摘 要 視頻監(jiān)控技術(shù)日益發(fā)展，對圖像傳輸技術(shù)的要求日益提高，主要描述平安城市之類大型監(jiān)控系統(tǒng)可選用的數(shù)字光端機(jī)、PON網(wǎng)、無線傳輸網(wǎng)三大類主流傳輸方案，并對各類方案進(jìn)行分析，推薦了各類建設(shè)場景下的可選方案，為監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)工程的方案制定提供了參考。

【關(guān)鍵詞】通信傳輸視頻傳輸方案 綜述 光端機(jī) PON 無線

1 前言

隨著社會的進(jìn)步和網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，視頻監(jiān)控越來越被廣泛地應(yīng)用到各個領(lǐng)域，視頻監(jiān)控技術(shù)經(jīng)歷了模擬時代、半數(shù)字時代直至現(xiàn)在的全數(shù)字高清監(jiān)控時代。在視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的各個時代均經(jīng)歷著視頻編解碼技術(shù)、圖像傳輸技術(shù)、服務(wù)器處理技術(shù)的不斷發(fā)展和提高。圖像傳輸技術(shù)作為視頻監(jiān)控技術(shù)的三個重要環(huán)節(jié)之一，在傳輸帶寬、傳輸實(shí)時性能等方面的要求不斷提高。

2 基于數(shù)字光端機(jī)的視頻傳輸方案

在模擬視頻時代，視頻傳輸采用同軸電纜進(jìn)行傳輸。當(dāng)傳輸距離較長，超出同軸電纜的傳輸距離的情況下，通過視頻光端機(jī)對模擬的同軸電纜內(nèi)的視頻信號采用非壓縮數(shù)字光電轉(zhuǎn)換技術(shù)通過光纖點(diǎn)對點(diǎn)傳輸圖像，實(shí)現(xiàn)視頻信號的實(shí)時傳輸。在半數(shù)字時代，主要采用的接入方式為數(shù)字光端機(jī)的接入方式，可以滿足數(shù)字和模擬兩種信號的接入，仍然是點(diǎn)對點(diǎn)光纖接入模式。以上兩種傳輸方式在目前仍是目前在用視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主流傳輸方式。采用視頻光端機(jī)和數(shù)字光端機(jī)的傳輸方式均要求所有視頻采集點(diǎn)布放點(diǎn)對點(diǎn)的物理光纜才能完成視頻圖像到匯聚機(jī)房的傳輸。

該傳輸方案的顯著特點(diǎn)就是所有視頻采集點(diǎn)到監(jiān)控中心必須開通點(diǎn)對點(diǎn)的光通路，對光纖資源利用率低，建設(shè)成本高的顯著缺陷，此外對建設(shè)環(huán)境、機(jī)房物理空間的要求都很高。

在高清數(shù)字監(jiān)控成為當(dāng)下發(fā)展主流的背景下，視頻傳輸技術(shù)的應(yīng)用方案也亟待提高，隨著數(shù)字視頻時代的來臨，視頻信號在視頻攝像頭的嵌入式系統(tǒng)直接進(jìn)行數(shù)字化編碼后以網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號的方式傳輸，將視頻流媒體信號轉(zhuǎn)換為通用的數(shù)字信號進(jìn)行傳輸，使得各種主流的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)可以在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中靈活應(yīng)用，如PON傳輸技術(shù)、無線傳輸技術(shù)等。下文將針對視頻傳輸?shù)奶囟ōh(huán)境要求探討各類主流傳輸技術(shù)的應(yīng)用。

3 基于PON網(wǎng)的視頻傳輸方案

PON（無源光網(wǎng)絡(luò)）是由一個安裝于中心控制站的光線路終端（OLT），以及一批配套的安裝于用戶場所的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）。在OLT與ONU之間的光配線網(wǎng)（ODN）組成?；赑ON的視頻傳輸組網(wǎng)方案如圖2所示。

在視頻采集點(diǎn)安裝ONU設(shè)備，監(jiān)控點(diǎn)攝像機(jī)輸出數(shù)字視頻流通過ONU設(shè)備接入PON網(wǎng)，再通過光分路器實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)到點(diǎn)的接入OLT設(shè)備，通過OLT設(shè)備與數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)，對接實(shí)現(xiàn)視頻采集的信號傳輸。ONU的GE帶寬完全有能力穩(wěn)定地傳輸多路1080P像素的1080P的高清圖像信號（平均傳輸帶寬約6M，峰值帶寬約30-50M）。

PON的傳輸技術(shù)在高清數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下方面：

3.1 傳輸帶寬性能保障

百兆視頻光端機(jī)的點(diǎn)對點(diǎn)傳輸能力對于高清視頻30-50M的峰值傳輸帶寬能力顯得捉襟見肘，而千兆光端機(jī)的使用會大大提高建設(shè)成本。而PON的ONU設(shè)備傳輸帶寬的GE級別可以輕松地完成多路高清視頻信號的實(shí)時高效和無丟幀傳輸，為監(jiān)控中心數(shù)據(jù)的完整獲取創(chuàng)造了良好的條件。

3.2 PON網(wǎng)承載技術(shù)作為業(yè)界主流接入組網(wǎng)技術(shù)

組網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)能力強(qiáng)，在系統(tǒng)功能、需求發(fā)生重大變好石可以靈活應(yīng)對，且該承載技術(shù)具備良好的擴(kuò)展能力。在建設(shè)初期可以為設(shè)備留足端口，基于多點(diǎn)對點(diǎn)的接入方式確保了監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)容性。

3.3 PON傳輸大大節(jié)約了建設(shè)成本

目前PON技術(shù)全面推廣使用，PON設(shè)備的采購和建設(shè)成本遠(yuǎn)低于視頻光端機(jī)和數(shù)字光端機(jī)的點(diǎn)對點(diǎn)布線和傳輸方式。

4 基于無線技術(shù)的視頻傳輸方案

無線視頻傳輸系統(tǒng)就是指不用布線利用無線電波來傳輸視頻、聲音、數(shù)據(jù)等信號的監(jiān)控系統(tǒng)。曾經(jīng)的3G帶寬有限、資費(fèi)較高，WiFi傳輸距離有限、可移動性較差，無線視頻監(jiān)控并沒有得到大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用。隨著4G時代的來臨和規(guī)?；虡I(yè)應(yīng)用，無線視頻監(jiān)控與具體行業(yè)的深度融合，將成為移動視頻監(jiān)控市場發(fā)展的必然趨勢。第四代移動通信技術(shù)4G，包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式，支持100Mbps～150Mbps的下行網(wǎng)絡(luò)帶寬，4G運(yùn)用于安防行業(yè)監(jiān)控視頻及圖形信息的傳輸，不僅能夠加快數(shù)據(jù)的傳輸速度，同時也能夠滿足客戶對于高清畫面的要求。

通過在視頻采集點(diǎn)安裝無線傳輸設(shè)備，通過無線技術(shù)利用無線基站將數(shù)據(jù)信息傳輸至監(jiān)控中心。實(shí)現(xiàn)高清數(shù)據(jù)設(shè)備的、甚至是移動視頻設(shè)備（如車載監(jiān)控）的實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸能力。

無線傳輸技術(shù)在視頻監(jiān)控中的應(yīng)用優(yōu)勢主要有：

（1）通信速度更快、網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬、兼容性能好。可以在不同場合不同環(huán)境選擇不同的接入方式，在建設(shè)組網(wǎng)或是監(jiān)控系統(tǒng)擴(kuò)容時，對已經(jīng)建成系統(tǒng)的影響很小。隨著未來無線技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展這種優(yōu)勢會越發(fā)顯著。

（2）組網(wǎng)靈活?？梢造`活快捷地在各種復(fù)雜地形進(jìn)行布點(diǎn)。在車載監(jiān)控、臨時監(jiān)控布點(diǎn)等方面具有著不可比擬的優(yōu)勢。

（3）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平，易建設(shè)、易組網(wǎng)、易維護(hù)的性能在這種結(jié)構(gòu)得到了凸顯。

5 高清視頻傳輸方案的選擇分析

雖然基于數(shù)字光端機(jī)、PON網(wǎng)、無線網(wǎng)的不同傳輸方案在視頻監(jiān)控建設(shè)過程中各有優(yōu)劣，但是他們在當(dāng)前乃至未來相當(dāng)長一段時間內(nèi)都會在各種不同的場景得要應(yīng)用。如數(shù)字光端機(jī)方案比較適用與對原有標(biāo)清視頻系統(tǒng)的改造工程，此類節(jié)點(diǎn)通常已經(jīng)具備的點(diǎn)對點(diǎn)的光路條件，數(shù)字光端機(jī)的建設(shè)方案將在最大限度范圍內(nèi)減少改造難度，降低工程造價。基于PON網(wǎng)的傳輸技術(shù)方案適用新建全新視頻網(wǎng)絡(luò)，這一方案能利用穩(wěn)定可靠地有線光纜實(shí)現(xiàn)多對一的收斂組網(wǎng)，大大地降低了工程建設(shè)成本。而基于無線技術(shù)的傳輸方案受限于當(dāng)前建設(shè)成本、通信資費(fèi)和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性方面的因素，更適合于在不具備物理布線的環(huán)境下使用，也可以作為有線光纖傳輸方案的備份方案。在實(shí)際工程建設(shè)和組網(wǎng)方案選擇時，需要綜合考慮已有條件、投資規(guī)模、系統(tǒng)重點(diǎn)等方面的因素，靈活選擇各種方案甚至是混合傳輸方案的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]馮傳濱.高清視頻監(jiān)控PON承載方案[J].電信技術(shù)，2012（03）.

[2]深圳市慧明捷科技有限公司，4G公網(wǎng)無線高清圖像傳輸，http：//www.hmjtx.com/，2016.

作者簡介

石小蘭（1980-），女，江蘇省常州市人。碩士研究生學(xué)歷。現(xiàn)為中睿通信規(guī)劃技術(shù)有限公司工程師、項目主管，曾經(jīng)參與多個大型平安城市視頻監(jiān)控項目研究工作。

作者單位

中睿通信規(guī)劃設(shè)計有限公司 廣東省廣州市 510630