HD-MDI高清視頻傳輸技術及其發(fā)展

HD-MID高清視頻傳輸技術

HD-MID是一種以網(wǎng)絡雙絞線為傳輸介質(zhì)的高清視頻和音頻信號傳輸技術。該技術使用標準的網(wǎng)線作為視頻信號傳輸線，直接在高速以太網(wǎng)物理層硬件鏈路上傳輸信號，將未壓縮的高清視頻與音頻信號從發(fā)送端傳到接收端，實現(xiàn)720P@30fps、720P@60fps、1080P@30fps、1080P@60fps甚至更高規(guī)格的高清視頻圖像點到點的實時傳輸，同時也能實現(xiàn)音頻、控制、報警等信號的雙向傳送。

HD-MID使用以太網(wǎng)標準的網(wǎng)線（CAT5及以上）與RJ45接口做為視頻傳輸?shù)慕橘|(zhì)與接口， 以太網(wǎng)技術的成熟性和使用的廣泛性使HD-MID技術在應用中具有天然的親和力；同時，HD-MID只使用了以太網(wǎng)的物理傳輸鏈路，并不涉及網(wǎng)絡協(xié)議，交換機、集線器等網(wǎng)絡設備并不參與其中，系統(tǒng)部署保持了與同軸電纜視頻傳輸方案一樣的簡便性；另外，加上實時傳輸無壓縮高清視頻這一重要能力，使得HD-MID技術一經(jīng)提出，就受到行業(yè)的一定程度上的歡迎，并很快在某些領域得到實際應用。典型的HD-MID高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成如圖1。

從圖1中可以看出，HD-MID視頻監(jiān)控系統(tǒng)與傳輸?shù)哪M視頻監(jiān)控系統(tǒng)在應用拓撲上非常相近，只是視頻傳輸介質(zhì)與前后端視頻接口、以及視頻中繼接口發(fā)生的改變。后端之后的平臺系統(tǒng)完全可以做到一致。

HD-MID相比于現(xiàn)有視頻傳輸技術的優(yōu)勢

與模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比

首先，在系統(tǒng)部署上，HD-MID系統(tǒng)的部署方式及復雜度與模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本保持一致，只需將視頻傳輸線由同軸電纜替換成網(wǎng)線、前后端的模擬監(jiān)控設備替換為MID設備就可；另外，通過單根網(wǎng)絡雙絞線，HD-MID系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)音視頻數(shù)據(jù)的同步傳送，還能雙向傳送控制命令、報警等有用信息，HD-MID系統(tǒng)的布線甚至能夠做到比模擬監(jiān)控系統(tǒng)還要簡單；同時，HD-MID還可以使用POE技術，通過網(wǎng)絡直接給前端攝像機供電，避免了電源安裝麻煩；而在視頻實時性上，HD-MID也能夠提供同軸電纜一樣的無延時特性，視頻在接收端預覽的流暢度極佳； 最為主要的是，HD-MID提供了高清視頻圖像傳輸?shù)哪芰Γ褂肅AT5網(wǎng)絡可以支持720P、1080P甚至更高規(guī)格視頻圖像的傳輸，其圖像清晰度遠非模擬監(jiān)控系統(tǒng)能夠比擬，就算是模擬監(jiān)控系統(tǒng)新出的960H圖像規(guī)格，其55M像素也差高清最小規(guī)格720P 100M像素一半，在大家對視頻清晰度要求越來越高的今天，高清視頻監(jiān)控成為了行業(yè)發(fā)展趨勢，HD-MID監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)勢明顯。

圖1： HD-MID高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖

與SDI高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比

SDI是一種早于HD-MID出現(xiàn)的高清視頻傳輸方案，其使用同軸電纜作為介質(zhì)，同樣實現(xiàn)了無壓縮的720P、1080P高清視頻圖像的實時傳輸。SDI初期宣揚的很大一個賣點，即留用原有的同軸電纜，只替換前端和后端，就可以方便將模擬監(jiān)控系統(tǒng)改造成高清監(jiān)控系統(tǒng)，或者在原來系統(tǒng)中集成高清監(jiān)控子系統(tǒng)，省去重新布線的成本。但很多時候，這只是一美好的愿望。SDI對同軸電纜的品質(zhì)要求非常高，原有的75-5其傳輸距離有限(實測傳不到50米)，實際施工必需選擇優(yōu)質(zhì)的同軸電纜重新布線，提高系統(tǒng)成本；同時SDI系統(tǒng)所需要的前后端設備以及傳輸設備市場價都是居高不下，這就導致SDI系統(tǒng)整體造價過高，難于被大多數(shù)安防用戶所接受。HD-MDI系統(tǒng)使用的雙絞線與HD-SDI的同軸電纜比，價格更低廉，同時傳輸距離更長（目前CAT5能夠到達100-150m，而優(yōu)質(zhì)同軸電纜也不過80m），抗干擾能力更強，信號更穩(wěn)定。HD-MID使用一種廉價的方案，實現(xiàn)了等同于SDI的無損高清視頻實時傳輸，與SDI比，HD-MID亮點也比較突出。

與高清IPC視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比

IPC是這幾年得以迅速發(fā)展的另一種高清數(shù)字視頻傳輸方案。IPC將高清視頻先進行數(shù)字化編碼壓縮，通過網(wǎng)絡TCP/IP將音視頻數(shù)據(jù)傳到接收端，后端瀏覽視頻需解碼后圖像才能呈現(xiàn)。IPC這種編碼-網(wǎng)絡傳輸-解碼這種處理方式，使圖像從前端采集到后端呈現(xiàn)，不可避免地存在一定延時，720P的視頻，在簡單的網(wǎng)絡環(huán)境下，延時時間通常存在100ms級別，而在復雜的網(wǎng)絡配置中，這種延時還會被放大；同時，網(wǎng)絡狀態(tài)的不可預測性，會給視頻傳輸?shù)乃俣葞硪欢ǘ秳樱由弦曨l壓縮后的每幀圖像數(shù)據(jù)包大小不等，每一幅圖像并不能等時間間隔地傳到接收端，使得視頻的流暢性受到一定影響；此外，IPC對視頻圖像進行了編碼壓縮處理，這種壓縮方式（通常是H.264）是有損的，當視頻在接收端被解碼呈現(xiàn)時，圖像中已丟失了不少信息，視頻清晰度大大被降低。由此可見，在視頻傳輸實時性、流暢度、圖像清晰度上，HD-MID方案要明顯優(yōu)于IPC方案。

另外，IPC方案架構在TCP/IP網(wǎng)絡之上，系統(tǒng)配置方式較為復雜，需要一定的網(wǎng)絡專業(yè)知識；一些網(wǎng)絡設備（如交換機）以及視頻編解碼芯片的引入也一定程度上提高了系統(tǒng)成本；IPC基于網(wǎng)絡總線的傳輸拓撲結構，同時前端需運行網(wǎng)絡協(xié)議甚至操作系統(tǒng)，系統(tǒng)整體穩(wěn)定性也要差。HD-MID點對點的連接方式，無需特殊配置，不需要網(wǎng)絡設備，不涉及網(wǎng)絡協(xié)議和操作系統(tǒng)，其安裝的簡便性、成本、穩(wěn)定性通常要比IPC好。

HD-MID的發(fā)展

通過上面理論上分析上，HD-MDI高清相對于SDI高清與IPC高清，具備更加優(yōu)秀的特性，但其也存在不少短板，需克服和改進。

首先，HD-MID采用雙絞線傳輸，雖然成本低，但其傳輸距離雖比HD-SDI要遠，但同樣受限制，這是HD-MDI發(fā)展的一大制約因素。MID中繼器和MID光端機能夠延長視頻傳輸距離，下代HD-MID技術目標瞄向CAT5線無中繼器傳輸1080P@60fps視頻距離可達500M，這一目標若能實現(xiàn)，則HD-MID技術將大有可為。

另外，HD-MID架構尚未形成成熟的標準。由于MDI技術推出相對較晚，參與進來的廠商、公司還不是很多，系統(tǒng)配套產(chǎn)品甚至比HD-SDI還要欠缺，如大路數(shù)的MDI-DVR、多路MID光端機、MID矩陣等，目前鮮有相應產(chǎn)品。因此在實際的系統(tǒng)整體建構成本上，HD-MID目前比IP方案甚至要高。同時，前端寬動態(tài)攝像機的數(shù)量也需大大跟上HDMDI的發(fā)展速度，攝像機的圖像清晰度和紅外夜視效果也是HD-MDI需要不斷改進與提高的地方，使HD-MID前端在各種場景下能夠保護圖像的清晰與流暢性，為用戶提供最佳的圖像品質(zhì)。

而在市場推廣方面，行業(yè)目前對HD-MID的認知和宣傳力度還遠不如IPC和SDI，行業(yè)內(nèi)大的安防廠商很少推MID相關產(chǎn)品，業(yè)內(nèi)人士對MDI尚缺乏了解，還需要在行業(yè)進行內(nèi)對MDI概念的進行大力普及宣傳，加速HD-MID的認可度和普及度。

縱觀安防市場，高清化已經(jīng)成為整個行業(yè)的發(fā)展趨勢。作為高清新秀，HD-MDI能否給高清領域帶來新的變革，成為安防高清新的發(fā)展方向，尚需市場檢驗。現(xiàn)在HD-MDI還是個新事物，各種產(chǎn)品線還需要完善。推廣結果和市場接受度如何還需要看用戶，MDI的優(yōu)勢究竟在哪里需要使用以后才會被市場認可。實際上，隨著高清技術的不斷發(fā)展，用戶很難說出哪類技術占有絕對優(yōu)勢。如果HDSDI的普及速度繼續(xù)加快，包括傳輸芯片在內(nèi)的成本價格繼續(xù)快速下跌，長距離傳輸芯片及時供應，光端機芯片價格繼續(xù)下跌，那么HD-MDI的發(fā)明注定成為明日黃花，失去使用價值和現(xiàn)實意義。