監控系統視頻傳輸方法的選擇與技術(shù)淺析

一、概述

　　監控系統中，通常按照功能分為前端部分、傳輸部分和主控部分，傳輸系統將監控系統的前端設備與終端設備聯(lián)系起來(lái)的物理通道。前端設備所產(chǎn)生的圖像信號、聲音信號、各種報警信號通過(guò)傳輸系統傳送到控制中心，并將控制中心的控制指令傳送到前端設備。

　　系統工程中，良好的視頻傳輸設計是監控系統中非常重要的一部分。如果建設一套好的系統，選用的都是高指標、高畫(huà)質(zhì)的攝像機、鏡頭、監視器、錄像機，但是沒(méi)有良好的傳輸系統，最終在監視器上看到的圖像將無(wú)法令人滿(mǎn)意。根據“木桶法則”，最終的圖像質(zhì)量將取決于整個(gè)系統中最差的一環(huán)；而這最差的一環(huán)往往就是傳輸系統。系統的設計和安裝人員必須根據實(shí)際需要選擇合適的傳輸方式、高質(zhì)量的傳輸線(xiàn)纜、專(zhuān)用連接頭和設備、并按專(zhuān)業(yè)標準進(jìn)行安裝，才能達到理想的傳輸效果。

二、監控系統圖像傳輸的幾個(gè)要點(diǎn)

　　監控系統往往要根據不同用戶(hù)、系統規模、覆蓋面積、信號傳輸距離、信息容量等對系統的功能及質(zhì)量指標要求不同，而采用不同的傳輸方式。監控系統中往往也要求傳輸報警信號、音頻信號、控制數據信號等，但圖像傳輸決定著(zhù)監控系統的好與壞,是最受關(guān)注的。由于動(dòng)態(tài)圖像信號的信息量大，頻帶寬，監視實(shí)時(shí)性強，因此傳輸的重點(diǎn)就是視頻圖像信號的傳輸。

　　1、衰減傳輸距離：監控普及化進(jìn)程的加速及應用領(lǐng)域日益廣泛并不斷拓展，促使監控系統規模不再局限于幾至幾十個(gè)點(diǎn)，傳輸距離也由原來(lái)的幾十、幾百米發(fā)展到幾公里、幾十公里，甚至跨城省區、跨國界傳輸。從而也推動(dòng)了監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(xiàn)、光纖、射頻（寬頻共纜）、微波、數字網(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)的物理特性不同導致信號傳輸距離不同，傳輸質(zhì)量也存在很大差異，故建設監控系統必須根據傳輸距離和圖像質(zhì)量要求選擇合適的傳輸方式。

　　2、視頻干擾與抗干擾：在視頻監控中，視頻信號經(jīng)過(guò)線(xiàn)纜傳輸時(shí)，常常會(huì )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，使監控圖像出現網(wǎng)紋、橫條、噪點(diǎn)等干擾現象影響圖像質(zhì)量，嚴重的會(huì )使監控系統無(wú)法達到業(yè)主（客戶(hù)）的要求，從而使工程商不得不亡羊補牢，被動(dòng)地二次投資改善圖像質(zhì)量，費力、費財又耗時(shí)帶來(lái)不少損失。視頻干擾也是影響視頻傳輸質(zhì)量的一個(gè)重要因素，在系統設計、施工中是必須考慮的一個(gè)重要問(wèn)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。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(shí)產(chǎn)生而又不可分離的，噪波信號為無(wú)用的信號。監控行業(yè)標準規定，系統S/N≥38dB時(shí)才能達到監控圖像傳輸國家標準，這一指標取決于攝像機視頻信噪比、傳輸損失和干擾信號。當噪波信號達到某個(gè)限度時(shí)對視頻信號會(huì )產(chǎn)生一定影響，所以在選擇攝像機和傳輸系統時(shí)，應選擇一些視頻指標較高的（≥50dB），以使圖像傳輸質(zhì)量得到保證。為確定這個(gè)限度，一般取兩者的比值作為衡量的標準。如果圖像的信噪比大，圖像的畫(huà)面就干凈，就看不到什么噪波的干擾（主要畫(huà)面中有雪花狀），圖像看起來(lái)就很舒服；如圖像的信噪比小，則在畫(huà)面中會(huì )布滿(mǎn)雪花狀干擾現象，就會(huì )影響圖像收看效果。

三、常見(jiàn)的幾個(gè)視頻傳輸方式介紹

　　1、視頻基帶傳輸：是最為傳統的電視監控傳輸方式，對0～6MHz視頻基帶信號不作任何處理，通過(guò)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,系統穩定。缺點(diǎn)：傳輸距離短，300米以上高頻分量衰減較大，無(wú)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；其結構為星形結構，布線(xiàn)量大、維護困難、可擴展性差，適合小系統。

　　2、光纖傳輸：常見(jiàn)的有模擬光端機和數字光端機，是解決幾十甚至幾百公里電視監控傳輸的最佳解決方式，通過(guò)把視頻及控制信號轉換為激光信號在光纖中傳輸。其優(yōu)點(diǎn)是：傳輸距離遠、衰減小，抗干擾性能最好，適合遠距離傳輸。其缺點(diǎn)是：對于幾公里內監控信號傳輸不夠經(jīng)濟；光熔接及維護需專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員及設備操作處理，維護技術(shù)要求高，不易升級擴容。

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

　　4、微波傳輸：是解決幾公里甚至幾十公里不易布線(xiàn)場(chǎng)所監控傳輸的解決方式之一。采用調頻調制或調幅調制的辦法，將圖像搭載到高頻載波上，轉換為高頻電磁波在空中傳輸。其優(yōu)點(diǎn)是：省去布線(xiàn)及線(xiàn)纜維護費用，可動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)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(kāi)放的空間很容易受外界電磁干擾；微波信號為直線(xiàn)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重，尤其是雨雪天氣會(huì )有嚴重雨衰想象。