻信息池的優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，現代各行各業的正常運轉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，準確的調度、推送視頻信息成為關鍵。通過建設視頻信息池，統一視頻接入標準和規范的同時將各類視頻資源引接匯聚至信息池內，對各類視頻信息進行集中管控，而后根據不同視頻信息的屬性類型進行合理劃分，最后根據實際業務需求統一調度，適時推送相關視頻畫面，能夠有效提高運維保障能力，達到有力信息支撐的目的。

二、如何構建視頻信息池

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，視頻信息分為靜態信息和動態信息，靜態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據庫中，在使用時按需索引，取出相關數據信息即可，而動態視頻信息是實時視頻信息，無法事先存儲而后調用，所以如何對動態視頻信息的引接、管理和推送提出了更高的要求。

構建視頻信息池，就是將這些動態的、實時的視頻信息通過網絡、無線、衛星等信息傳輸手段匯聚到同一個信息池內，這個信息池是動態變換的，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用對方的資源，通過這種結合將兩者關聯起來，這種結合不僅只限制于兩臺設備，可以通過不斷的擴展級聯其規模，成為視頻信息聚集的“水池”，同時在視頻的采集輸入方面，可以通過視頻遠傳器將本地視頻信息遠傳至平臺的輸入輸出，構建起一張視頻信息“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備的輸入，共同構成一個動態更新的視頻信息池。在視頻信息池的使用上，可以采用電視墻設備與控制軟件如?？礏20設備和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設備的輸入端，同樣可以以B20設備的輸出端引接電視墻或者是遠傳視頻矩陣，而后通過電視墻軟件進行視頻調度可視化操作，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，視頻信息在池內不斷“流動”，至此達到了視頻信息池的“開源”、“存儲”、“飲取”三大步驟。

三、建設視頻信息池的優勢

（一）資源整合，有效管理

建設視頻信息池的一大優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絡信息運維人員提供了便捷。對于視頻資源需求的事業部門而言，融入視頻信息池更有利于提高工作效率，只需創建好自身業務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務需求，向運維部門提供相關的視頻調度，無須關注這些資源的來源、引接、管理等具體實現內容，只關注所需視頻資源。對于信息運維部門而言，可以起到統一管理的目的，對于一個組織機構而言，可以產生視頻資源的終端是多種的，對于各個部門機構，相互之間的業務存在交叉部分，這時需要相互調取對方資源以供參考和使用，運維部門通過創建專門的視頻線路來傳輸相關業務視頻資源，接入到視頻管控平臺并根據業務部門需求適時調整資源的接入和推送，能夠有效解決各業務部門對相關視頻資的點對點臨時性需求，解決各自為戰的狀況，可以起到統一規劃視頻資源引接，統一調度、管理各個事業部門提供的視頻資源的目的。

（二）跨網組建、靈活接入

視頻信息的引接，不同于其他數據流之間的傳遞，必須建立相同的傳輸節點，以網絡為例，在網絡隔離或者沒有配置路由的情況下只有在同一網段內的數據才能夠自由流動，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，視頻信息從信息池內通過視頻線路傳輸到顯示大屏上，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建信息池來講，不同程度的會涉及不同網系不同平臺數據的讀取存儲，也許能通過制定相同標準數據格式來解決不同平臺數據存儲使用，但是對于相互隔離的網絡來說，只能分別在各自網系建立信息池。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，則可以考慮通過網絡傳輸方式傳遞視頻信息。通過網絡傳輸視頻信號相對于視頻信息池所在網絡分為同種網絡傳輸和異種網絡傳輸，在同種網絡傳輸情況下，網絡視頻設備可以直接添加到視頻云平臺中，視頻終端設備通過視頻編碼器將視頻信息編碼為網絡信號源，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;在異種網絡情況下，視頻信息池所在網絡不可達，如果終端設備與視頻平臺距離較近，則不用接入任何網絡，通過一對視頻遠傳器通過網線將視頻進行定點傳輸，如距離較遠，則需要用考慮現有網絡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備的控制，便可以對視頻信息池中的視頻數據加以調度，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絡而存在，借助于網絡可以通過相關軟件來遠程控制調度視頻信息流動。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絡遠傳至視頻云平臺中，雙方會場需要對方畫面，同時主會場要根據適時情況傳送或者切換多個會場畫面，多點控制優點在于既可以同時對兩個平臺的視頻同時調度，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的同時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務視頻資源，本級單位可以根據下級單位的業務屬性和權限，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備上來看，整個視頻系統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?？礏20投屏控制設備，其主要結構以級聯交換機、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的HDMI/SDI/DVI等接口進行直連，也可以將通過編碼設備編碼到視頻網絡中的視頻信息進行解碼，提取視頻資源，通過視頻遠傳器將?？礏20設備中需要共享的視頻資源遠傳至視頻矩陣中，再由視頻矩陣轉發至視頻云平臺中，拓展成為視頻網絡系統，此外還可以通過國標28181協議來對接其他平臺的視頻流來拓展資源池的規模。

在維護方面，由于視頻信息池組成結構層次分明，可以根據視頻資源調取流動逆向排查，從產生視頻的終端、編碼設備、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，更換故障的傳輸設備而后重新配置參數接入到視頻信息池即可。

四、存在的不足

（一）信息安全性

無論是何種信息數據中心，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安全性的相同之處是：對于登陸控制中心的密碼以用戶權限要符合相關復雜性要求，實現的具體方式是對數據庫的加密以及數據的存取安全校驗。

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傳到視頻網絡上的視頻流來講，其密碼復雜性程度也是風險之一;其二對不同級別權限的視頻資源統一接入視頻信息池內，由于視頻資源的特殊性，視頻終端傳輸的視頻流一般都是明文狀態，極易造成普通用戶賬號泄露被盜取導致關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一由運維中心調度，很可能發生調度出錯導致非目標單位信息傳播，導致信息外泄。

（二）設備資源限制

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交換機或者視頻線路連接，不能像普通數據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。

普通數據信息池可以適用NAS、DAS等多種技術連接存儲設備，其本質上是由專用的應用服務器和存儲服務器兩部分組成，而動態視頻信息池是缺少了“存儲服務器”支持的應用服務器，僅靠視頻平臺之間的級聯交換，從網絡帶寬、視頻終端接入層面限制了視頻信息池的規模，同時也形成了多個視頻中轉節點，增加了管理難度。此外在視頻信息池組建上關鍵一點是跨網組建，而實現這一關鍵的視頻編碼器價格不菲，如果需要的跨網設備過多則會造成昂貴的經費開支。

（三）備份和恢復

視頻信息池以動態形式而存在，其信息都是臨時性的，除去配有硬盤錄像機的網絡攝像機外，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。對于普通數據中心而言，重要數據采取雙備份策略，一旦某一數據中心發生故障，能夠直接轉移調用其備份數據中心的資源，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合的方式組建，分層結構便于小型維護，但是如果組成信息池的某一關鍵節點——視頻矩陣故障且無法修復，與之相連接的各級設備均會無法調取資源，對于采用軟件方式接入系統的數據信息可以備份存儲，在物理層面上由于視頻設備的特殊性，閑置一臺視頻矩陣作為備份不太現實，即便存在備份設備，但對于硬件線路的更換也是需要大量的時間，這就導致了視頻信息池一旦發生整體性硬件設備故障，其短時間內維修恢復難度很大。

五、提高與改進

（一）配合音頻矩陣

大多數的視頻資源都伴隨著音頻信息，視頻信息池內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一調度匹配也不夠專業，只能達到對常規業務視頻畫面的需求，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發言席音頻，兩者之間需要相互協調，所以視頻信息池的基礎上增加數字音頻矩陣，同時將模擬聲音信號和數字聲音信號統一接入能夠便捷、直觀的管理音頻信息。

與視頻矩陣一樣，數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言席的麥克風的拾音設備接入音頻矩陣，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字音頻矩陣兩大系統分別對視頻、音頻資源進行管理調度，可以有效解決視頻資源和音頻資源之間相互協調配合、統一管理的問題。

（二）規范標準

標準統一化、數據規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范標準，以提高音視頻調度準確性和運行維護設備工作效率。一是對視頻資源的輸入輸出嚴格把關，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格把關，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分視頻類別、線路接口等做好標識，這些記錄表和標識則是以后視頻線路調配、設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，對各物理接口相應視頻資源加以定義和命名，便于操作人員快速準確的定位推送相關視頻資源。

六、結束語

本文從構建視頻信息池的基本原理出發，通過建設視頻信息池將視頻資源統一匯聚整合，打通了各個網系、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、各自為戰的局面，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備資源限制等不足之處，根據具體業務需求建設視頻信息規模以及不同級別視頻信息的調度推送，在創建視頻信息池之初一定要先制定好資源引接標準，標識線路接口同時預留擴展空間，在建設視頻信息池的同時建設音頻矩陣，有效處理伴隨視頻的音頻信息的同時，通過合理調度音視頻信息，使不同平臺視頻音頻資源相結合，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

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