淺談安防監(jiān)控視頻傳輸技術(shù)

1、淺談安防監(jiān)控視頻傳輸技術(shù)良好的視頻傳輸設(shè)計(jì)是監(jiān)控系統(tǒng)非常重要的一部分，如果建設(shè)一套好的監(jiān)控系統(tǒng)，但是沒有良好的傳輸系統(tǒng)，最終在監(jiān)視器上看到的圖像將無法令人滿意。根據(jù)“木桶法則”，最終的圖像質(zhì)量將取決于整個(gè)系統(tǒng)中最差的一環(huán)，而這最差的一環(huán)往往就是傳輸系統(tǒng)。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，由五大部分組成：視頻采集系統(tǒng)、視頻傳輸系統(tǒng)、視頻切換管理系統(tǒng)、視頻顯示系統(tǒng)、視頻錄像系統(tǒng)。視頻采集系統(tǒng)主要是完成對(duì)前端圖像信號(hào)的獲??；視頻傳輸控制系統(tǒng)完成對(duì)前端圖像信號(hào)的傳送和控制通信；視頻切換管理系統(tǒng)完成對(duì)圖像信號(hào)的切換控制和資源分配；視頻顯示系統(tǒng)完成對(duì)前端圖像信號(hào)的終端設(shè)備輸出；視頻錄像系統(tǒng)完成對(duì)前端圖像信號(hào)的長(zhǎng)延時(shí)

2、存儲(chǔ)和回放。   在系統(tǒng)工程中，良好的視頻傳輸設(shè)計(jì)是監(jiān)控系統(tǒng)非常重要的一部分。如果建設(shè)一套好的系統(tǒng)，選用的都是高指標(biāo)、高畫質(zhì)的攝像機(jī)、鏡頭、監(jiān)視器、錄像機(jī)，但是沒有良好的傳輸系統(tǒng)，最終在監(jiān)視器上看到的圖像將無法令人滿意。根據(jù)“木桶法則”，最終的圖像質(zhì)量將取決于整個(gè)系統(tǒng)中最差的一環(huán)，而這最差的一環(huán)往往就是傳輸系統(tǒng)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝人員必須根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的傳輸方式、高質(zhì)量的傳輸線纜、專用連接頭和設(shè)備、并按專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝，才能達(dá)到理想的傳輸效果。   常見的幾個(gè)視頻傳輸方式介紹同軸電纜傳輸    通過同軸電纜傳輸視頻基帶信號(hào)：視頻基

3、帶傳輸是指從攝像機(jī)至控制臺(tái)之間采用視頻同軸電纜傳輸標(biāo)準(zhǔn)的06M視頻信號(hào)?；鶐鬏敺绞降膬?yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單；在短距離范圍內(nèi),失真小、附加噪聲低(系統(tǒng)信噪比高)；不必增加諸如調(diào)制器、解調(diào)器等附加設(shè)備。缺點(diǎn)是傳輸距離不能遠(yuǎn)、一根同軸電纜只傳送一路電視信號(hào)、抗干擾能力差等。一般說，大多數(shù)電視監(jiān)控系統(tǒng)攝像機(jī)與控制臺(tái)間的距離都不會(huì)太遠(yuǎn),所以視頻基帶傳輸是最常用的傳輸方式。    視頻基帶傳輸中傳輸線采用同軸電纜,如型號(hào)為SYV-75-5(國(guó)產(chǎn))。其中7 5表示該種電纜的特性阻抗為75,5表示芯線線徑。如果傳輸距離較遠(yuǎn),為了減小信號(hào)衰減,還可選用SYV-75-7或SYV-75-9的電纜。&#

4、160;   在視頻傳輸系統(tǒng)中,攝像機(jī)的輸出阻抗為75不平衡方式,而控制臺(tái)及監(jiān)視器的輸入阻抗也為75不平衡方式,故為了整個(gè)系統(tǒng)的阻抗匹配,其傳輸線也必須采用75的特性阻抗。否則在系統(tǒng)中出現(xiàn)了阻抗不匹配的情況,信號(hào)就會(huì)產(chǎn)生失真。有時(shí)由于阻抗不匹配可能會(huì)產(chǎn)生寄生振蕩(特別是會(huì)產(chǎn)生以視頻信號(hào)的行同步頭為基頻的高次諧波振蕩),這將嚴(yán)重影響圖像的質(zhì)量。有時(shí)雖然從表面上看傳輸線用的是75特性阻抗的同軸電纜,但由于電纜質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)或其它原因,仍會(huì)產(chǎn)生失配現(xiàn)象導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降。在傳輸距離較遠(yuǎn)時(shí)(幾百米以190 Forum of Authority權(quán)威論壇上)這種情況更易發(fā)生。因而在實(shí)際工程中,根據(jù)

5、傳輸過程中出現(xiàn)的失配情況,往往需要在攝像機(jī)的輸出端串接幾十歐姆的電阻后再接至電纜線上,或在控制臺(tái)或監(jiān)視器輸入端并聯(lián)75電阻以滿足匹配的要求?？傊?由于阻抗不匹配而產(chǎn)生的圖像質(zhì)量下降問題,對(duì)較遠(yuǎn)距離的視頻傳輸，特別需要注意。    通過同軸電纜傳輸射頻信號(hào)：射頻信號(hào)是指將視頻信號(hào)調(diào)制到一定的頻率上進(jìn)行傳輸，也就是采用有線電視的傳輸方式，通常所講的“一線通”、“共纜傳輸”、“寬頻傳輸”等就是采用此技術(shù)。    采用該技術(shù)特別適合于監(jiān)控點(diǎn)較多和相對(duì)集中、距離較遠(yuǎn)的系統(tǒng)，采用該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是布線簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)。缺點(diǎn)是需增加調(diào)制器、混合器、線路寬帶放大器、解調(diào)器

6、等傳輸部件,而這些傳輸部件會(huì)帶來不同程度的信號(hào)失真,并且會(huì)產(chǎn)生交擾調(diào)制與相互調(diào)制等干擾信號(hào)；同時(shí),當(dāng)遠(yuǎn)端的攝像機(jī)相對(duì)分散時(shí),也需要分支傳輸線將各支路射頻信號(hào)傳送至主干線,再經(jīng)混合器混合后傳送至控制中心,以上這些會(huì)使傳輸系統(tǒng)的造價(jià)升高。另外，在某些廣播電視信號(hào)較強(qiáng)的地區(qū)還可能會(huì)與廣播電視信號(hào)或有線電視臺(tái)的信號(hào)產(chǎn)生互相干擾等。    此種傳輸方式適合在遠(yuǎn)距離的同一方向上集中有多臺(tái)攝像機(jī)的情況下采用。淺談安防監(jiān)控視頻傳輸技術(shù)光纜傳輸方式    光纖其結(jié)構(gòu)類似于同軸電纜，由芯線、包層和防護(hù)層組成。光纖的截面尺寸以微米標(biāo)識(shí)，生產(chǎn)工藝要求很高，光纖需要包在高抗拉強(qiáng)度

7、的外套內(nèi)才能在工程中使用，每根光纜內(nèi)可以有多芯光纖。    當(dāng)視頻信號(hào)需要有線傳送時(shí)，如1000m以上，則都需要采用光纖進(jìn)行傳輸。光纖傳輸具有非常高的帶寬、低的損耗，高信噪比、低失真、抗干擾能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，對(duì)電磁噪聲極不敏感，是目前為止最理想的傳輸介質(zhì)。尤其是不受幅度畸變影響的高數(shù)據(jù)率數(shù)字視頻信號(hào)，在遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中傳輸，無一例外使用了光纖。光纖傳輸?shù)囊粋€(gè)最突出優(yōu)點(diǎn)就是低損耗，也就是傳輸?shù)木嚯x遠(yuǎn)?，F(xiàn)代的工藝水平已達(dá)到光纖的衰減率為1.0dB/每公里以下,優(yōu)于同軸電纜衰減率的幾十上百倍。    光纖傳輸使用紅外波作為視頻信號(hào)的載波，模擬視頻信號(hào)的光纖傳

8、送采用密度調(diào)制和頻率調(diào)制方式，即用視頻信號(hào)直接調(diào)制發(fā)光設(shè)備的發(fā)光功率，這一步驟由光發(fā)射機(jī)完成，光接收機(jī)則進(jìn)行相應(yīng)的解調(diào)接收工作。利用光纖傳輸?shù)脑O(shè)備如有光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)（工程上通稱光端機(jī)）、光放大器、光分支分配器等，以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程或網(wǎng)絡(luò)視頻信號(hào)傳送。   在電視監(jiān)控系統(tǒng)中使用光纜傳輸圖像信號(hào)，將大大提高圖像質(zhì)量，光纜的傳輸性能和多功能是同軸電纜所無法相比的。    光纜傳輸?shù)闹饕攸c(diǎn)：    遠(yuǎn)距離傳輸圖像信號(hào)。目前單模光纖在波長(zhǎng)1.31m或1.55m時(shí)光速的低損耗窗口,每公里衰減可做到0.20.4dB(或以下),是同軸電纜每公

9、里損耗的1%。模擬光纜多路視頻傳輸系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)2Okm無中斷傳輸,這個(gè)距離基本上能滿足超遠(yuǎn)距離的視頻信號(hào)傳輸。視頻信號(hào)如要求遠(yuǎn)距離視頻同軸電纜傳輸，由于同軸電纜衰減大,所以都會(huì)增設(shè)視頻信號(hào)補(bǔ)償放大器，放大器的有效距離一般為數(shù)佰米（如500m，按設(shè)備廠家不同會(huì)有差異）,并一般不建議多級(jí)放大，如果距離真的過長(zhǎng)還是采用光纖傳輸較好。    傳輸容量大。最先進(jìn)的光纖多路電視傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)念l率范圍已由40550MHz擴(kuò)展到40862MHz?？梢酝ㄟ^一根光纜傳輸幾十路以上的視頻信號(hào)。如果采用多芯光纜,則容量成倍增長(zhǎng)。    傳輸質(zhì)量高。由于光纜傳輸不像同軸電纜那樣需要

10、中繼放大器,因而沒有噪聲和非線性失真疊加。光頻噪聲以及光纜傳輸系統(tǒng)的非線性失真很小,使得光纜多路視頻傳輸系統(tǒng)的傳輸信號(hào)信噪比、交調(diào)、互調(diào)等性能指標(biāo)都較高。加上光纜系統(tǒng)的抗干擾性能強(qiáng),基本上不受外界的影響,從而保證了傳輸信號(hào)的質(zhì)量。    保密性能好。光纜多路電視傳輸系統(tǒng)的保密性能好,傳輸信號(hào)不易被竊取。因此,適于保密系統(tǒng)使用。同時(shí),光纜傳輸不受電磁干擾,適合于有強(qiáng)電磁干擾和電磁輻射的環(huán)境。    光纜傳輸?shù)男问剑?#160;   光纜傳輸有三種形式：    調(diào)頻(FM)光纜傳輸：調(diào)頻光纜傳輸可傳輸多頻道高質(zhì)量信號(hào),且傳輸距離

11、遠(yuǎn)。例如,美國(guó)吉爾德公司的RF-700型FM光纜傳輸系統(tǒng),一根光纜可傳輸16路電視信號(hào),傳輸距離達(dá)4Okm。    數(shù)字光纜傳輸：數(shù)字光纜傳輸系統(tǒng)無中繼噪聲積累,無任何交互調(diào)失真,在非常長(zhǎng)的距離上仍能保持很好的圖像質(zhì)量。一根光纖能傳輸68路電視信號(hào)。數(shù)字光纜傳輸技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展還需要加強(qiáng)數(shù)字壓縮技術(shù)的研究。    多路調(diào)幅 (AM) 光纜傳輸：該系統(tǒng)是一種殘留邊帶調(diào)幅光纜傳輸系統(tǒng),一般的AM光纖可傳輸40個(gè)頻道,且性價(jià)比高,發(fā)展很快,目前已廣泛應(yīng)用于有線電視系統(tǒng)中。它是電視監(jiān)控系統(tǒng)中一種很好的傳輸模式。    網(wǎng)絡(luò)型數(shù)字化電視監(jiān)控系統(tǒng)

12、    未來的網(wǎng)絡(luò)型安防系統(tǒng),主干技術(shù)將會(huì)完全以基于IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和光纖技術(shù)為主導(dǎo)。資源共享、快速反應(yīng)、及時(shí)應(yīng)對(duì)、有效處理已經(jīng)成為安防行業(yè)的新要求。視頻監(jiān)控可以應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)、本地、遠(yuǎn)程、無人、不定時(shí)等多種手段，布線則有總線、星型、樹型、環(huán)型、綜合型等多種類型，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)授權(quán)互動(dòng)共享、行動(dòng)協(xié)同配合,這都將是未來安防產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。    網(wǎng)絡(luò)型數(shù)字化電視監(jiān)控系統(tǒng)中需使用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)來采集圖像信息，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是指可直接接入網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(Network Camera 或LANCamera)。它包含有CPU,并由編解碼芯片完成對(duì)圖像及聲音的壓縮和動(dòng)態(tài)錄像的回放。此類攝

13、像機(jī)拍攝的圖像既可傳送給個(gè)人電腦,也可以加到 Web站點(diǎn)的主頁(yè)上,或者附在電子郵件中發(fā)送,故也被稱為Web攝像機(jī)。它將是未來應(yīng)用的主流。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可在任何TCP/IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中即插即用,通過 Internet或LAN網(wǎng)作實(shí)時(shí)影像傳送,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端監(jiān)控。    通過局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)是將傳統(tǒng)的CCTV監(jiān)控系統(tǒng)融入到LAN中,系統(tǒng)將攝像機(jī)攝取的模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像壓縮信號(hào),通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸,并使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的計(jì)算機(jī)都能成為監(jiān)控終端,不受地域的限制。系統(tǒng)還通過添加視頻服務(wù)器實(shí)現(xiàn)與模擬系統(tǒng)的連接，系統(tǒng)通過客戶工作站和軟件配置即可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控和對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理。 

14、   數(shù)字視頻服務(wù)器。每個(gè)視頻服務(wù)器是模擬CCTV設(shè)備到LAN間的接口，其又可分為視頻編碼器和視頻解碼器。在監(jiān)控前端，模擬攝像機(jī)的視頻輸出、云臺(tái)和鏡頭的控制信號(hào)、模擬音頻信號(hào)及其它信號(hào)（如報(bào)警信號(hào)）為了能在網(wǎng)絡(luò)上傳輸,需要視頻編碼器對(duì)各信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化和壓縮，并按網(wǎng)絡(luò)協(xié)議要求上傳網(wǎng)絡(luò)。在實(shí)際應(yīng)用中，用戶可按要求不同，采用具有相應(yīng)圖像數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)的視頻編碼器。而在終端,數(shù)字視頻解碼器對(duì)壓縮的編碼信號(hào)（包括視頻、音頻、報(bào)警信號(hào)等）進(jìn)行實(shí)時(shí)解碼,可實(shí)現(xiàn)電視墻和報(bào)警聯(lián)動(dòng)等功能。    多個(gè)數(shù)字視頻服務(wù)器之間利用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信,并且預(yù)分配公用信息。  &#

15、160; 就整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控，系統(tǒng)還會(huì)有設(shè)備管理、圖像存儲(chǔ)回放管理、圖像轉(zhuǎn)發(fā)管理、預(yù)置視頻報(bào)警記錄、視頻動(dòng)態(tài)檢測(cè)、視頻丟失檢測(cè)，甚至智能視頻分析等功能。    客戶工作站。它是操作和管理的終端,有友好的用戶界面,通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)即可完成操作監(jiān)控。在每個(gè)客戶工作站上用戶可控制系統(tǒng)內(nèi)的攝像機(jī),可以執(zhí)行報(bào)警/動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)/記錄控制功能,還可以遠(yuǎn)程訪問網(wǎng)絡(luò)的管理功能。    網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器。它是為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（客戶工作站、視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等）和信息流設(shè)計(jì)的,用于用戶、設(shè)備和數(shù)據(jù)管理。在其控制下,LAN用戶在訪問監(jiān)控服務(wù)器前須先注冊(cè),注冊(cè)包括攝像機(jī)的使用限制、控制限制、

16、優(yōu)先級(jí)、信息路由分配等。    微波傳輸    微波傳輸是解決幾公里甚至幾十公里不易布線場(chǎng)所的監(jiān)控傳輸?shù)慕鉀Q方式之一。采用調(diào)頻調(diào)制或調(diào)幅調(diào)制的辦法，將圖像搭載到高頻載波上，轉(zhuǎn)換為高頻電磁波在空中傳輸。其優(yōu)點(diǎn)是：省去布線及線纜維護(hù)費(fèi)用，可動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)傳輸廣播級(jí)圖像。其缺點(diǎn)是：由于采用微波傳輸，頻段在1 G H z以上，常用的有L波段（1 . 02 . 0 GHz）、S波段（2.03.0GHz）、Ku波段（1012GHz）,傳輸環(huán)境是開放的空間很容易受外界電磁干擾；微波信號(hào)為直線傳輸，中間不能有山體、建筑物遮擋；Ku波段受天氣影響較為嚴(yán)重，尤其是雨雪天氣會(huì)有嚴(yán)重

17、雨衰現(xiàn)象。    監(jiān)控視頻傳輸方法的選擇   每種傳輸方式都有自己的適應(yīng)性和優(yōu)異之處，又有不足之處。傳輸方式是否得體不是看其方式本身如何，而是看其是否適用于應(yīng)用場(chǎng)所。    對(duì)于傳輸三、四百米內(nèi)的監(jiān)控環(huán)境，采用視頻基帶傳輸方式比較好，其頻率損失、圖像失真、圖像衰減的幅度都比較小，能很好地完成傳送視頻信號(hào)的任務(wù)。如果傳輸中存在高壓設(shè)備、交流變頻器、變電站等干擾源，則應(yīng)選擇寬頻共纜、雙絞線傳輸方式，以保證視頻傳輸質(zhì)量。    對(duì)于傳輸距離較遠(yuǎn)的監(jiān)控環(huán)境，建議采用光纖傳輸，光纖傳輸具有衰減小、頻帶寬、抗電子電磁干擾強(qiáng)、重量輕、保密性好等眾多優(yōu)點(diǎn)，已成為長(zhǎng)距離視音頻及控制信號(hào)傳輸?shù)氖走x方式。    有的監(jiān)控環(huán)境比較復(fù)雜，且布線難度比較大，可選用微波方式傳輸監(jiān)控信號(hào)，既不用布線又可以解決信號(hào)遠(yuǎn)傳問題，但在南方降雨較多的區(qū)域應(yīng)該慎用，防止下雨天氣監(jiān)控信號(hào)受雨衰影響。    對(duì)于跨城區(qū)、超遠(yuǎn)距離或已有內(nèi)部局域網(wǎng)的監(jiān)控環(huán)境