數字高清視頻監控系統的應用與傳輸方式

文/呂炳赟

1 數字高清視頻監控系統的應用

1.1 系統構成

根據傳輸方式的不同，可將系統劃分為以下三種類型：網絡型，由IP網絡對視頻信號進行傳輸；非網絡型，由除IP網絡以外其它方式對視頻信號進行傳輸；混合型，這是網絡型與非網絡型的組合，應用模式較多。常規的數字高清視頻監控系統主要是由以下幾個部分構成：前端采集模塊、傳輸模塊、顯示模塊、存儲模塊和控制模塊，不同的模塊具有不同的功能，如前端采集模塊為數字高清攝像機，主要負責采集各種圖像信息；傳輸模塊的關鍵設備為電纜、光纜、數字傳輸設備、網絡交換機等，可對高清攝像機采集到的信號進行傳輸。

1.2 系統功能

1.2.1 信息采集

該功能由設置在前端的高清攝像機來實現，要求選用的攝像機光學分辨率應達到高清標準，并且能夠適應現場照明條件，采用的防護措施應與現場環境相協調。

1.2.2 信息傳輸

當系統以有線傳輸的方式對信息進行傳輸時，應采用專網，如VLAN獨立網段，同時要確保傳輸距離與選用的傳輸介質相匹配。若是利用公共網絡進行信息傳輸，為保證信息的安全性，應采用數據加密技術；當系統以無線網絡對音視頻進行傳輸時，必須對前端高清攝像機的關鍵數據進行加密處理，如果無線網絡因故障中斷，那么高清攝像機應當能夠啟動本地存儲機制，對采集到的信息進行實時存儲，待無線網絡恢復正常后，完成斷點續傳。

1.2.3 音視頻存儲與回放

錄像信息應當能夠對高清攝像機采集到的原始圖像進行清晰還原，并有相關的文字提示，如圖像來源、具體的日期及時間等。同時，高清圖像存儲功能應滿足檢索回放的需要，并配有安全、可靠的驗證措施。采集到的圖像可按用戶的管理要求，對保存時間進行自定義。

1.3 信息傳輸的延遲時間

1.3.1 有線網絡傳輸

在對數字高清視頻監控系統進行應用的過程中，前端高清攝像機采集的圖像信息通過有線網絡進行傳輸時，必須確保信息的延遲時間滿足如下規定要求：

（1）監控中心與高清攝像機之間端到端的信息延遲時間應當不超過0.8s；

（2）前端高清攝像機與用戶終端顯示器之間端到端的信息延遲時間應當不超過1.0s；

（3）視頻監控報警聯動響應時間不得超過2.0s。

1.3.2 無線網絡傳輸

系統以無線網絡對信息進行傳輸時，必須保證信息的延遲時間符合以下規定要求：一是前端高清攝像機與監控中心內控制設備之間端到端的信息延遲時間應當不超過5.0s；二是前端高清攝像機與用戶終端設備之間端到端的信息延遲時間應當不超過10s；視頻監控報警聯動響應時間不得超過10s。

2 數字高清視頻監控系統傳輸方式的選擇

2.1 常用的傳輸方式

目前，數字高清視頻監控系統較為常用的傳輸方式有以下幾種：光纖點到點傳輸、PON傳輸、工程級交換機環網傳輸、無線傳輸。

2.1.1 光纖點到點傳輸

在該傳輸方式中，關鍵的傳輸設備有網絡交換機和光纖收發器，其應用優勢體現如下幾個方面：連線簡潔、傳輸數據量大、設備性能完善、技術成熟、性價比較高，適用于區域性的監控網絡工程。

2.1.2 PON傳輸

PON是無源光網絡的簡稱，可實現一點到多點的無源光纖接入。PON上行采用TDMA（時分多址）接入方式，下行采用廣播方式，網絡拓撲結構靈活。無源介質的應用，有效防止了電磁干擾，大幅度降低了故障發生幾率，信息傳輸的可靠性進一步提升。可將PON傳輸的應用優勢歸納為以下幾個方面：PON傳輸網絡具有扁平化的特點，能夠使成本顯著降低，并且網絡結構也能隨之簡化；傳輸設備集成度較高，占用的空間較小，設備本身的功耗低，有利于節能；通過對關鍵設備的冗余保護，可使PON的傳輸可靠性大幅度提升；借助網管功能可對故障進行準確定位，減輕了維護工作量。

2.1.3 工程級交換機環網傳輸

目前，IP網絡中的語音網、視頻網和數據網呈現出三網融合的發展趨勢，同時IP網絡的運行可靠性較之以往有了極大程度地提升，網絡故障發生幾率顯著降低，故障恢復時間逐步縮短。為在現有的基礎上減少網絡故障的收斂時間，交換機引入了RRPP（以太網快速環網保護）協議，該協議的加入能夠有效防止廣播風暴的發生，在這一前提下，工程級交換機環網傳輸方式隨之出現。該傳輸方式具有如下優勢：單纖帶多點，光纖利用效率大幅度提升；端口利用率高，可用于要求監控視頻中斷時間點且設備有冗余路由的場合當中。

2.1.4 無線傳輸

該傳輸方式的優勢體現在如下幾個方面：一次性投資，無需布線，擴容能力強，便于維護。在一些地理環境受限的區域內，可將無線傳輸方式作為數字高清視頻監控系統的首選，如偏遠山區、工程現場等。

2.2 傳輸方式比較

上文中的四種傳輸方式各具優點，在對數字高清視頻監控系統進行應用的過程中，用戶可結合實際情況，對傳輸方式進行合理選擇。這四種傳輸方式中，光纖點到點傳輸的造價較低，傳輸安全性也相對較低；PON傳輸的造價和安全性居中，無線傳輸的造價最高，由于容易受到磁場干擾，所以安全性并不是很高；環網傳輸的造價偏高，但傳輸安全性最高，若是無特殊需要的情況下，可將該傳輸方式作為首選。

3 結論

綜上所述，在對數字高清視頻監控系統進行應用的過程中，除了應當確保構建的系統滿足用戶的使用需求之外，還應當保證選擇的傳輸方式具有較高的安全性和經濟性，從而為重要信息的安全、可靠傳輸提供保障。在未來一段時期，應當重點加大對數字高清視頻監控系統網絡傳輸技術方面的研究力度，除對現有的傳輸技術進行逐步完善之外，還應開發一些新的技術，從而更好地為系統提供高質量的傳輸服務。