安防界矩阵的未来发展之迷？

                          矩阵的未来发展之迷？ 

                                                           作者：奇迹   QQ：37621164



      
矩阵在安防系统里的主要功能是任意路入到任意路数出的切换，简单来说是一个大型的多路开关阵列，源自于电话线路交换的技术。在安防系统主要是起到多路音/视频入，少路音视频出的重点监控作用，假如我们要对128路视频进行监控，那么就会有以下几方面的问题：
（1）如果用128台21寸监视器对每一路视频进行监控，将占用0.3平方米*128约40个平方，光监视器就需要至少20多万的成本，这些都是非常大的数字；
（2）即便有足够大的面积，而且不计成本，那么夸张一点的说将安排128个去看着这么多视频也是不可能的；
（3）从摄像头的角度来讲，也不是太可能实现全面积覆盖，相当于在这一级就进行了一次切换。
       据上所述，安防一般只能做到重点监控，用尽可能少的摄像头，尽可能少的监视器，尽可能少的监控人员实现最佳的监控效果。那么矩阵就是实现重点监控的核心产品，它所有的功能都是为重点监控这个核心来设计的。通俗的说法就是把所有的音/视频输入通道，根据一定的规律，手工或自动交换到输出通道，安防专业英语里Matrix与Switch差不多是近意词。
       根据电信语音交换的分法，分线路交换与包交换，通过线路交换的产品称为模拟矩阵，即通过交换开关阵列直接连通输入与输出的电路；通过包交换的产品称为数字矩阵，即通过以太网交换机及流媒体（应用层交换机）把输入通道采集进来的视频包转发给一个或多个输出视频端进行输出。
       数字矩阵又分为压缩型与非压缩型的，而普通1000M以太网也只能勉强传输几路非压缩型的D1视频，所以真正的网络矩阵肯定是压缩型的数字矩阵。非压缩型的数字矩阵以博康等厂家为代表，因成本（存储）昂贵，普通民用市场很难普及。压缩型的数字矩阵以宙视达等厂家为代表，是真正基于宽带ADSL/100M/1000M以太网的网络矩阵。
较低成本的8816芯片的出现并引入到安防行业，单芯片实现了16入8出的切换，打造了第一代矩阵即模拟矩阵的金身，使它以总管的身份坐上安防行业的主席位置。几年来，经过多个厂家的不断改进，模拟矩阵有了很大的进步。
（1） 首先实现了手工切换及程序切换、同步切换、群组切换、定时切换、报警联动切换等多种自动切换功能；
（2） 通过多芯片实现了1024入128出的大型切换系统，这是国外很多厂家根本不敢想也不敢卖的产品；
（3） 通过多媒体软件实现了PC进行参数设置、电子地图报警、联机控制等功能；
（4） 在远距离传输方面配上光端机，或近两年出现的在模拟矩阵里加上一台DVS；
（5） 在存储方面配上视频分配器，或所有输入加上环通功能，然后再接硬盘录像机。
       在2005年深圳安防展上算是模拟矩阵的鼎盛时期，从机箱外型设计、路数扩充、多媒体系统等多个方面都有很大的动作，一方面很多潜水的生产型厂家经过前面几年的积累开始直铺市场，另一方面刚入场的新厂家为了争夺市场在产品与市场方面力度都是非常大的。
      市场的需求是千变万化的，到2007年深圳安防展时，模拟矩阵虽不说销声匿迹，但展会上连新的机箱外型都很难找到，取而代之是的宙视达等厂家在数字（网络）矩阵方面的大力宣传，从门口的大拱门、技术研讨会、现场海报及各网站杂志方面铺天盖地的都是数字矩阵的身影。同时在平安城市等大型远距离联网型监控系统中，模拟矩阵相关方案昂贵的成本不说，即便是验收后，从甲方、操作员、到工程商、生产厂家及研发人员，个个都胆战心惊，生怕听到一线的电话，因为联网型的模拟矩阵出错肯定不会是一个点的错，而是一大片或整套系统都瘫痪在那了。
网络矩阵充分利用网络分组交换技术进行音视频数据的交换，主要包括以下几方面的功能：
（1）可以把任意路输入切换到任意路输出（多路数入到少路数出）的手动或自动切换功能，即拥有模拟矩阵的手动切换、自由切换、程序切换、同步切换、群组切换及报警联动切换；
（2）可以在网络局域网或广域网上进行上述手动或自动切换，并可通过网络方便进行多矩阵级联，如宙视达数字矩阵所实现的1108 MON,1201 CAM一条指令即可实现北京12号数字矩阵第8路视频到深圳11号数字矩阵第1号监视器的切换；
（3）可以实现远程历史视频切换的功能，如宙视达数矩阵所实现的1101 MON, 1208 20080225082110 CAM表示把北京12号数字矩阵2008-2-25 08:21:10开始的视频切换到深圳11号数字矩阵第1号监视器的切换；
       广义的网络矩阵是指一整套网络监控系统，并不只是如模拟矩阵一样是一个简单的机箱，市面上较少有普通意义上的独立的网络矩阵产品，其中宙视达的网络矩阵产品方面算是比较权威的行业领袖。所有产品对外的数据接口只有一根网络或一根光纤，可以级联上万路视频，完全的模拟矩阵操作方式。根据不同的功能细分为，模拟入数字出，数字入模拟出，数字入数字出，模拟入模拟出四种不同的类型：
（1）模拟入数字出的编码型数字矩阵
      IPV6HE40、IPV6HF40、IPV6HP64 三种型号，分别为40路D1带存储，40路D1不带存储，64路CIF带存储。
（2）数字入模拟出的解码型数字矩阵
      根据不同的接口方式分为16-32个BNC方式的IPV6HD32、8个VGA/CVBS/HDMI方式的IPV6HW64，BNC方式的是独立画面，VGA方式的每个屏可实现1/4/9/16画面分割，D1与CIF自适应解码。
（3）数字入数字出的流媒体型数字矩阵
      流媒体型数字矩阵的型号为IPV5000，最多支持16-128路D1画质上千组会话的转发，是整个数字矩阵中最核心的部件，宙视达的流媒体型数字矩阵也包括了实时视频转为历史视频即通常说的录像功能（无需再接压缩卡），及历史视频回放为客户端看到的实时流数据即通常说的回放功能。
（4）模拟入模拟出的全能型数字矩阵
       IPV6HA40V8单机40路D1输入，本地40个D1输入，8个D1输出，是一款纯嵌入式D1高清晰度数字网络视频矩阵，可与IPV4000 4/8个独立串口的控制板混合组成一套完善的网络切换系统。
       为了满足各种工程的需求，宙视达数字矩阵不仅在上面所述的实体型数字矩阵，而且在广义的虚拟数字矩阵方面也下足了功夫。一方面推出自主研发生产的D1画质光网络产品。包括一路视频转网络IPV101ENU、四路视频转网络IPV104ENU、四路串口转网络IPV104UNT 三款网络视频相关产品，一路视频转光纤IPV101FNU、四路视频转光纤IPV104FNU、四路串口转光纤IPV104UFT等三款光纤产品，及四路光纤转光纤，四路光纤转网络等两款用于节省大量光纤的光网络产品，这八款产品可以与上述四种数字矩阵完全溶为一体。更重要的是宙视达数字矩阵完全兼容海康的任何一款CIF/D1的DVR/DVS，充分保证工程的现有投资。
       网络矩阵的研发不仅要非常熟悉模拟矩阵，视频压缩、传输、存储、解压，网络交换即多媒体交换方面的等三方面的软硬件技术背景，对这三方面的软件硬件技术进行组合，同时也要有网络矩阵本身的一些创新与突破，实现工程现场真正需要的产品。
       模拟矩阵厂家一直在努力寻找数字（网络）矩阵的发展机会，因为数字化是电子行业的必然发展趋势。有在模拟矩阵里把主CPU换成嵌入式网络控制芯片的数字矩阵，即相当于只能通过网络进行控制的数字（网络）矩阵，视频并不走网络，实质上相当于加强了网络多媒体软件的功能。有在模拟矩阵里加入DVS的功能，一般只能远程实时看一路视频，DVS与模拟矩阵的配合非常有限，还是没能取得突破性的进展。
       DVR生产厂家或集成商也一直在努力寻找，因为每一套系统都会有总控室进行重点监控的需求。有通过网络监控平台实现解码上电视墙的，但很少有实现控制键盘进行普通模拟矩阵的功能，比如群组或程序切换。海康在数字矩阵方面做了不少工作，但实际工程现场却用得不是很多，偏向于单机非压缩数据的卡间传递及多画面分割。在DVR里加入模拟矩阵的8816切换芯片进行本机D1切换输出倒是一个效大的突破，这也就意味着单台DVR或几台DVR的本地切换不再需要模拟矩阵，这或许也是业界担心DVR的功能增强会替代模拟矩阵的原理。
      无独有偶的是多媒体交换机厂家也在争这块市场，H3C是比较典型的。华为与3COM两家电信界的巨头联姻成立的H3C竞也切入了安防市场，也是从数字矩阵起点开始做，不仅有电信背景，而且有海思的视频压缩芯片做支撑。但它也正受制于这两点，在图像的兼容性方面虽然是标准H.264，但以它的背景却不太愿意兼容它家的产品。另一方面模拟矩阵或DVR相关的一些行业知识消化也还需要一段时间吧。一个典型的现象是广西等一些工程部署完H3C的产品后，满世界去找对应的网络控制键盘，这标志着它离客户的实际需求还有一段距离。
       宙视达的多个核心研发人员，不仅有模拟矩阵、压缩算法、视频板卡、网络监控平台、110/112//119报警系统、网络停车场系统等安防方面的技术背景，而且有ERP信息系统、电信多媒体交换机、3G交换平台、GPS/GIS等软件、硬件与结构方面的背景。在研发过程中的一个重要现象是，代码不是越来越多，而是越来越少，经过一年多的研发，最后留下的代码不到所有代码的三分之二。很多的处理逻辑高度抽象，使得完全通过普通的模拟矩阵控制键盘就可以指挥上千路的大型远程监控系统。在富士康的总控室，一路视频同时输出到32个21寸监视器，一个16分屏42寸大屏幕及JSUP本地16分屏共64个画面时，大家都真正体会到了模拟矩阵与数字矩阵的差距。
       网络矩阵的诞生最终将全面取代模拟矩阵的市场地位。如同数字电视与模拟电视一般，但真正取代的速度却没那么快，而且肯定会晚于模拟电视的退出时间。那么安防业也将长期处于数模混合的市场环境，但同一个工程采用数模混合的技术方案会越来越少，模拟矩阵只会存在于低端市场。
       DVR与模拟矩阵的关系在两个产品一成形时就是一对孪生兄弟，一个有录像存储功能，一个有切换功能，但模拟矩阵略先于DVR。DVR的发展能极大的推动矩阵的发展，一方面DVR曾在过去几年里加快过模拟矩阵的发展，但同时也加快模拟矩阵的退出；另一方面会加快数字矩阵的发展，DVR作为模拟矩阵的“输入板”，历史视频的“输入板”，在某些工程里本身就是数字矩阵的一部分。所以DVR也不会取代数字矩阵，它们是个体与整体的关系，有切换功能的DVR就相当是一种特殊的数字矩阵产品形态，所以加上切换功能的DVR（数字矩阵）会从取代模拟矩阵。海康的DVR自带的功能是在DVR里含了模拟矩阵功能，也只能说替换单个的小路数模拟矩阵。
       在过去几年的平安城市建设过程中，以光端机+模拟矩阵+硬盘录像机的组合方案占领了主要市场。但随着多级监控的市场需求日趋强烈，模拟矩阵的不足之处渐露，工程的成本要求也越来越高，中间通过视频服务器DVS/网络硬盘录像机NDVR的方案也越来越暴露了一些不足之处。如宙视达的光网络接入单元（FNU）加数字矩阵方案的出现，全D1画质保证了视频质量，可级联的“光端机”更是节省了大量的光纤或线材成本。数字矩阵在平安城市必将大行其道，只有数字矩阵才能真正实现低成本远距离的大型公共安全管理平台。
       目前投入大量成本建立的摄像机、高速球、硬盘录像机只是做了一些基本的数据采集工作，数字矩阵才能实现深度加工，实现重点监控。模拟矩阵的发展从芯片级竞争，到功能级竞争，到外型级竞争，最后步入了价格级竞争，它的使命已基本完成。
       数字矩阵的在公共技术平台方面受限于网络速度或者说压缩算法，这个因素对于大部分厂家来说只能全面开发与利用现有的资源；在主观上来说受限于软件的及人才，数字矩阵在芯片与算法级的竞争也越来越远，功能方面奇迹般的出了空白的竞争领域，外型方面因产品本身的特性并不会有太大的区别，在高度集成化方面的工作也是竞争的热点，目前基本上没有可以竞争的同质产品。随着生物智能识别技术的进步，数字矩阵智能化是一个必然的发展方面，因为重点监控才是数字矩阵存在的真正理由，宙视达在这方面已经投入了大量的经费研发带生物识别技术的智能矩阵，预计年底就可量产。
对联一：
     横批：宙视达万门级网络视频监控解决方案研讨会
     左联：数千颗芯片芯芯相连以产业报国；
     右联：上万个终端点点相通以科技强警；
对联二：
     横批：宙视达120路数字网络矩阵产品发布会
     左联：网络分组交换技术倡导产品新革命；
     右联：网格计算体系结构引领行业新潮流；
对联三：
     横批：宙视达数字智能矩阵同创公共安全
     左联：欲穷千里宙视达数字矩阵展身手；
     右联：众里寻它宙视达智能矩阵显神通；
       这是宙视达在07年深圳安防展会上准备的三套对联。从侧面说明数字矩阵的功能与发展方面，也顺路弘扬一下中国的传统文化。本文系作者原创文章（QQ：37621164），其中观点仅供参考。

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