監(jiān)控系統(tǒng)視頻傳輸方法的選擇與技術(shù)淺析

一、概述

　　監(jiān)控系統(tǒng)中，通常按照功能分為前端部分、傳輸部分和主控部分，傳輸系統(tǒng)將監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備與終端設(shè)備聯(lián)系起來的物理通道。前端設(shè)備所產(chǎn)生的圖像信號、聲音信號、各種報(bào)警信號通過傳輸系統(tǒng)傳送到控制中心，并將控制中心的控制指令傳送到前端設(shè)備。

　　系統(tǒng)工程中，良好的視頻傳輸設(shè)計(jì)是監(jiān)控系統(tǒng)中非常重要的一部分。如果建設(shè)一套好的系統(tǒng)，選用的都是高指標(biāo)、高畫質(zhì)的攝像機(jī)、鏡頭、監(jiān)視器、錄像機(jī)，但是沒有良好的傳輸系統(tǒng)，最終在監(jiān)視器上看到的圖像將無法令人滿意。根據(jù)“木桶法則”，最終的圖像質(zhì)量將取決于整個系統(tǒng)中最差的一環(huán)；而這最差的一環(huán)往往就是傳輸系統(tǒng)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝人員必須根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的傳輸方式、高質(zhì)量的傳輸線纜、專用連接頭和設(shè)備、并按專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝，才能達(dá)到理想的傳輸效果。

二、監(jiān)控系統(tǒng)圖像傳輸?shù)膸讉€要點(diǎn)

　　監(jiān)控系統(tǒng)往往要根據(jù)不同用戶、系統(tǒng)規(guī)模、覆蓋面積、信號傳輸距離、信息容量等對系統(tǒng)的功能及質(zhì)量指標(biāo)要求不同，而采用不同的傳輸方式。監(jiān)控系統(tǒng)中往往也要求傳輸報(bào)警信號、音頻信號、控制數(shù)據(jù)信號等，但圖像傳輸決定著監(jiān)控系統(tǒng)的好與壞,是最受關(guān)注的。由于動態(tài)圖像信號的信息量大，頻帶寬，監(jiān)視實(shí)時性強(qiáng)，因此傳輸?shù)闹攸c(diǎn)就是視頻圖像信號的傳輸。

　　1、衰減傳輸距離：監(jiān)控普及化進(jìn)程的加速及應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛并不斷拓展，促使監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模不再局限于幾至幾十個點(diǎn)，傳輸距離也由原來的幾十、幾百米發(fā)展到幾公里、幾十公里，甚至跨城省區(qū)、跨國界傳輸。從而也推動了監(jiān)控圖像的傳輸方式的變革，由單一視頻基帶傳輸方式發(fā)展到視頻基帶、雙絞線、光纖、射頻（寬頻共纜）、微波、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)多元化傳輸并存模式。由于視頻信號采用不同的傳輸方式，其傳輸介質(zhì)的物理特性不同導(dǎo)致信號傳輸距離不同，傳輸質(zhì)量也存在很大差異，故建設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)必須根據(jù)傳輸距離和圖像質(zhì)量要求選擇合適的傳輸方式。

　　2、視頻干擾與抗干擾：在視頻監(jiān)控中，視頻信號經(jīng)過線纜傳輸時，常常會遇到各種外界干擾源（例如：電源干擾、電磁波干擾、低頻干擾、靜電干擾等）影響，使監(jiān)控圖像出現(xiàn)網(wǎng)紋、橫條、噪點(diǎn)等干擾現(xiàn)象影響圖像質(zhì)量，嚴(yán)重的會使監(jiān)控系統(tǒng)無法達(dá)到業(yè)主（客戶）的要求，從而使工程商不得不亡羊補(bǔ)牢，被動地二次投資改善圖像質(zhì)量，費(fèi)力、費(fèi)財(cái)又耗時帶來不少損失。視頻干擾也是影響視頻傳輸質(zhì)量的一個重要因素，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工中是必須考慮的一個重要問題。

　　3、圖像信噪比：信噪比(S/N)就是信號與噪聲的比值，圖像信噪比和圖像清晰度一樣，都是衡量圖像質(zhì)量高低的重要指標(biāo)。圖像信噪比是指視頻信號的大小與噪波信號大小的比值，兩者是同時產(chǎn)生而又不可分離的，噪波信號為無用的信號。監(jiān)控行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，系統(tǒng)S/N≥38dB時才能達(dá)到監(jiān)控圖像傳輸國家標(biāo)準(zhǔn)，這一指標(biāo)取決于攝像機(jī)視頻信噪比、傳輸損失和干擾信號。當(dāng)噪波信號達(dá)到某個限度時對視頻信號會產(chǎn)生一定影響，所以在選擇攝像機(jī)和傳輸系統(tǒng)時，應(yīng)選擇一些視頻指標(biāo)較高的（≥50dB），以使圖像傳輸質(zhì)量得到保證。為確定這個限度，一般取兩者的比值作為衡量的標(biāo)準(zhǔn)。如果圖像的信噪比大，圖像的畫面就干凈，就看不到什么噪波的干擾（主要畫面中有雪花狀），圖像看起來就很舒服；如圖像的信噪比小，則在畫面中會布滿雪花狀干擾現(xiàn)象，就會影響圖像收看效果。

三、常見的幾個視頻傳輸方式介紹

　　1、視頻基帶傳輸：是最為傳統(tǒng)的電視監(jiān)控傳輸方式，對0～6MHz視頻基帶信號不作任何處理，通過同軸電纜（非平衡）直接傳輸模擬信號。其優(yōu)點(diǎn)是：短距離傳輸圖像信號損失小，造價(jià)低廉,系統(tǒng)穩(wěn)定。缺點(diǎn)：傳輸距離短，300米以上高頻分量衰減較大，無法保證圖像質(zhì)量；一路視頻信號需布一根電纜，傳輸控制信號需另布電纜；其結(jié)構(gòu)為星形結(jié)構(gòu)，布線量大、維護(hù)困難、可擴(kuò)展性差，適合小系統(tǒng)。

　　2、光纖傳輸：常見的有模擬光端機(jī)和數(shù)字光端機(jī)，是解決幾十甚至幾百公里電視監(jiān)控傳輸?shù)淖罴呀鉀Q方式，通過把視頻及控制信號轉(zhuǎn)換為激光信號在光纖中傳輸。其優(yōu)點(diǎn)是：傳輸距離遠(yuǎn)、衰減小，抗干擾性能最好，適合遠(yuǎn)距離傳輸。其缺點(diǎn)是：對于幾公里內(nèi)監(jiān)控信號傳輸不夠經(jīng)濟(jì)；光熔接及維護(hù)需專業(yè)技術(shù)人員及設(shè)備操作處理，維護(hù)技術(shù)要求高，不易升級擴(kuò)容。

　　3、網(wǎng)絡(luò)傳輸：是解決城域間遠(yuǎn)距離、點(diǎn)位極其分散的監(jiān)控傳輸方式，采用MPEG2/4、H.264音視頻壓縮格式傳輸監(jiān)控信號。其優(yōu)點(diǎn)是：采用網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器作為監(jiān)控信號上傳設(shè)備，有Internet網(wǎng)絡(luò)安裝上遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件就可監(jiān)看和控制。其缺點(diǎn)是：受網(wǎng)絡(luò)帶寬和速度的限制，只能傳輸小畫面、低畫質(zhì)的圖像；每秒只能傳輸幾到十幾幀圖像，動畫效果十分明顯并有延時，無法做到實(shí)時監(jiān)控。

　　4、微波傳輸：是解決幾公里甚至幾十公里不易布線場所監(jiān)控傳輸?shù)慕鉀Q方式之一。采用調(diào)頻調(diào)制或調(diào)幅調(diào)制的辦法，將圖像搭載到高頻載波上，轉(zhuǎn)換為高頻電磁波在空中傳輸。其優(yōu)點(diǎn)是：省去布線及線纜維護(hù)費(fèi)用，可動態(tài)實(shí)時傳輸廣播級圖像。其缺點(diǎn)是：由于采用微波傳輸，頻段在1GHz以上，常用的有L波段（1.0～2.0GHz）、S波段（2.0～3.0GHz）、Ku波段（10～12GHz）,傳輸環(huán)境是開放的空間很容易受外界電磁干擾；微波信號為直線傳輸，中間不能有山體、建筑物遮擋；Ku波段受天氣影響較為嚴(yán)重，尤其是雨雪天氣會有嚴(yán)重雨衰想象。