HD BaseT瞄準高清視頻監控系統的設計

HD-SDI CCTV與IP CCTV

近年來(lái)，閉路監控設備已由高清數字設備所主導，高清數字設備已成為視頻監控產(chǎn)業(yè)中的主流。最近的報告結果表明，到2016年，超過(guò)45%的監控攝像頭出貨品將以數字技術(shù)為基礎。全部攝像頭中約35%將支持最高1080@30p的分辨率。

隨著(zhù)市場(chǎng)上推出越來(lái)越多的高清(HD)數字安全攝像頭，閉路電視制造商正在尋找差異化，并根據他們的高清分辨率產(chǎn)品推出獨特的銷(xiāo)售主張。這些廠(chǎng)商應支持的功能包括：監控更廣泛的區域(利用HD格式);極佳的圖像清晰度和高色彩再現;高幀頻(支持1080@60P);利用先進(jìn)的邊緣分析程序;以及熱圖像處理。

本文將回顧影響閉路電視監控市場(chǎng)的關(guān)鍵因素，專(zhuān)注于發(fā)送高清晰度圖像的數字技術(shù)以及先進(jìn)的監控功能。

HD-SDI CCTV

高清串行數字接口(HD-SDI)根據SMPTE協(xié)會(huì )制定的SDI廣播標準來(lái)傳輸視頻。在閉路電視市場(chǎng)上，HD-SDI可通過(guò)現有的RJ59U模擬基礎設施或高端同軸電纜(如RJ6或RJ11)來(lái)傳輸高清圖像。

在提到“模擬”時(shí)，它往往指的是“標準”分辨率：不是640×420 4CIF，就是720×486分辨率的D1。

HD-SDI支持30fps(每秒幀數)的1280×720p或1920×1080p實(shí)時(shí)高清分辨率。在2011和2012年的閉路電視貿易展上，大批制造商展出了HD-SDI攝像頭。

同軸高清技術(shù)有著(zhù)光明的未來(lái)，這項技術(shù)反映出了人們對未壓縮高清技術(shù)日益增長(cháng)的需求。

IP CCTV

IP攝像頭通過(guò)數字包穿過(guò)LAN或互聯(lián)網(wǎng)傳播實(shí)時(shí)視頻流。這意味著(zhù)人們可以通過(guò)智能手機、平板電腦或者其他網(wǎng)絡(luò )設備遠程訪(fǎng)問(wèn)視頻流和進(jìn)行遠程存儲。

IP閉路電視系統不需要本地錄像，可以通過(guò)本地網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)傳送圖像，并記錄、查看和管理圖像。IP攝像頭提供了上萬(wàn)像素的高細節精確度，比標準模擬攝像頭的質(zhì)量好上至少3倍。此外，IP閉路電視攝影機不需要單獨的電源，支持POE(通過(guò)以太網(wǎng)供電)，還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )電纜供電。另一個(gè)好處是，IP系統支持直接使用標準的基于IP的服務(wù)，如通過(guò)FTP發(fā)送e-mail或圖像。

基于IP的解決方案有其優(yōu)勢，但在涉及到實(shí)時(shí)的高幀頻視頻圖像時(shí)，延遲是一個(gè)關(guān)鍵因素。其他高清攝像頭在使用LAN解決方案中的HD-SDI或未壓縮數碼閉路電視時(shí)，會(huì )以每秒30張圖像的幀速率產(chǎn)生無(wú)IP故障或順暢的未壓縮圖像。

基于LAN的未壓縮數字閉路電視

在HDBaseT技術(shù)的基礎上，閉路電視解決方案能夠傳輸無(wú)壓縮的高清視頻、音頻、電源和控制信號。它采用的是一根標準的150米長(cháng)LAN(cat5e/cat6a)電纜。

HDBaseT是在專(zhuān)業(yè)AV和消費電子產(chǎn)品市場(chǎng)上眾所周知的標準。它用來(lái)長(cháng)距離傳輸高清多媒體內容。該技術(shù)是由HDBaseT聯(lián)盟制定的，該聯(lián)盟由LG、三星、索尼電影公司和Valens半導體公司建立。LAN上的未壓縮數字閉路電視利用了成功的HDBaseT技術(shù)，為閉路電視市場(chǎng)提供了同樣簡(jiǎn)單、價(jià)格優(yōu)惠和高質(zhì)量的產(chǎn)品。

HD-SDI的RG-59U同軸電纜限制為100米長(cháng)，此時(shí)IP會(huì )出現實(shí)時(shí)圖像失真。而HDBaseT方案在與IP方案相同的設備上可提供長(cháng)達150米的連接電纜，從而實(shí)現IP閉路電視系統的擴展和簡(jiǎn)單移動(dòng)。

在所有的未壓縮技術(shù)中，視頻圖像要錄入DVR時(shí)，錄像機需要將未壓縮圖像轉換為H.264或類(lèi)似格式，否則記錄數據傳輸速率將會(huì )很高。

到目前為止，文中討論的都是傳輸視頻圖像數據的技術(shù)。那么，觸發(fā)這些技術(shù)的市場(chǎng)因素有哪些?閉路電視市場(chǎng)的技術(shù)要求又是什么?以下章節將試圖解決一些這樣的問(wèn)題。

閉路電視監控工程成本的案例

行業(yè)發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步

快速發(fā)展的一些行業(yè)(例如：交通運輸、零售或者銀行業(yè))都在推動(dòng)人們對高端閉路電視產(chǎn)品的需求。例如：交通系統要變成“智能交通系統”，火車(chē)要變成高速列車(chē)，而機場(chǎng)要容納更多的乘客。這些系統都要有高品質(zhì)的閉路電視產(chǎn)品和應用程序。

人們對高清圖像的需求在不斷增加，這加快了模擬系統向IP/網(wǎng)絡(luò )系統或未壓縮高清數字設備的轉化。模擬市場(chǎng)已達到飽和點(diǎn)。在產(chǎn)品的生命曲線(xiàn)圖上，模擬攝像頭可能正處于成熟階段的高峰期;它將被IP攝像頭或其他數碼產(chǎn)品所取代。

一些大城市于2000年開(kāi)始建設城市安全項目，后來(lái)，這些項目在全球的發(fā)展勢頭上漲。據估算在2016年有300萬(wàn)個(gè)城市將會(huì )建設閉路電視保安系統。

所有閉路電視技術(shù)的目標都是要滲入到現有的模擬市場(chǎng)，要引導現在的市場(chǎng)玩家轉向數字技術(shù)。當然，所有這些技術(shù)都需要供應商具有互動(dòng)性和兼容性。這個(gè)生態(tài)系統只能通過(guò)使用一個(gè)統一并被廣泛采用的標準才能實(shí)現。

高清數碼攝像頭傳輸未壓縮的高清視頻會(huì )產(chǎn)生較高的存儲需求和成本。未壓縮高清數字若是想要進(jìn)入主流的模擬采購市場(chǎng)，存儲價(jià)格必須優(yōu)惠。

制造商需要熟悉不同的技術(shù)，才能針對各種情況給出正確的解決方案。未壓縮高清數字產(chǎn)品的定位是成為模擬產(chǎn)品的潛在替代品，而基于IP/網(wǎng)絡(luò )的視頻監控解決方案的定位是在現有企業(yè)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中成為大規模部署的最佳解決方案。但是，這是不是正確的方法呢?

閉路電視監控工程成本的案例

利用HD-SDI技術(shù)的閉路電視系統(如：基于同軸電纜的無(wú)壓縮高清);利用HDBaseT技術(shù)的閉路電視系統(如：基于LAN的無(wú)壓縮高清);IP/網(wǎng)絡(luò )閉路電視系統。

新中央銀行總部大廈的新閉路電視安裝的系統要求包括：全高清1080@30fps，100%覆蓋率;實(shí)時(shí)現場(chǎng)查看，系統總延遲低于150ms;24/7安全覆蓋;穩定和可靠的系統(安全數據);先進(jìn)的視頻分析，可追查可疑活動(dòng);集成為更大監控系統的一部分(低帶寬控制，通過(guò)現有的ADSL網(wǎng)絡(luò )傳送圖像到遠程位置);簡(jiǎn)單的日常維護(易于安裝和使用)。閉路電視設備則需要89x高清DVR、89高清攝像頭及WKC-100(CMS中心的關(guān)鍵控制器)。圖1對中央銀行位置點(diǎn)的閉路電視項目布局進(jìn)行了說(shuō)明。

最有效的解決方案是部署在LAN解決方案上的新型未壓縮閉路電視：與HD-SDI相比便宜20%左右，與IP相比要便宜37%;面向未來(lái)的設計支持高達1080@60fps的未壓縮圖像分布。

兩種未壓縮技術(shù)(通過(guò)LAN和同軸電纜)都提供了可靠的解決方案：它們都采用了簡(jiǎn)單安裝(同軸電纜或CATx)，基于HDBaseT的解決方案還使用了當前的IP基礎設施，并支持未來(lái)向IP的遷移;它們都減少了在整個(gè)安裝路徑上的故障點(diǎn)(無(wú)需網(wǎng)絡(luò )設備);更好的未壓縮圖像性能具有更好的色彩再生性，能夠實(shí)現低延遲和高幀率的傳輸。