視頻監控無(wú)線(xiàn)傳輸解決方案淺析

視頻監控市場(chǎng)在中國方興未艾，前景非常廣闊。據相關(guān)統計，從2011年-2013年視頻監控市場(chǎng)規模將保持年均20%以上的增幅，其中高清視頻監控市場(chǎng)的年復合增長(cháng)率更是將達36%。視頻監控對傳輸的穩定性、可靠性、低時(shí)延性提出了非?？量痰囊?，而高清視頻監控市場(chǎng)對傳輸帶寬也提出了非常高要求。無(wú)線(xiàn)傳輸作為視頻監控的有線(xiàn)傳輸一個(gè)重要補充，對視頻監控項目的成功與否起著(zhù)非常關(guān)鍵的作用。目前市場(chǎng)的無(wú)線(xiàn)視頻傳輸技術(shù)種類(lèi)繁多，主要有3G網(wǎng)絡(luò )、McWill、wifi和新一代無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋等技術(shù)。3G網(wǎng)絡(luò )作為一個(gè)廣覆蓋而又無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò )，具有一些諸如成本低、帶寬低特點(diǎn)，適應于低帶寬和低密度的視頻監控系統部署。McWill技術(shù)具有覆蓋性好特點(diǎn)，但帶寬低、相對成本高仍然制約著(zhù)其發(fā)展。目前在行業(yè)市場(chǎng)上基于Wifi技術(shù)和新一代無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋技術(shù)部署的視頻監控傳輸系統較多，其各有優(yōu)勢。

Wifi技術(shù)以其終端的經(jīng)濟性和互操作性而被廣泛使用并被大家認可。而新一代無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋技術(shù)作為一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)承載高清視頻監控的技術(shù)也越來(lái)越受到大家的重視。本文主要將基于OFDM/MIMO/分集技術(shù)的新一代無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋技術(shù)和基于802.11n技術(shù)的Wifi在視頻監控傳輸這個(gè)特定的領(lǐng)域做一個(gè)分析對比。

高容量點(diǎn)對多點(diǎn)(HPMP)新一代無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋視頻傳輸系統可以傳輸200Mbps凈吞吐量，傳輸距離最遠可達40公里，非常適合用于野外的高清視頻監控傳輸，可以充分保證服務(wù)質(zhì)量及帶寬。

以下是高容量點(diǎn)對多點(diǎn)的新一代無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋傳輸系統領(lǐng)先802.11nWi-Fi點(diǎn)對多點(diǎn)的優(yōu)勢：

1.高容量基站

高容量點(diǎn)對多點(diǎn)扇區基站提供200Mbps凈吞吐量，為現今市場(chǎng)上最高容量，支持語(yǔ)音，數據及高清視頻監控的解決方案。通過(guò)向每個(gè)遠端客站戶(hù)提供專(zhuān)有帶寬，RADWIN解決方案支持每個(gè)扇區連接更多高清攝像頭。這是現在唯一可向每個(gè)遠端站提供50Mbps帶寬并支持每個(gè)遠端站部署多個(gè)高清(HD)攝像頭與自動(dòng)跟蹤(PTZ)攝像頭的解決方案。

Wi-Fi接入點(diǎn)和客戶(hù)端發(fā)送數據前會(huì )對空中接口進(jìn)行檢測。如果發(fā)現某種程度的干擾(通常在免許可頻段)，數據傳輸將會(huì )有短時(shí)間或長(cháng)時(shí)間的延時(shí)，大大降低了有效容量。同時(shí)由于Wifi系統在傳輸數據之前采用沖突檢測機制，通過(guò)爭搶機制實(shí)現數據傳輸，也大大提高了時(shí)延和降低了吞吐量。

2.廣袤的傳輸距離

一般Wifi的傳輸距離僅為幾百米，特殊設計的Wifi室外傳輸距離僅為幾公里。而新一代無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋系統可以提供最高達40公里的傳輸距離，極大提高了覆蓋范圍，從而提高了設備的利用效率。

3.保持高頻譜效率的同時(shí)實(shí)現零錯誤傳輸

延時(shí)或丟幀會(huì )在數據空中鏈路傳輸時(shí)對圖像質(zhì)量造成很大影響。新一代無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋傳輸系統支持獨特的混合快速自動(dòng)重傳請求(ARQ)協(xié)議，進(jìn)行高效零錯誤傳輸。這項技術(shù)保證在高干擾和擁擠頻譜下進(jìn)行不降低頻譜效率的高質(zhì)量視頻監控傳輸。

在基于Wi-Fi的解決方案中，當接收到錯誤數據時(shí)，發(fā)送方會(huì )重發(fā)數據包。在頻譜干擾的情況下將會(huì )大大降低有效容量，增加延時(shí)，傳輸不穩定的同時(shí)損害圖像質(zhì)量。

4.每個(gè)攝像頭都保證超高的圖像質(zhì)量

新一代無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋傳輸系統保證為每個(gè)遠端站(攝像頭站點(diǎn))預分配專(zhuān)有時(shí)隙。這種方法確保統一一致的高質(zhì)量視頻傳輸性能，防止由于一個(gè)遠端站承載低劣的傳輸品質(zhì)而造成所有遠端站共享扇區容量等級的降低。另外，系統還提供了固定低延遲幫助消除圖像像素化。這些獨特優(yōu)勢保證了云臺、運動(dòng)監測和車(chē)牌識別等視頻實(shí)時(shí)監控攝像頭的有效運行。

Wi-Fi接入點(diǎn)缺乏程序管理空中鏈路，因此不能保證所有遠端站的帶寬。另外，Wi-Fi傳輸延遲是多樣和不可預測的。這會(huì )導致高傳輸抖動(dòng)，降低視頻質(zhì)量。

5.全方位支持組播

新一代無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋傳輸系統支持組播通信，內置了先進(jìn)的VLAN網(wǎng)絡(luò )保證視頻管理服務(wù)器啟用組播傳輸功能，接收來(lái)自多個(gè)不同地址的攝像頭視頻流。

Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )組播傳輸由于高數據包丟失率造成的干擾和障礙導致其性能很差。另外Wi-Fi數據包會(huì )以最低速率傳輸數據以增強組播通信的可靠性。這使得組播通信更容易受到干擾并導致容量的降低。

6.專(zhuān)為戶(hù)外使用設計

新一代無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋傳輸系統采用OFDM,MIMO2x2,空間分集和干擾抑制等技術(shù)，在密集市區內常見(jiàn)的近非視距/非視距(nLOS/ NLOS)情況下同樣保證高質(zhì)量傳輸，。

Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )被設計用于室內和短距離使用，因此在室外尤其是非視距下性能表現非常差，在現實(shí)部署中其有效的容量會(huì )大大降低。

下圖是在相同的非視距條件下，通過(guò)知名的802.11nWifi產(chǎn)品和我們新一代無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋傳輸在無(wú)線(xiàn)鏈路上傳輸4路高清視頻流的實(shí)際測試結果。

通過(guò)該圖可以看出，采用新一代無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋傳輸系統的視頻流均非常穩定，而采用WiFi的四路圖像帶寬波動(dòng)較大，帶來(lái)的直接效果就是視頻圖像的流暢性不同。

總結

新一代無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋傳輸系統(RADWIN5000)基站傳輸使用比Wi-Fi解決方案更小的光譜切片，尤其適用于嘈雜的免許可頻段和非視距環(huán)境下進(jìn)行高容量傳輸。其每個(gè)遠端站支持更多的攝像頭和組播傳輸地址，獨特的專(zhuān)用帶寬和固定低延時(shí)保證了視頻圖像的高質(zhì)量傳輸。而基于802.11n的Wifi技術(shù)更適合低帶寬、相對短距離的數據傳輸和接入。