數(shù)字高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用與傳輸方式

文/呂炳赟

1 數(shù)字高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

1.1 系統(tǒng)構(gòu)成

根據(jù)傳輸方式的不同，可將系統(tǒng)劃分為以下三種類(lèi)型：網(wǎng)絡(luò)型，由IP網(wǎng)絡(luò)對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行傳輸；非網(wǎng)絡(luò)型，由除IP網(wǎng)絡(luò)以外其它方式對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行傳輸；混合型，這是網(wǎng)絡(luò)型與非網(wǎng)絡(luò)型的組合，應(yīng)用模式較多。常規(guī)的數(shù)字高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：前端采集模塊、傳輸模塊、顯示模塊、存儲(chǔ)模塊和控制模塊，不同的模塊具有不同的功能，如前端采集模塊為數(shù)字高清攝像機(jī)，主要負(fù)責(zé)采集各種圖像信息；傳輸模塊的關(guān)鍵設(shè)備為電纜、光纜、數(shù)字傳輸設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等，可對(duì)高清攝像機(jī)采集到的信號(hào)進(jìn)行傳輸。

1.2 系統(tǒng)功能

1.2.1 信息采集

該功能由設(shè)置在前端的高清攝像機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，要求選用的攝像機(jī)光學(xué)分辨率應(yīng)達(dá)到高清標(biāo)準(zhǔn)，并且能夠適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)照明條件，采用的防護(hù)措施應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境相協(xié)調(diào)。

1.2.2 信息傳輸

當(dāng)系統(tǒng)以有線傳輸?shù)姆绞綄?duì)信息進(jìn)行傳輸時(shí)，應(yīng)采用專(zhuān)網(wǎng)，如VLAN獨(dú)立網(wǎng)段，同時(shí)要確保傳輸距離與選用的傳輸介質(zhì)相匹配。若是利用公共網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳輸，為保證信息的安全性，應(yīng)采用數(shù)據(jù)加密技術(shù)；當(dāng)系統(tǒng)以無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)音視頻進(jìn)行傳輸時(shí)，必須對(duì)前端高清攝像機(jī)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，如果無(wú)線網(wǎng)絡(luò)因故障中斷，那么高清攝像機(jī)應(yīng)當(dāng)能夠啟動(dòng)本地存儲(chǔ)機(jī)制，對(duì)采集到的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，待無(wú)線網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常后，完成斷點(diǎn)續(xù)傳。

1.2.3 音視頻存儲(chǔ)與回放

錄像信息應(yīng)當(dāng)能夠?qū)Ω咔鍞z像機(jī)采集到的原始圖像進(jìn)行清晰還原，并有相關(guān)的文字提示，如圖像來(lái)源、具體的日期及時(shí)間等。同時(shí)，高清圖像存儲(chǔ)功能應(yīng)滿足檢索回放的需要，并配有安全、可靠的驗(yàn)證措施。采集到的圖像可按用戶的管理要求，對(duì)保存時(shí)間進(jìn)行自定義。

1.3 信息傳輸?shù)难舆t時(shí)間

1.3.1 有線網(wǎng)絡(luò)傳輸

在對(duì)數(shù)字高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，前端高清攝像機(jī)采集的圖像信息通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸時(shí)，必須確保信息的延遲時(shí)間滿足如下規(guī)定要求：

（1）監(jiān)控中心與高清攝像機(jī)之間端到端的信息延遲時(shí)間應(yīng)當(dāng)不超過(guò)0.8s；

（2）前端高清攝像機(jī)與用戶終端顯示器之間端到端的信息延遲時(shí)間應(yīng)當(dāng)不超過(guò)1.0s；

（3）視頻監(jiān)控報(bào)警聯(lián)動(dòng)響應(yīng)時(shí)間不得超過(guò)2.0s。

1.3.2 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸

系統(tǒng)以無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)信息進(jìn)行傳輸時(shí)，必須保證信息的延遲時(shí)間符合以下規(guī)定要求：一是前端高清攝像機(jī)與監(jiān)控中心內(nèi)控制設(shè)備之間端到端的信息延遲時(shí)間應(yīng)當(dāng)不超過(guò)5.0s；二是前端高清攝像機(jī)與用戶終端設(shè)備之間端到端的信息延遲時(shí)間應(yīng)當(dāng)不超過(guò)10s；視頻監(jiān)控報(bào)警聯(lián)動(dòng)響應(yīng)時(shí)間不得超過(guò)10s。

2 數(shù)字高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)傳輸方式的選擇

2.1 常用的傳輸方式

目前，數(shù)字高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)較為常用的傳輸方式有以下幾種：光纖點(diǎn)到點(diǎn)傳輸、PON傳輸、工程級(jí)交換機(jī)環(huán)網(wǎng)傳輸、無(wú)線傳輸。

2.1.1 光纖點(diǎn)到點(diǎn)傳輸

在該傳輸方式中，關(guān)鍵的傳輸設(shè)備有網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和光纖收發(fā)器，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)如下幾個(gè)方面：連線簡(jiǎn)潔、傳輸數(shù)據(jù)量大、設(shè)備性能完善、技術(shù)成熟、性價(jià)比較高，適用于區(qū)域性的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)工程。

2.1.2 PON傳輸

PON是無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)稱(chēng)，可實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)到多點(diǎn)的無(wú)源光纖接入。PON上行采用TDMA（時(shí)分多址）接入方式，下行采用廣播方式，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活。無(wú)源介質(zhì)的應(yīng)用，有效防止了電磁干擾，大幅度降低了故障發(fā)生幾率，信息傳輸?shù)目煽啃赃M(jìn)一步提升。可將PON傳輸?shù)膽?yīng)用優(yōu)勢(shì)歸納為以下幾個(gè)方面：PON傳輸網(wǎng)絡(luò)具有扁平化的特點(diǎn)，能夠使成本顯著降低，并且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也能隨之簡(jiǎn)化；傳輸設(shè)備集成度較高，占用的空間較小，設(shè)備本身的功耗低，有利于節(jié)能；通過(guò)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的冗余保護(hù)，可使PON的傳輸可靠性大幅度提升；借助網(wǎng)管功能可對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位，減輕了維護(hù)工作量。

2.1.3 工程級(jí)交換機(jī)環(huán)網(wǎng)傳輸

目前，IP網(wǎng)絡(luò)中的語(yǔ)音網(wǎng)、視頻網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)呈現(xiàn)出三網(wǎng)融合的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)IP網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行可靠性較之以往有了極大程度地提升，網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生幾率顯著降低，故障恢復(fù)時(shí)間逐步縮短。為在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上減少網(wǎng)絡(luò)故障的收斂時(shí)間，交換機(jī)引入了RRPP（以太網(wǎng)快速環(huán)網(wǎng)保護(hù)）協(xié)議，該協(xié)議的加入能夠有效防止廣播風(fēng)暴的發(fā)生，在這一前提下，工程級(jí)交換機(jī)環(huán)網(wǎng)傳輸方式隨之出現(xiàn)。該傳輸方式具有如下優(yōu)勢(shì)：?jiǎn)卫w帶多點(diǎn)，光纖利用效率大幅度提升；端口利用率高，可用于要求監(jiān)控視頻中斷時(shí)間點(diǎn)且設(shè)備有冗余路由的場(chǎng)合當(dāng)中。

2.1.4 無(wú)線傳輸

該傳輸方式的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：一次性投資，無(wú)需布線，擴(kuò)容能力強(qiáng)，便于維護(hù)。在一些地理環(huán)境受限的區(qū)域內(nèi)，可將無(wú)線傳輸方式作為數(shù)字高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的首選，如偏遠(yuǎn)山區(qū)、工程現(xiàn)場(chǎng)等。

2.2 傳輸方式比較

上文中的四種傳輸方式各具優(yōu)點(diǎn)，在對(duì)數(shù)字高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，用戶可結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)傳輸方式進(jìn)行合理選擇。這四種傳輸方式中，光纖點(diǎn)到點(diǎn)傳輸?shù)脑靸r(jià)較低，傳輸安全性也相對(duì)較低；PON傳輸?shù)脑靸r(jià)和安全性居中，無(wú)線傳輸?shù)脑靸r(jià)最高，由于容易受到磁場(chǎng)干擾，所以安全性并不是很高；環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)脑靸r(jià)偏高，但傳輸安全性最高，若是無(wú)特殊需要的情況下，可將該傳輸方式作為首選。

3 結(jié)論

綜上所述，在對(duì)數(shù)字高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，除了應(yīng)當(dāng)確保構(gòu)建的系統(tǒng)滿足用戶的使用需求之外，還應(yīng)當(dāng)保證選擇的傳輸方式具有較高的安全性和經(jīng)濟(jì)性，從而為重要信息的安全、可靠傳輸提供保障。在未來(lái)一段時(shí)期，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)加大對(duì)數(shù)字高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)方面的研究力度，除對(duì)現(xiàn)有的傳輸技術(shù)進(jìn)行逐步完善之外，還應(yīng)開(kāi)發(fā)一些新的技術(shù)，從而更好地為系統(tǒng)提供高質(zhì)量的傳輸服務(wù)。