網絡攝像機在高清時代如何掃除傳輸障礙

    對于視頻監(jiān)控而言，圖像清晰度無疑是最關鍵的特性。圖像越清晰，細節(jié)越明顯，觀看體驗越好，智能等應用業(yè)務的準確度也越高。所以圖像清晰度是視頻監(jiān)控永恒的追求。衡量圖像清晰度的標準是分辨率，單位是像素。這個值越大，圖像越清晰。所謂高清、標清，差異也就體現在這里。兩者之間的分界線就是百萬像素或720p，達到百萬像素或720p的就是高清。基于這樣的標準，目前視頻監(jiān)控市場占主流的CIF和D1都屬于標清。

    要實現真正的高清監(jiān)控，必須從視頻源的采集、視頻信號的編碼壓縮、視頻信號的傳輸、視頻的瀏覽、錄像文件的回放等環(huán)節(jié)全面支持高清。對客戶而言，高清只有在包含了前端、平臺、存儲、瀏覽、顯示等各個環(huán)節(jié)時才有意義。

    可見，要實現高清監(jiān)控，得從整個監(jiān)控系統(tǒng)考慮高清，而網絡化是高清監(jiān)控系統(tǒng)應用的基礎。

    高清網絡攝像機舉足輕重

    我們知道，傳統(tǒng)的標清監(jiān)控分為模擬、數字和網絡三種類型。模擬監(jiān)控的前端是模擬攝像機，后端是矩陣。數字監(jiān)控的前端也是模擬攝像機，后端是DVR。網絡監(jiān)控的前端有兩種，一種是模擬攝像機+視頻編碼器，一種是網絡攝像機，后端是平臺。也就是說，在標清監(jiān)控時代，前端有模擬攝像機、網絡攝像機、視頻編碼器+模擬攝像機等多種類型。

    當前高清視頻傳感器以CMOS為主，CMOS傳感器直接輸出數字化的視頻信號，在攝像機中通過DSP或ASIC對此數字高清視頻信號直接進行壓縮編碼，然后以網絡化方式傳輸，要比攝像機直接輸出高清信號來得經濟，且處理效率更高。

    高清監(jiān)控面臨的問題

    高清網絡攝像機使圖像清晰度有了質的飛躍，但是也給高清監(jiān)控系統(tǒng)帶來了一系列現實的問題：

    分辨率越大、清晰度超高，意味著在進行數據傳輸的時候碼流也會增大，增加網絡帶寬壓力。數據流量的翻倍，增大了錄像容量，給網絡存儲帶來壓力。對中心控制、管理軟件和硬件性能的要求成倍增長。對于記錄視頻圖像的管理和事后分析的工作量也將成倍增長。

    高清攝像機如何掃除傳輸障礙

    網絡傳輸對于監(jiān)控有著普及型的推動，但是同樣受著網絡帶寬的約束，在大規(guī)模遠距離的工程中傳輸性能捉襟見肘，以目前基礎的百萬像素高清720P規(guī)格計算，碼流約是D1的2倍，帶寬達到4M左右，而采取1080P計算，碼流更是D1的5倍，所用帶寬約為10M。以100M以太網為例，在確保流暢的前提下，實際上同時只能承載5路左右的高清圖像，但如果同一視頻源有多個用戶訪問，占用的帶寬會更大。換成千兆以太網可以承擔幾十路，對于小規(guī)模高清監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效解決，對于大工程而言，傳輸性能就會成為絆腳石。

    近年來，由于光纖通信技術的飛速發(fā)展，也使得光纖傳輸監(jiān)控系統(tǒng)的造價大幅降低，所以光纖和光端機在監(jiān)控系統(tǒng)中的應用越來越普及。就目前筆者調查發(fā)現，光纖已廣泛應用于家庭光纖和辦公室接入網，在家庭智能化、辦公自動化、工控網絡、車載機載和軍事通信網等領域。對于傳輸帶寬、傳輸距離要求較高的高清視頻流來說，光纖時代來臨實現高清監(jiān)控不再是夢。

    可以說，在當今的高清監(jiān)控攝像系統(tǒng)應用中，光纜是所有連接方式中能提供最好的帶寬性能的一種方式。在使用光纖傳輸系統(tǒng)時，系統(tǒng)的圖像質量只受限于攝像機、環(huán)境和監(jiān)視器這三個因素。而光纖傳輸系統(tǒng)可以將圖像畫面?zhèn)魉偷椒浅＿h的地方都不會使信號發(fā)生任何形式的畸變，更不會減損圖像畫面的清晰度或細節(jié)。光纖傳輸系統(tǒng)具有容量大，傳輸距離遠，抗干擾性強等優(yōu)勢，在通信傳輸方面有著不可替代的地位，遠距離傳輸視頻圖像時，最好采用光纖傳輸系統(tǒng)。在需要傳輸高質量的圖像畫面，不希望畫質有任何降低時，在設計高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)應當把光纖傳輸系統(tǒng)作為首選。

    解決數字高清信號傳輸的問題目前分為兩種方式：一種是傳統(tǒng)的電纜傳輸方式，另一種則是光纜傳輸方式。傳統(tǒng)方式是采用銅纜加中繼放大方法，最遠的傳輸距離可達到幾百上千米;由于專用電纜和中繼放大器的價格都比較高而且采用級聯(lián)方式傳輸時距離越遠中繼放大器的數量也隨之增加，使得傳統(tǒng)銅纜傳輸方式下的成本非常高;信號經過銅纜和多個中繼放大器傳輸后由使信號質量也大大下降，無法實現高清的要求。

    從發(fā)展的眼光看，由于光纖傳輸的特性，使得光纖為傳輸數字高清信號的首選傳輸介質。光纖傳輸還具有以下優(yōu)勢：

    1、寬頻帶，大通信量

    光纖的頻帶很寬，理論可達30億兆赫茲，可保證數字高清信號的傳輸帶寬和質量。是傳統(tǒng)銅電纜根本無法比擬的。這就使得光纖成為用于高帶寬數據傳輸的理想基礎技術。

    2、損耗低，適用遠距離傳輸

    使用傳統(tǒng)電纜傳輸數字高清信號有效距離不過為幾百米，而用光纖可傳輸幾百米甚至幾十公里遠。對于降低高清信號通信成本、提高可靠性和穩(wěn)定性具有特別重要的意義。

    3、抗電磁干擾、無串音干擾，保密性高

    光纖是絕緣體材料，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化干擾，不受電磁場和電磁輻射的影響，所以光纖提供了比銅線更清晰的信號;光波在光纜中傳輸過程中很難從光纖中泄漏出來。這樣，即使光纜內光纖總數很多，也可實現無串音干擾，在光纜外面，也無法竊聽到光纖中傳輸的信息。

    4、重量輕，體積小便于施工維護

    其抗張強度好，質量小，而且比較小巧，所以光纜能最大限度的擴大配線管道的使用率，并且能夠盡可能的減小安裝問題。通過以下的數字我們可以分析出光纖的優(yōu)勢，1000根1km長的雙絞線重達8000kg，而容量更大的1km長的兩根光纖的重量只有100kg重，這就極大減少了必須維護的昂貴機械支撐系統(tǒng)的需要，所以光纖要勝過銅線。

    5、可擴展性

    以光纖為傳輸介質的系統(tǒng)擴展能力很強，由于光纖的通頻帶很寬，且抗化學腐蝕，使用壽命長。投資一次形成物理鏈路后，即可在原有鏈路的基礎上進行系統(tǒng)的升級和擴容，只需更換設備部分而已，而不必更換原有的光纖網絡。大大的節(jié)約系統(tǒng)的升級成本。

    綜上所述光纖傳輸技術為迎合未來的需要提供了不可比擬的彈性和擴展性。光纖可以提供比銅線高得多的帶寬，這使得它被越來越多的用于視頻信號、計算機信號和高清信號的傳輸。光纖技術為高清視頻監(jiān)控提供了最好的解決方案。