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高清視頻監(jiān)控 主要傳輸模式及其特點分析

    高清監(jiān)控傳輸的方式種類繁多,，目的都是將視頻,、音頻、數據等不同的信號通過載體推送到需要使用的地方,，傳輸的穩(wěn)定是視頻監(jiān)控系統穩(wěn)定的核心,。

    一、高清監(jiān)控的主要傳輸模式及其特點

    監(jiān)控系統項目隨著網絡化,、高清化,、智能化、集成化的方向發(fā)展,，傳輸方式也不斷進行技術升級和革新,。作為監(jiān)控系統的不可或缺的組成部分，不同的傳輸方式有不同的特點,。

    高清視頻監(jiān)控 根據攝像機輸出信號的不同有多種傳輸方式

    1,、網絡高清攝像機：采用標準以太網傳輸，短距離傳輸采用非屏蔽雙絞線,，長距離傳輸主要通過光纖或者無線方式,。光纖傳輸主要使用以太網光纖收發(fā)器、以太網交換機,、PON等設備,。無線采用3G、4G,、WiFi,、WiMAX等方式。

    網絡方式傳輸視頻,，有著傳輸帶寬小,、成本低、組網靈活的特點,，是高清視頻監(jiān)控的主要傳輸模式,。但同時，由于視頻經過了壓縮,，視頻的畫質細節(jié),、延時,、運動過程的清晰度方面都比非壓縮的視頻要差一些，在某些對視頻質量有著更高要求的監(jiān)控場合不太適合,。另外,，由于網絡方式本身安全性不高，系統容易受到非法訪問和攻擊,，需要在組網設計上重點考慮,。

    2、HD-SDI攝像機：采用高清數字分量串行接口(物理接口是BNC),，非壓縮方式,。短距離傳輸采用同軸電纜，長距離傳輸主要通過光纖,，使用HD-SDI高清光端機設備,。采用HD-SDI方式傳輸視頻，圖像質量很高,，沒有編解碼延時，安全性好,，適合一些對圖像質量和安全性有較高要求的場合應用,。由于HD-SDI視頻的傳輸帶寬是1.485Gbps，帶寬占用高,，尤其在大路數傳輸時比網絡方式成本要高不少,，同時組網方式也受到了限制，只能采用點對點光纖傳輸,。

    目前,，為解決HD-SDI帶寬占用大的問題，出現了一種視覺無損編碼技術,，它在接口上使用HD-SDI接口,，在傳輸時對高清視頻進行視覺無損編碼，能夠把帶寬降低到原來的1/6左右,，同時不影響高清視頻的主觀感受,，編解碼的延時也感覺不出來。這樣傳輸成本能得到大幅降低,，單波長可以支持8路HD-SDI視頻傳輸,，組網方式也可以支持節(jié)點式傳輸。

    3,、HDTVI,、HDCVI攝像機：采用模擬方式傳輸高清視頻，圖像質量達到了高清,，可以沿用原來標清視頻的同軸電纜,，系統改造成本低,。遠距離傳輸需要HDTVI或HDCVI光端機。

    根據目前安防行業(yè)的發(fā)展,，高清視頻監(jiān)控的常見的幾種傳輸方式：

    一是有線網絡傳輸,，代表類型有包括：網絡高清光端機方式;交換機結合收發(fā)器方式;EPON方式。

    二是無線網絡傳輸,，代表類型有2.4GWLAN方式以及5G網方式,。

    三是非壓縮數字傳輸，代表類型有SDI方式以及MDI方式,。

    二,、怎樣保證高清傳輸的效果?

    高清監(jiān)控是統一的整體，涉及監(jiān)控體系的多個環(huán)節(jié),，包括前端的視頻采集,，中間的視頻傳輸，后端的高清存儲,、顯示,、分析、聯動等,。從傳輸環(huán)節(jié)來看,，如何保證信息的清晰、有效?

    傳輸作為監(jiān)控系統不可或缺的一部分,，在傳輸過程中對于視頻,、數據等信號在項目中是如何得到保證的呢?該問題個人以為可以從以下幾點確保整個系統視頻清晰、有效：

    傳輸方案的選擇：上面提到的每個傳輸方式各有特色,，而項目系統建設使用環(huán)境不盡相同,，所以選擇符合項目的傳輸方式非常的必要。例如：傳輸距離很長,，應選用光纖傳輸;在初步規(guī)劃傳輸方案時,，考慮到傳輸帶寬問題，以及考慮整個系統總帶寬的資源問題諸如此類問題,，就必須根據實地進行檢測和確認,。

    線材的選擇：該問題個人認為對整個系統能長久運行至關重要的因素之一，例如：傳輸SDI信號,，作為串行數字信號對傳輸的速率要求非常的高,，項目中使用到該信號的短距離的傳輸載體將會使用同軸線纜，但同軸線纜規(guī)格繁多,，這個時候對線材的選擇就是一個考驗,。

    連接器的選擇：作為傳輸系統中線纜與設備的連接橋梁，對于該器件的質量把握會直接影響系統穩(wěn)定的運行;有碰到SDI和網絡傳輸的項目,，其中在SDI項目中因BNC視頻選擇不到位導致出現細微的雪花點,，網絡項目中因RJ45頭選擇不到位,，導致前端攝像機進行掉線現象;所以對于連接器的選擇，需要引起特別的關注;其他的因素問題：整個系統連接后,，線路物理布線正常,，最容易忽略軟設置這塊，從而導致整個系統無法正常運行,。

    三,、機遇與挑戰(zhàn)

    隨著4K在安防行業(yè)的發(fā)展，高清視頻傳輸將面臨什么挑戰(zhàn)?未來兩年內高清視頻傳輸的發(fā)展趨勢如何?

    4K的畫面清晰度優(yōu)勢,，讓大家對它青睞有加,，但是實現起來挑戰(zhàn)也不小。首先,，需要更高解像力的鏡頭,，作為4K×2K的IPC產品配套鏡頭至少需要達到800萬以上的解像力，但是目前達到這個標準的很少,，能適用于安防行業(yè)的更是少之又少,。其次，更高的網絡傳輸帶寬和更大的儲存容量,，在安防應用中一般傳輸1080P高清H.264碼流,，需要4Mbps左右的帶寬。在H.264編碼下,，4K分辨率目前至少也需要12Mbps甚至更高的帶寬才能滿足需求，對儲存容量的要求也隨之增高,。第三,，更高性能的編碼芯片，就依目前的芯片性價比來說,，對安防行業(yè)顯然是難以接受的,。第四，更強的后端解碼和顯示能力,，后端設備需要比現在更強的計算處理能力,。第五，更大分辨率的顯示設備,，至少具備4K物理像素,，才能無損呈現圖像效果，就當前的應用技術來說,，顯然很不經濟實惠,。第六，更強的視頻處理能力,，對于細節(jié)的處理將提出更高的要求,。雖說現在科技的發(fā)展變幻莫測,，但是從高清視頻監(jiān)控的發(fā)展歷史來看，我們也是能窺見一些發(fā)展趨勢的,。

    在未來,，隨著人們需求的不斷提高，對視頻的清晰度需求也會越來越高,，所以更高清始終是發(fā)展的大方向;然而隨著更高清,，帶來了儲存空間也越來越大，所以如何在更高清的同時,，減少儲存容量又是一個擺在大家面前的難題,，所以節(jié)省儲存空間也重要;之后就是信息的互聯互通問題了，因為我們處在互聯網時代,，信息的互通互聯十分重要,，高清視頻傳輸要立足于這個大背景之下。

    四,、結束語

    隨著技術的發(fā)展,，未來安防將逐步進入4K級圖像應用，結合新的智能分析技術,，云數據存儲與挖掘技術,。作為高清視頻的傳輸應用也將步入考驗，未來的網絡高清傳輸技術要求有更高的帶寬(前端設備千兆聚合),，更高的芯片工藝(普及型4k芯片),，更高的應用平臺(云數據分析)，更苛刻的工作環(huán)境(結合一線生產應用的業(yè)務監(jiān)控),，更清晰的圖像(醫(yī)用影像級別的監(jiān)控圖像),。未來兩年的網絡高清傳輸必然結合應用業(yè)務，逐步的邊界化(將應用分析前置),、網絡化(全部采用標準網絡架構),、智能化(數據挖掘分析內置在傳輸系統中)、軟件硬化(去掉交換機的操作系統,，使用迅捷的可升級的固化系統)以及云化(安防私有云的建設成為趨勢),。