談視頻監(jiān)控的發(fā)展

王寧寧

摘 要：從20世紀(jì)90年代模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。設(shè)備、傳輸媒介、儲(chǔ)存方式等都發(fā)生了質(zhì)的飛躍。前端設(shè)備中可靠的網(wǎng)絡(luò)接入和傳輸是重要的部分，目前大中型的視頻監(jiān)控工程中一般都采用光纖傳輸，光纖傳輸距離長，傳輸頻帶寬、容量大、重量輕、敷設(shè)方便、可靠性高。后端設(shè)備中儲(chǔ)存設(shè)備按照儲(chǔ)存架構(gòu)分為：本地儲(chǔ)存、網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展儲(chǔ)存和集中儲(chǔ)存?？刂浦行氖菍⑹占乃斜O(jiān)控資料，對(duì)其在大屏幕上集中顯示和控制。隨著科技發(fā)展，視頻監(jiān)控設(shè)備也將更加滿足高清化、規(guī)?；?、智能化監(jiān)控系統(tǒng)的需求。

關(guān)鍵詞：攝像機(jī) 網(wǎng)絡(luò)接入和傳輸 儲(chǔ)存設(shè)備

中圖分類號(hào)：TD277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）02（b）-0005-02

20世紀(jì)90年代視頻監(jiān)控系統(tǒng)多是模擬視頻信號(hào)傳輸?shù)哪M視頻監(jiān)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在是網(wǎng)絡(luò)高清攝像頭的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。其中不光設(shè)備升級(jí)，傳輸媒介、儲(chǔ)存方式等都比最初發(fā)生了質(zhì)的飛躍。通觀這幾十年的變化發(fā)展，視頻監(jiān)控的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下4個(gè)階段。

90年代初，這一時(shí)期的視頻監(jiān)控系統(tǒng)都是模擬視頻監(jiān)控，只要由模擬攝像機(jī)+錄像機(jī)（磁帶式）這種形式，其傳輸媒介為同軸電纜，模擬攝像機(jī)輸出的模擬視頻信號(hào)，圖像分辨率小，延時(shí)極小。

90年代后期，這一時(shí)期的視頻監(jiān)控系統(tǒng)變成數(shù)字視頻監(jiān)控，主要形式是模擬攝像機(jī)+數(shù)字視頻錄像機(jī)（DVR）。數(shù)字視頻錄像機(jī)（DVR）主要的作用是模數(shù)轉(zhuǎn)換、多畫面的編碼，存儲(chǔ)、檢索及回放，也叫作硬盤錄像機(jī)，提供本地控制界面。

到2000年左后，這一時(shí)期的視頻監(jiān)控系統(tǒng)變成網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，主要形式是模擬攝像機(jī)+DVS+存儲(chǔ)、模擬攝像機(jī)+視頻編碼器（DVR網(wǎng)絡(luò)）。視頻編碼器（DVR）主要用作連接CVBS和IP系統(tǒng)，模數(shù)轉(zhuǎn)換、編碼，可提供前端緩存，盡可能縮短CVBS傳輸距離。

2010年起實(shí)現(xiàn)更高清、智能的視頻監(jiān)控系統(tǒng)：IP攝像機(jī)+存儲(chǔ)。IP攝像機(jī)具有網(wǎng)絡(luò)功能，同時(shí)具有高分辨率，超低延時(shí)，超低碼率。采用高清接口，保證圖像傳輸清晰、低延時(shí)，具備千兆以太網(wǎng)接口，通過無線網(wǎng)絡(luò)支持手機(jī)監(jiān)控。儲(chǔ)存可實(shí)現(xiàn)集中儲(chǔ)存，由中心存儲(chǔ)服務(wù)器統(tǒng)一管理錄像資料，也可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)，通過協(xié)議儲(chǔ)存到云計(jì)算中心數(shù)據(jù)庫。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備來分類主要分為：前端設(shè)備和后端設(shè)備，下面根據(jù)發(fā)展變化詳細(xì)解讀一下。

前端設(shè)備主要指攝像機(jī)，攝像機(jī)主要有一下幾個(gè)類型的變化如表1所示。

在前端設(shè)備中可靠的網(wǎng)絡(luò)接入和傳輸也是重要的部分，其關(guān)系到整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的圖像質(zhì)量和使用效果。因此，要根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況選擇合適的傳輸方式至關(guān)重要。目前大中型的視頻監(jiān)控工程中一般都采用光纖傳輸，光纖傳輸距離長，傳輸頻帶寬、容量大、重量輕、敷設(shè)方便、可靠性高。一般監(jiān)控點(diǎn)比較分散、距離控制中心較遠(yuǎn)，或者監(jiān)控點(diǎn)距離最近的接入層交換機(jī)距離超過100m時(shí)，建議采用光纖傳輸方式。光纖的抗干擾能力可以避免雷擊和靜電的破壞，確保視頻信號(hào)的穩(wěn)定可靠的采集和傳輸。監(jiān)控工程項(xiàng)目中多采用光端機(jī)、光纖收發(fā)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)作為傳輸設(shè)備，能提供較高的網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬。

1 光端機(jī)接入

針對(duì)距離較遠(yuǎn)，超出網(wǎng)線傳輸范圍的監(jiān)控點(diǎn)，運(yùn)用視頻光端機(jī)無損耗光電轉(zhuǎn)換，將視頻圖像傳輸?shù)娇刂剖遥ㄟ^矩陣系統(tǒng)使畫面上電視墻，也可通過矩陣系統(tǒng)提供視頻和控制接口調(diào)看監(jiān)控錄像。

2 纖收發(fā)器接入

纖收發(fā)器其主要原理是通過光電耦合來實(shí)現(xiàn)通訊，不改變信號(hào)的編碼格式，仍為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖接入模式。數(shù)字?jǐn)z像機(jī)使用雙絞線直接與光纖收發(fā)器連接，通過光纖傳輸，接入到監(jiān)控控制室。普通的模擬攝像機(jī)可以使用光端機(jī)。

以上的接入方式存在以下缺點(diǎn)：

（1）只適用于模擬監(jiān)控?cái)z像機(jī)接入需求，720P、1080P分辨率的高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)（IPC）的接入需求不能適用。

（2）組網(wǎng)技術(shù)老舊，網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)能力差，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，擴(kuò)展性能差，擴(kuò)容成本高。

（3）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)系統(tǒng)對(duì)線路資源消耗極大，線路資源利用率低。

（4）使用硬盤錄像機(jī)對(duì)資料進(jìn)行存儲(chǔ)，需要控制室有一定空間，對(duì)能耗需求較大。

3 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)接入

隨著網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)的廣泛使用，更高畫質(zhì)超高畫質(zhì)的要求越來越多，合適的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)能夠滿足整個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的需求。對(duì)于監(jiān)控點(diǎn)較集中的區(qū)域，可以采用就近接入交換機(jī)進(jìn)行匯集，然后通過光纖收發(fā)器接入到監(jiān)控中心的核心交換機(jī)。對(duì)于距離監(jiān)控中心較遠(yuǎn)的周界點(diǎn)位，可以采用光纖以太網(wǎng)交換的千兆光口接入監(jiān)控中心核心交換機(jī)。其中接入光纖收發(fā)器端口采用百兆口與攝像機(jī)進(jìn)行連接，完全滿足攝像機(jī)1～2Mbps的傳輸帶寬要求。

現(xiàn)在一種PON接入技術(shù)也有應(yīng)用，PON技術(shù)適用于720P/1080P/4K等各種高清、超高清攝像機(jī)接入需求，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性能強(qiáng)，在建設(shè)初期可為設(shè)備預(yù)留足夠端口，后期擴(kuò)容成本低，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)到點(diǎn)的接入。

最后再說后端設(shè)備，主要是控制和儲(chǔ)存設(shè)備。

按照儲(chǔ)存架構(gòu)分為：本地儲(chǔ)存、網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展儲(chǔ)存和集中儲(chǔ)存。本地存儲(chǔ)一般選用編碼器直接管理存儲(chǔ)，優(yōu)點(diǎn)是成本低，不依靠網(wǎng)絡(luò)傳輸，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬穩(wěn)定性等不做要求，使用本地設(shè)備對(duì)資料進(jìn)行存儲(chǔ)，需要控制室有一定空間，對(duì)能耗需求較大。

網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展存儲(chǔ)是編碼器通過NFS/CIFS等協(xié)議共享網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)空間，優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)展性好，釋放了帶寬，提高了性能。可利用多個(gè)網(wǎng)絡(luò)別對(duì)監(jiān)控資料分布存儲(chǔ)，從而節(jié)省了儲(chǔ)存空間。

集中存儲(chǔ)方式是通過中心存儲(chǔ)服務(wù)器統(tǒng)一管理錄像資料?？刂浦行陌汛鎯?chǔ)設(shè)備集中管理，管理人員可以對(duì)存儲(chǔ)空間和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯上的集中管理和全局的統(tǒng)一。

控制中心是將收集的所有監(jiān)控資料，對(duì)其在大屏幕上集中顯示和控制。隨時(shí)調(diào)看各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的畫面，暫停、放大，并進(jìn)行編輯。監(jiān)控圖像顯示通過NVR上的VGA接口接到監(jiān)視器上進(jìn)行顯示，通過操控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)畫面分割及輪詢顯示。

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，對(duì)視頻監(jiān)控要求越發(fā)提高。視頻監(jiān)控系統(tǒng)成為維護(hù)社會(huì)治安必不可少的技術(shù)手段，各種“天網(wǎng)”系統(tǒng)的建設(shè)也受到政府和企業(yè)的重視。下至個(gè)人家庭安防系統(tǒng)建設(shè)正已每年幾何倍數(shù)成長。隨著科技技術(shù)的發(fā)展，為了滿足對(duì)高清化、規(guī)?；?、智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)的需求，視頻監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)更加完美。

參考文獻(xiàn)

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