視頻監控圖像傳輸方式講解
1 概述
在中(zhong),監(jian)控(kong)圖象(xiang)(xiang)的(de)(de)傳輸(shu)(shu)是整(zheng)個系(xi)統(tong)的(de)(de)一(yi)個至關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)(de)環(huan)節,選擇何(he)種(zhong)介質(zhi)和(he)(he)設備(bei)傳送圖象(xiang)(xiang)和(he)(he)其它控(kong)制信(xin)號將(jiang)直接關(guan)系(xi)到監(jian)控(kong)系(xi)統(tong)的(de)(de)質(zhi)量(liang)和(he)(he)可靠性。目前(qian),在監(jian)控(kong)系(xi)統(tong)中(zhong)用來傳輸(shu)(shu)圖象(xiang)(xiang)信(xin)號的(de)(de)介質(zhi)主要(yao)有同軸電纜、雙(shuang)絞(jiao)(jiao)線(xian)和(he)(he)光(guang)纖(xian),對應的(de)(de)傳輸(shu)(shu)設備(bei)分別是同軸視頻放大器、雙(shuang)絞(jiao)(jiao)線(xian)視頻傳輸(shu)(shu)設備(bei)和(he)(he)光(guang)端機。要(yao)組建一(yi)個高質(zhi)量(liang)的(de)(de)監(jian)控(kong)網絡,就必須(xu)搞清楚(chu)這三種(zhong)主要(yao)傳輸(shu)(shu)方式的(de)(de)特(te)點(dian)和(he)(he)使(shi)用環(huan)境,以便針對實(shi)際工程需要(yao)采取(qu)合(he)適(shi)的(de)(de)傳輸(shu)(shu)介質(zhi)和(he)(he)設備(bei)。
2 同軸電纜(lan)和(he)同軸視頻(pin)放(fang)大器(qi)
一提(ti)起(qi)圖象(xiang)傳輸,人們首先(xian)總會想起(qi)同(tong)軸(zhou)電纜(lan),因為(wei)同(tong)軸(zhou)電纜(lan)是(shi)較早使(shi)(shi)用(yong),也是(shi)使(shi)(shi)用(yong)時(shi)間最長的傳輸方(fang)式。同(tong)時(shi),同(tong)軸(zhou)電纜(lan)具有價(jia)格較便宜、鋪設(she)較方(fang)便的優點,所以,一般在小范圍(wei)的監(jian)(jian)控系統中,由于傳輸距離很近(jin),使(shi)(shi)用(yong)同(tong)軸(zhou)電纜(lan)直接傳送監(jian)(jian)控圖象(xiang)對(dui)圖象(xiang)質量的損傷不大,能滿足(zu)實(shi)際要(yao)求(qiu)。
但(dan)是,根據對同(tong)(tong)(tong)軸電纜(lan)自身特性的分(fen)析,當信號(hao)在同(tong)(tong)(tong)軸電纜(lan)內傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)時其受到的衰減與傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)距離和信號(hao)本(ben)身的頻(pin)(pin)(pin)率(lv)有關。一般(ban)來講,信號(hao)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)越高,衰減越大。視(shi)頻(pin)(pin)(pin)信號(hao)的帶寬很(hen)大,達(da)到 6MHz ,并且,圖象的色彩部(bu)分(fen)被調制在頻(pin)(pin)(pin)率(lv)高端(duan),這樣,視(shi)頻(pin)(pin)(pin)信號(hao)在同(tong)(tong)(tong)軸電纜(lan)內傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)時不僅信號(hao)整體幅度受到衰減,而且各頻(pin)(pin)(pin)率(lv)分(fen)量衰減量相差很(hen)大,特別是色彩部(bu)分(fen)衰減最大。
所以,同軸電纜只(zhi)適合于近距離傳輸圖象信號(hao),當傳輸距離達到 200 米(mi)左(zuo)右時(shi),圖象質量將(jiang)會明顯(xian)下降,特別是色彩(cai)變得暗淡,有失(shi)真感。
在(zai)(zai)工(gong)程(cheng)實(shi)際中,為(wei)了延(yan)長傳輸(shu)(shu)距(ju)(ju)離,要使用同(tong)軸(zhou)(zhou)放(fang)大(da)器。同(tong)軸(zhou)(zhou)放(fang)大(da)器對(dui)視(shi)頻(pin)信號(hao)具有一定(ding)的(de)放(fang)大(da),并(bing)且還能(neng)(neng)通(tong)過均衡調整對(dui)不(bu)同(tong)頻(pin)率(lv)成分分別進行不(bu)同(tong)大(da)小的(de)補償,以(yi)使接(jie)收(shou)端輸(shu)(shu)出的(de)視(shi)頻(pin)信號(hao)失真盡量小。但是,同(tong)軸(zhou)(zhou)放(fang)大(da)器并(bing)不(bu)能(neng)(neng)無(wu)限制級(ji)聯,一般在(zai)(zai)一個點(dian)到點(dian)系統(tong)中同(tong)軸(zhou)(zhou)放(fang)大(da)器最多(duo)只能(neng)(neng)級(ji)聯 2 到 3 個,否則(ze)無(wu)法(fa)保證視(shi)頻(pin)傳輸(shu)(shu)質量,并(bing)且調整起來也很困(kun)難。因此,在(zai)(zai)監控系統(tong)中使用同(tong)軸(zhou)(zhou)電纜時,為(wei)了保證有較好(hao)的(de)圖象質量,一般將傳輸(shu)(shu)距(ju)(ju)離范圍限制在(zai)(zai)四、五百米左右。
另外(wai),同軸電纜在(zai)監控系(xi)統中傳輸圖象信號(hao)還存在(zai)著一(yi)些缺(que)點:
1 )、同軸電纜本身受(shou)氣候變化影(ying)響大,圖象質(zhi)量(liang)受(shou)到(dao)一定影(ying)響;
2 )、同軸電纜較粗,在密集監(jian)控應用時(shi)布線不(bu)太方便;
3 )、同軸(zhou)電纜(lan)一般只能傳(chuan)視頻信(xin)號,如果系統中需要同時傳(chuan)輸(shu)控制(zhi)數(shu)據(ju)、音(yin)頻等信(xin)號時,則需要另(ling)外布線;
4 )、同軸(zhou)電纜抗干擾能力有(you)限,無(wu)法應(ying)用(yong)于強干擾環境;
5 )、同軸放大器(qi)還存在(zai)著調整困難的缺點。
3 雙絞(jiao)線(xian)(xian)和雙絞(jiao)線(xian)(xian)視(shi)頻(pin)傳輸(shu)設(she)備
由于(yu)傳(chuan)(chuan)統(tong)的(de)同軸(zhou)電纜監控(kong)(kong)系(xi)統(tong)存在著一些缺點,特別是(shi)(shi)傳(chuan)(chuan)輸(shu)距離受(shou)到限(xian)制(zhi),所以尋求一種經濟(ji)、傳(chuan)(chuan)輸(shu)質量高、傳(chuan)(chuan)輸(shu)距離遠(yuan)的(de)解(jie)決方案十分必要。早期,在傳(chuan)(chuan)輸(shu)距離超(chao)過五、六(liu)百米的(de)監控(kong)(kong)系(xi)統(tong)中(zhong)一般使用多模(mo)(mo)光(guang)纖和(he)(he)多模(mo)(mo)光(guang)端機,這雖然(ran)解(jie)決了遠(yuan)距離傳(chuan)(chuan)輸(shu)的(de)問題,但是(shi)(shi)系(xi)統(tong)造(zao)價增加了很多,并且,光(guang)纖的(de)施工(gong)復雜,需要專業人員和(he)(he)專用設(she)備(bei)。所以,對這種距離不是(shi)(shi)太(tai)遠(yuan)的(de)監控(kong)(kong)系(xi)統(tong)而言,使用光(guang)纖和(he)(he)光(guang)端機還是(shi)(shi)顯得不夠(gou)經濟(ji)。
最近(jin),出現(xian)了一(yi)種雙絞線(xian)視(shi)頻傳(chuan)輸(shu)設備,通過使(shi)用(yong)此(ci)種設備,可以將(jiang)雙絞線(xian)應用(yong)于(yu)監控圖象傳(chuan)輸(shu),它很好地解決了上(shang)面的難(nan)題,在今后(hou)的監控系統(tong)中必將(jiang)被大量使(shi)用(yong)。
其實,雙(shuang)絞(jiao)(jiao)線(xian)的(de)使(shi)用(yong)(yong)由來(lai)已久,電話(hua)傳(chuan)輸(shu)使(shi)用(yong)(yong)的(de)就是(shi)雙(shuang)絞(jiao)(jiao)線(xian),在(zai)(zai)很(hen)(hen)多工業(ye)控制(zhi)系(xi)統中和(he)干(gan)擾較大的(de)場所以及遠(yuan)距(ju)(ju)離(li)傳(chuan)輸(shu)中都使(shi)用(yong)(yong)了雙(shuang)絞(jiao)(jiao)線(xian),我們今天廣泛使(shi)用(yong)(yong)的(de)局域網也(ye)是(shi)使(shi)用(yong)(yong)雙(shuang)絞(jiao)(jiao)線(xian)對(dui)。雙(shuang)絞(jiao)(jiao)線(xian)之所以使(shi)用(yong)(yong)如此廣泛,是(shi)因為它具(ju)有抗干(gan)擾能力強(qiang)、傳(chuan)輸(shu)距(ju)(ju)離(li)遠(yuan)、布線(xian)容易、價格低廉(lian)等許多優點。由于(yu)雙(shuang)絞(jiao)(jiao)線(xian)對(dui)信(xin)號(hao)也(ye)存(cun)在(zai)(zai)著(zhu)較大的(de)衰減,所以傳(chuan)輸(shu)距(ju)(ju)離(li)遠(yuan)時,信(xin)號(hao)的(de)頻(pin)(pin)率不能太高,而(er)高速信(xin)號(hao)比如以太網則(ze)只能限制(zhi)在(zai)(zai)100m以內。對(dui)于(yu)視頻(pin)(pin)信(xin)號(hao)而(er)言,帶寬達(da)到6MHz,如果直接在(zai)(zai)雙(shuang)絞(jiao)(jiao)線(xian)內傳(chuan)輸(shu),也(ye)會衰減很(hen)(hen)大,在(zai)(zai)傳(chuan)輸(shu)距(ju)(ju)離(li)為150m左右(you)時視頻(pin)(pin)信(xin)號(hao)的(de)衰減曲線(xian)如下圖所示。
因此,視(shi)(shi)頻信(xin)號(hao)在(zai)雙(shuang)(shuang)絞線(xian)(xian)上(shang)要(yao)實現(xian)遠(yuan)距離傳(chuan)輸(shu)(shu),必須(xu)進(jin)行(xing)放大和補償,雙(shuang)(shuang)絞線(xian)(xian)視(shi)(shi)頻傳(chuan)輸(shu)(shu)設(she)(she)備就是完成這種功能。加(jia)上(shang)一對雙(shuang)(shuang)絞線(xian)(xian)視(shi)(shi)頻收發(fa)設(she)(she)備后(hou),可以將(jiang)圖象(xiang)傳(chuan)輸(shu)(shu)到1至2km,如(ru)果采用中(zhong)繼方式(shi),還(huan)可以成倍增(zeng)加(jia)傳(chuan)輸(shu)(shu)距離,而且,傳(chuan)輸(shu)(shu)圖象(xiang)的(de)質量可以與光(guang)端機媲美。雙(shuang)(shuang)絞線(xian)(xian)和雙(shuang)(shuang)絞線(xian)(xian)視(shi)(shi)頻傳(chuan)輸(shu)(shu)設(she)(she)備價(jia)格都很(hen)便(bian)宜,不(bu)但(dan)沒(mei)有增(zeng)加(jia)系統造價(jia),反而在(zai)距離增(zeng)加(jia)時其造價(jia)與同軸(zhou)電纜相比下降(jiang)了許多(duo)。所以,監控(kong)系統中(zhong)用雙(shuang)(shuang)絞線(xian)(xian)進(jin)行(xing)傳(chuan)輸(shu)(shu)具有明顯的(de)優勢:
1) 傳輸距離遠、傳輸質量高。由于在雙絞線收發器中采用(yong)(yong)了先進(jin)的處理技術,極好地補(bu)償了雙絞線對視頻信號幅(fu)度(du)的衰減以及(ji)不(bu)同頻率間的衰減差,保持了原始圖象的亮度(du)和色彩以及(ji)實時性(xing),在傳輸距離達到(dao)1km或更遠時,圖象信號基本無失真(zhen)。如果采用(yong)(yong)中繼方(fang)式(shi),傳輸距離會更遠。
2) 布(bu)(bu)線(xian)(xian)方便(bian)、線(xian)(xian)纜利用率高。一(yi)(yi)對普通電話(hua)線(xian)(xian)就可(ke)(ke)以(yi)用來傳(chuan)送視頻信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)。另(ling)(ling)外,樓宇大廈內廣泛鋪設的5類(lei)非屏蔽雙絞(jiao)(jiao)線(xian)(xian)中任取(qu)一(yi)(yi)對就可(ke)(ke)以(yi)傳(chuan)送一(yi)(yi)路視頻信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao),無須另(ling)(ling)外布(bu)(bu)線(xian)(xian),即使是重新布(bu)(bu)線(xian)(xian),5類(lei)纜也(ye)比同軸纜容易。此外,一(yi)(yi)根5類(lei)纜內有4對雙絞(jiao)(jiao)線(xian)(xian),如果(guo)使用一(yi)(yi)對線(xian)(xian)傳(chuan)送視頻信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao),另(ling)(ling)外的幾對線(xian)(xian)還可(ke)(ke)以(yi)用來傳(chuan)輸音頻信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)、控制信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)、供電電源或其它信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao),提高了(le)線(xian)(xian)纜利用率,同時避免了(le)各種信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)單獨布(bu)(bu)線(xian)(xian)帶(dai)來的麻煩(fan),減少了(le)工程造(zao)價。
3) 抗干(gan)擾(rao)(rao)能(neng)力強。雙(shuang)(shuang)絞(jiao)線能(neng)有效抑(yi)制共模干(gan)擾(rao)(rao),即使(shi)在(zai)強干(gan)擾(rao)(rao)環境下,雙(shuang)(shuang)絞(jiao)線也(ye)能(neng)傳(chuan)(chuan)送極好的圖象信(xin)號(hao)(hao)。而且,使(shi)用一根(gen)纜(lan)內的幾對雙(shuang)(shuang)絞(jiao)線分別傳(chuan)(chuan)送不(bu)(bu)同的信(xin)號(hao)(hao),相(xiang)互之間不(bu)(bu)會發生干(gan)擾(rao)(rao)。
4) 可靠性高、使用(yong)方便。利用(yong)雙(shuang)絞線傳輸視頻信(xin)號,在前(qian)端要(yao)接入專(zhuan)用(yong)發射機(ji),在控制中心要(yao)接入專(zhuan)用(yong)接收(shou)機(ji)。這種雙(shuang)絞線傳輸設備價格便宜(yi),使用(yong)起(qi)來也(ye)很簡單,無(wu)(wu)需(xu)專(zhuan)業知識(shi),也(ye)無(wu)(wu)太(tai)多的*作,一(yi)次(ci)安裝(zhuang),長期(qi)穩定工(gong)作。
5) 價格便宜,取材方便。由于使(shi)用的(de)(de)是目前(qian)廣泛使(shi)用的(de)(de)普通5類非(fei)屏蔽電纜或普通電話(hua)線,購買容易,而且價格也(ye)很便宜,給工程應用帶來極大的(de)(de)方便。
4 光纖和光端機
光(guang)(guang)纖和(he)(he)光(guang)(guang)端機(ji)(ji)應用在監(jian)控(kong)領域里(li)主要(yao)是(shi)為(wei)了解(jie)決(jue)兩個問(wen)題:一(yi)(yi)是(shi)傳(chuan)輸(shu)距(ju)(ju)(ju)離(li)(li),一(yi)(yi)是(shi)環境(jing)(jing)干(gan)(gan)擾(rao)(rao)。雙(shuang)絞線和(he)(he)同軸電纜(lan)只能(neng)解(jie)決(jue)短距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)、小(xiao)(xiao)范圍內的(de)(de)(de)監(jian)控(kong)圖(tu)象傳(chuan)輸(shu)問(wen)題,如果(guo)需要(yao)傳(chuan)輸(shu)數公里(li)甚至(zhi)上(shang)百(bai)公里(li)距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)的(de)(de)(de)圖(tu)象信號(hao)則需要(yao)采(cai)用光(guang)(guang)纖傳(chuan)輸(shu)方(fang)式。另(ling)外(wai),對(dui)一(yi)(yi)些超強干(gan)(gan)擾(rao)(rao)場所,為(wei)了不(bu)受環境(jing)(jing)干(gan)(gan)擾(rao)(rao)影響,也要(yao)采(cai)用光(guang)(guang)纖傳(chuan)輸(shu)方(fang)式。因為(wei)光(guang)(guang)纖具有傳(chuan)輸(shu)帶寬(kuan)寬(kuan)、容量大、不(bu)受電磁干(gan)(gan)擾(rao)(rao)、受外(wai)界環境(jing)(jing)影響小(xiao)(xiao)等(deng)諸多優點,一(yi)(yi)根光(guang)(guang)纖就可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)傳(chuan)送(song)監(jian)控(kong)系(xi)統(tong)中需要(yao)的(de)(de)(de)所有信號(hao),傳(chuan)輸(shu)距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)達到(dao)上(shang)百(bai)公里(li)。光(guang)(guang)端機(ji)(ji)可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)提供(gong)一(yi)(yi)路(lu)(lu)(lu)和(he)(he)多路(lu)(lu)(lu)圖(tu)象接(jie)口,還可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)提供(gong)雙(shuang)向音頻接(jie)口、一(yi)(yi)路(lu)(lu)(lu)和(he)(he)多路(lu)(lu)(lu)各種類型的(de)(de)(de)雙(shuang)向數據(ju)接(jie)口(包括RS232、RS485、以(yi)(yi)(yi)太網等(deng)),將它們集成到(dao)一(yi)(yi)根光(guang)(guang)纖上(shang)傳(chuan)輸(shu)。光(guang)(guang)端機(ji)(ji)為(wei)監(jian)控(kong)系(xi)統(tong)提供(gong)了靈活的(de)(de)(de)傳(chuan)輸(shu)和(he)(he)組網方(fang)式,信號(hao)質(zhi)量好、穩(wen)定性高。近些年來(lai),由于(yu)光(guang)(guang)纖通信技術的(de)(de)(de)飛速發展,光(guang)(guang)纖和(he)(he)光(guang)(guang)器件(jian)的(de)(de)(de)價(jia)格下降很快,使得光(guang)(guang)纖監(jian)控(kong)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)造價(jia)大幅降低,所以(yi)(yi)(yi)光(guang)(guang)纖和(he)(he)光(guang)(guang)端機(ji)(ji)在監(jian)控(kong)系(xi)統(tong)中的(de)(de)(de)應用越(yue)來(lai)越(yue)普及(ji)。
光纖分為多(duo)(duo)(duo)模光纖和(he)單(dan)模光纖兩種。多(duo)(duo)(duo)模光纖由于(yu)色散(san)和(he)衰(shuai)耗(hao)較大,其(qi)最大傳(chuan)輸距離(li)一般不能超過5Km,所以(yi),除了先前已經鋪好了多(duo)(duo)(duo)模光纖的地方外(wai),在新(xin)建的工程中一般不再使(shi)用多(duo)(duo)(duo)模光纖,而(er)主(zhu)要使(shi)用單(dan)模光纖。
光(guang)纖中傳輸監(jian)控信(xin)號要使用光(guang)端機,它的作(zuo)用主要就是實現電-光(guang)和光(guang)-電轉換。光(guang)端機又分為模(mo)擬光(guang)端機和數字光(guang)端機:
1) 模擬光端機
模(mo)擬(ni)(ni)光(guang)(guang)端(duan)機采用了PFM調制(zhi)技(ji)術實時傳(chuan)輸(shu)圖象(xiang)信(xin)號,是(shi)目前使用較多的一種。發射端(duan)將模(mo)擬(ni)(ni)視(shi)頻信(xin)號先進(jin)行(xing)(xing)PFM調制(zhi)后,再(zai)進(jin)行(xing)(xing)電(dian)-光(guang)(guang)轉換,光(guang)(guang)信(xin)號傳(chuan)到接收(shou)端(duan)后,進(jin)行(xing)(xing)光(guang)(guang)-電(dian)轉換,然后進(jin)行(xing)(xing)PFM解調,恢復(fu)出視(shi)頻信(xin)號。由于采用了PFM調制(zhi)技(ji)術,其傳(chuan)輸(shu)距離(li)很(hen)容易就能(neng)達(da)到30 Km左右(you),有(you)些(xie)(xie)產品的傳(chuan)輸(shu)距離(li)可(ke)以達(da)到60 Km,甚至上百公里。并且,圖象(xiang)信(xin)號經過傳(chuan)輸(shu)后失真很(hen)小(xiao)(xiao),具有(you)很(hen)高的信(xin)噪比和很(hen)小(xiao)(xiao)的非線性失真。通過使用波分復(fu)用技(ji)術,還可(ke)以在一根(gen)光(guang)(guang)纖上實現圖象(xiang)和數(shu)據信(xin)號的雙向傳(chuan)輸(shu),滿足監(jian)控工程的實際需求。不過,這種模(mo)擬(ni)(ni)光(guang)(guang)端(duan)機也(ye)存在一些(xie)(xie)缺點:
a)生產(chan)調試(shi)較困難;
b)單根光(guang)纖實現多路圖象(xiang)傳輸較困(kun)難,性(xing)能會下降(jiang),目前這種模擬光(guang)端機一般只(zhi)能做到單根光(guang)纖上傳輸4路圖象(xiang);
c)由于采用的是模擬調制(zhi)解調技術,其穩定性(xing)不夠高,隨著使用時間的增加(jia)或環境特
性(xing)的(de)變化(hua),光(guang)端機(ji)的(de)性(xing)能也會發生變化(hua),給(gei)工程使用帶來一些不便(bian)。
2) 數字光端機
由于(yu)數(shu)(shu)字(zi)技術與傳統的(de)(de)模(mo)擬技術相比在很多(duo)方(fang)面都具有明顯的(de)(de)優勢,所以正如數(shu)(shu)字(zi)技術在許多(duo)領域取代了模(mo)擬技術一(yi)(yi)(yi)樣,光(guang)端(duan)(duan)機(ji)(ji)的(de)(de)數(shu)(shu)字(zi)化也是(shi)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)必然趨(qu)勢。目前,數(shu)(shu)字(zi)圖(tu)象(xiang)(xiang)光(guang)端(duan)(duan)機(ji)(ji)主要(yao)有兩種(zhong)技術方(fang)式:一(yi)(yi)(yi)種(zhong)是(shi)MPEG II圖(tu)象(xiang)(xiang)壓縮數(shu)(shu)字(zi)光(guang)端(duan)(duan)機(ji)(ji),另一(yi)(yi)(yi)種(zhong)是(shi)非(fei)壓縮數(shu)(shu)字(zi)圖(tu)象(xiang)(xiang)光(guang)端(duan)(duan)機(ji)(ji)。
圖(tu)象(xiang)壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)(suo)數(shu)字(zi)(zi)光端機一(yi)(yi)(yi)般(ban)采用(yong)(yong)MPEG II圖(tu)象(xiang)壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)(suo)技術,它能將活(huo)動圖(tu)象(xiang)壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)(suo)成N×2Mbps的(de)(de)(de)(de)數(shu)據流通過標準電信(xin)通信(xin)接口(kou)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)或者直(zhi)接通過光纖傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)。由于(yu)采用(yong)(yong)了圖(tu)象(xiang)壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)(suo)技術,它能大大降低信(xin)號(hao)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)帶(dai)寬,以(yi)利于(yu)占用(yong)(yong)較少的(de)(de)(de)(de)資(zi)源就能傳(chuan)(chuan)(chuan)送圖(tu)象(xiang)信(xin)號(hao)。同時(shi),由于(yu)采用(yong)(yong)了N×2Mbps的(de)(de)(de)(de)標準接口(kou),可以(yi)利用(yong)(yong)現有(you)的(de)(de)(de)(de)電信(xin)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)設備的(de)(de)(de)(de)富(fu)裕通道傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)監控(kong)圖(tu)象(xiang),為工程(cheng)應用(yong)(yong)帶(dai)來了方便。不過,圖(tu)象(xiang)壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)(suo)數(shu)字(zi)(zi)光端機也有(you)其固有(you)的(de)(de)(de)(de)缺點。其致命的(de)(de)(de)(de)弱點就是不能保證圖(tu)象(xiang)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)的(de)(de)(de)(de)實(shi)時(shi)性(xing)。因(yin)為圖(tu)象(xiang)壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)(suo)與解壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)(suo)需要(yao)一(yi)(yi)(yi)定的(de)(de)(de)(de)時(shi)間,所(suo)(suo)以(yi)一(yi)(yi)(yi)般(ban)會(hui)對(dui)所(suo)(suo)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)的(de)(de)(de)(de)圖(tu)象(xiang)產生1~2S的(de)(de)(de)(de)延時(shi)。因(yin)此,這種(zhong)設備只適合于(yu)用(yong)(yong)在(zai)(zai)對(dui)實(shi)時(shi)性(xing)要(yao)求不高的(de)(de)(de)(de)場所(suo)(suo),在(zai)(zai)工程(cheng)使用(yong)(yong)上受到一(yi)(yi)(yi)些限制(zhi)。另外,經過壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)(suo)后圖(tu)象(xiang)會(hui)產生一(yi)(yi)(yi)定的(de)(de)(de)(de)失真,并且(qie)這種(zhong)光端機的(de)(de)(de)(de)價(jia)格也偏高。
非壓(ya)縮(suo)數(shu)字圖象(xiang)光(guang)端(duan)(duan)機(ji)的(de)(de)原理就是(shi)將模(mo)擬視(shi)(shi)頻信(xin)(xin)(xin)號(hao)進(jin)行A/D變換后和語音、音頻、數(shu)據等(deng)信(xin)(xin)(xin)號(hao)進(jin)行復接(jie),再通過(guo)光(guang)纖傳(chuan)輸(shu)。它用高的(de)(de)數(shu)據速率來(lai)保(bao)證視(shi)(shi)頻信(xin)(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)傳(chuan)輸(shu)質(zhi)量和實時性,由(you)于(yu)光(guang)纖的(de)(de)帶寬非常大(da),所以這種高數(shu)據速率也并沒(mei)有對傳(chuan)輸(shu)通道提出過(guo)高要(yao)求(qiu)。非壓(ya)縮(suo)數(shu)字圖象(xiang)光(guang)端(duan)(duan)機(ji)能提供很好的(de)(de)圖象(xiang)傳(chuan)輸(shu)質(zhi)量(如武(wu)漢微創(chuang)光(guang)電技(ji)(ji)(ji)術(shu)有限(xian)公司的(de)(de)非壓(ya)縮(suo)數(shu)字光(guang)端(duan)(duan)機(ji)信(xin)(xin)(xin)噪比大(da)于(yu)60dB,微分相位失(shi)(shi)真小于(yu)2°,微分增(zeng)益失(shi)(shi)真小于(yu)2%),達到了廣播級的(de)(de)傳(chuan)輸(shu)質(zhi)量,并且圖象(xiang)傳(chuan)輸(shu)是(shi)全實時的(de)(de)。由(you)于(yu)采用數(shu)字化(hua)技(ji)(ji)(ji)術(shu),在設備中可以利用已經很成熟的(de)(de)通信(xin)(xin)(xin)技(ji)(ji)(ji)術(shu)比如復接(jie)技(ji)(ji)(ji)術(shu)、光(guang)收(shou)發技(ji)(ji)(ji)術(shu)等(deng),提高了設備的(de)(de)可靠(kao)性,也降低了成本。非壓(ya)縮(suo)數(shu)字圖象(xiang)光(guang)端(duan)(duan)機(ji)的(de)(de)優勢體(ti)現在:
a)采用了(le)數字化技(ji)術,極大(da)提高了(le)圖象(xiang)傳(chuan)輸質量;
b)數字化(hua)技術和(he)大規模(mo)集成電路的(de)使用,保證了設備(bei)工作的(de)穩定性(xing)和(he)可靠性(xing),克服(fu)了模(mo)擬光端(duan)機(ji)的(de)弊病;
c)不會產生傳(chuan)輸延時,保(bao)證了監控(kong)圖象的實時性(xing);
d)可以方便地將多路圖(tu)象(xiang)(xiang)和音頻、數據等多種信號集成(cheng)在(zai)一起(qi)通過一根光纖傳輸(shu),目前,這種非(fei)壓縮數字圖(tu)象(xiang)(xiang)光端機(ji)可以做到在(zai)單方向傳輸(shu)幾(ji)十路、甚至上(shang)百路圖(tu)象(xiang)(xiang)
數字圖(tu)象光(guang)端(duan)機(ji)(ji)的(de)技術含量高,其(qi)在(zai)監控工程(cheng)中的(de)使用時(shi)間還(huan)不(bu)長(chang),目前大都(dou)用在(zai)多(duo)路圖(tu)象傳輸方面,主要原因(yin)在(zai)于(yu)目前能夠(gou)提供這種光(guang)端(duan)機(ji)(ji)的(de)廠家(jia)還(huan)不(bu)多(duo),價格相對模(mo)擬光(guang)端(duan)機(ji)(ji)而言也稍(shao)微偏高。不(bu)過,由于(yu)數字圖(tu)象光(guang)端(duan)機(ji)(ji)特(te)別是非壓縮數字圖(tu)象光(guang)端(duan)機(ji)(ji)的(de)突出優勢,再加上大量使用后會降低成本,模(mo)擬光(guang)端(duan)機(ji)(ji)必將很(hen)快被數字圖(tu)象光(guang)端(duan)機(ji)(ji)所(suo)取代。
5 結束語
傳(chuan)(chuan)(chuan)送(song)圖象(xiang)監控信號除了以(yi)(yi)(yi)上(shang)介紹的(de)(de)三(san)種主(zhu)要方式(shi)(shi)外,也有些(xie)工(gong)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)采用(yong)了點到點無(wu)(wu)線傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)方式(shi)(shi)以(yi)(yi)(yi)及有線電視上(shang)采用(yong)的(de)(de)多路(lu)副(fu)(fu)載(zai)波復用(yong)射(she)頻傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)方式(shi)(shi)。無(wu)(wu)線傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)受(shou)環境和(he)氣(qi)候影響太大,工(gong)作不(bu)(bu)(bu)穩定,而且設(she)(she)備(bei)安(an)裝調整困難(nan);多路(lu)副(fu)(fu)載(zai)波復用(yong)射(she)頻傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)方式(shi)(shi)需要的(de)(de)設(she)(she)備(bei)多,穩定性不(bu)(bu)(bu)高,圖象(xiang)質(zhi)量(liang)較差,設(she)(she)備(bei)安(an)裝調整也很(hen)困難(nan)。所(suo)以(yi)(yi)(yi),這(zhe)兩種設(she)(she)備(bei)使(shi)(shi)用(yong)得(de)很(hen)少,也不(bu)(bu)(bu)推(tui)薦(jian)用(yong)戶(hu)使(shi)(shi)用(yong)。對(dui)于同軸電纜、雙(shuang)絞(jiao)線和(he)光(guang)(guang)纖(xian)三(san)種傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)方式(shi)(shi),用(yong)戶(hu)可以(yi)(yi)(yi)根據工(gong)程(cheng)實際情(qing)況選用(yong)。一般(ban)來說,距(ju)離(li)(li)在二、三(san)百米以(yi)(yi)(yi)內(nei),并且無(wu)(wu)環境干擾、布(bu)線空(kong)間大的(de)(de)場所(suo),可以(yi)(yi)(yi)考(kao)慮使(shi)(shi)用(yong)電纜;當(dang)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)距(ju)離(li)(li)在兩公(gong)里以(yi)(yi)(yi)內(nei),或(huo)者環境干擾大、布(bu)線要求緊湊的(de)(de)場所(suo),建議使(shi)(shi)用(yong)雙(shuang)絞(jiao)線;距(ju)離(li)(li)達到幾公(gong)里或(huo)更遠時,光(guang)(guang)纖(xian)就(jiu)是必然選擇(ze)了。當(dang)然,工(gong)程(cheng)實際中(zhong)(zhong)(zhong),不(bu)(bu)(bu)少用(yong)戶(hu)不(bu)(bu)(bu)管(guan)距(ju)離(li)(li)遠近,在同一個工(gong)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)統(tong)統(tong)使(shi)(shi)用(yong)光(guang)(guang)纖(xian),或(huo)者在距(ju)離(li)(li)較近的(de)(de)工(gong)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)統(tong)統(tong)使(shi)(shi)用(yong)雙(shuang)絞(jiao)線,這(zhe)完全由工(gong)程(cheng)的(de)(de)實際需要確定。
電話線方式:
在 PSTN 網上 , 利用(yong)用(yong)戶現有的(de)(de)電話線進行(xing)多媒體 ( 尤其是視(shi)頻(pin)信(xin)號 ) 傳輸(shu)可以采用(yong)幾種不同(tong)的(de)(de)方式:
第一是采用 MODEM 接入,采用低(di)數據(ju)速率(lv)的(de)(de) H.263 會議(yi)電視(shi)視(shi)頻壓縮標準,將幾十 K 的(de)(de)數據(ju)流(liu)通(tong)過 28.8Kbps 的(de)(de) V.34 MODEM 接入 PSTN 網(wang),傳輸 CIF 、 QCIF 每秒(miao) 5 ~ 15 幀的(de)(de)圖像。目前 33.5Kbps 至 56Kbps 的(de)(de) Modem 已很普及,這種(zhong)傳輸方式有(you)利于低(di)速率(lv)的(de)(de)視(shi)頻傳輸,幀率(lv)也可(ke)以(yi)進(jin)一步提高(gao);
第二(er)是(shi)采用(yong)(yong)(yong) XSDL 接入,主(zhu)要包括 ASDL( 下(xia)行(xing)速(su)率(lv) 1.5 ~ 9Mbps ,上行(xing)速(su)率(lv) 16 ~ 640Kbps ,傳輸距離(li) 5.5KM) ,主(zhu)要用(yong)(yong)(yong)于視(shi)頻(pin)(pin)點(dian)播(bo)和視(shi)頻(pin)(pin)廣播(bo); HSDL 使用(yong)(yong)(yong)一對兩對雙絞線,雙向速(su)率(lv)為(wei) 1.5 ~ 2Mbps ,傳輸距離(li)約為(wei) 5KM ,可作電視(shi)會議或雙向視(shi)頻(pin)(pin)控制。
DDN 方式:
DDN 是利用(yong)數字通(tong)道(dao)提(ti)(ti)供(gong)(gong)半永久性連接電路(lu),以(yi)傳輸數據(ju)信號為(wei)(wei)主的數字傳輸網絡。它主要(yao)提(ti)(ti)供(gong)(gong)中、高(gao)速率,高(gao)質(zhi)量點(dian)到點(dian)和點(dian)到多(duo)點(dian)的數字專(zhuan)用(yong)鏈路(lu),以(yi)便向用(yong)戶提(ti)(ti)供(gong)(gong)租(zu)用(yong)電路(lu)業務(wu)。其(qi)線路(lu)的通(tong)信速率為(wei)(wei) 2.4 ~ 19.2Kbps , N×64Kbps(N=1 ~ 32) 。它也可提(ti)(ti)供(gong)(gong) VPN 業務(wu)。我國郵電部(bu)門(men)已在全國范圍內建成(cheng)并開(kai)放了 DDN 業務(wu),通(tong)信帶(dai)寬(kuan)為(wei)(wei) 64K ~ 2.048M(E1) ,如果用(yong)戶沒有自備(bei)的遠程數據(ju)通(tong)信網,可以(yi)向當地郵電部(bu)門(men)申(shen)請 DDN 業務(wu)。采(cai)用(yong)該方式(shi)時,用(yong)戶可以(yi)根據(ju)自己的要(yao)求(qiu)申(shen)請帶(dai)寬(kuan),視頻(pin)終端(duan)可采(cai)用(yong) G.703 或 V.35 口將多(duo)媒體業務(wu)接入(ru) DDN 網。
ISDN 方式:
ISDN 的(de)信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)類型分為(wei)信(xin)(xin)(xin)(xin)息信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)與控(kong)制信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao),信(xin)(xin)(xin)(xin)息信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)又包括 B 信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)與 H 信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao),控(kong)制信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)為(wei) D 信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)。 B 信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)帶寬為(wei) 64Kbps 用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于傳(chuan)(chuan)送各種話音(yin)、數(shu)(shu)據(ju)或(huo)位流圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang); H 信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)帶寬為(wei) 384Kbps 或(huo) 1536Kbps 或(huo) 1920Kbps ,用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于傳(chuan)(chuan)輸高(gao)速率數(shu)(shu)據(ju)或(huo)高(gao)位流圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang); D 信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)帶寬為(wei) 16Kbps ,用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于傳(chuan)(chuan)遞控(kong)制信(xin)(xin)(xin)(xin)號以(yi)控(kong)制 B 信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao) (H 信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao) ) 的(de)呼叫,有時 D 信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)也可用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于傳(chuan)(chuan)輸低(di)速數(shu)(shu)據(ju)。 ISDN 用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu) / 網絡接口(kou)有兩(liang)種結(jie)構:基(ji)本速率接口(kou) (BRI) 和(he)基(ji)群速率接口(kou) (PRI) ,基(ji)本速率接口(kou)是(shi)(shi)(shi)將現有電(dian)話網中(zhong)的(de)普通(tong)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)線作(zuo)為(wei) ISDN 的(de)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)線而規定的(de)接口(kou),它由 2 個(ge) B 和(he)一(yi)個(ge) D 信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)組成,成為(wei) 2B+D 口(kou),傳(chuan)(chuan)輸速率為(wei) 144Kbps ; PRI 接口(kou)則(ze)是(shi)(shi)(shi)由 30 個(ge) B 信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)和(he)一(yi)個(ge) D 信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)組成成為(wei) 30B+D 口(kou),傳(chuan)(chuan)輸速率為(wei) 2Mbps 相當于一(yi)個(ge) E1 口(kou)。在 ISDN 的(de) BRI 中(zhong)傳(chuan)(chuan)輸聲像(xiang)(xiang)(xiang)信(xin)(xin)(xin)(xin)號時,有三種方案可供(gong)選擇:一(yi)是(shi)(shi)(shi)將圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)與聲音(yin)集(ji)中(zhong)在一(yi)條(tiao)(tiao) B 信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao) (64Kbps) 中(zhong)傳(chuan)(chuan)輸,如(ru)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong) 48Kbps ,聲音(yin)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong) 16Kbps ;二是(shi)(shi)(shi)使用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)兩(liang)個(ge) B 信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao),一(yi)條(tiao)(tiao)傳(chuan)(chuan)輸圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang) (64Kbps) ,另(ling)一(yi)條(tiao)(tiao)傳(chuan)(chuan)輸聲音(yin) (64Kbps) ;三是(shi)(shi)(shi)將兩(liang)條(tiao)(tiao) B 信(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)混合起來作(zuo)為(wei)一(yi)條(tiao)(tiao) 128Kbps 的(de)線路使用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong),圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong) 112Kbps ,聲音(yin)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong) 16Kbps 。 ISDN 的(de)接口(kou)可以(yi)通(tong)過專用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de) ISDN 通(tong)信(xin)(xin)(xin)(xin)卡將視(shi)頻多媒體(ti)監控(kong)終端接入。
光纖信道:
光纖(xian)信(xin)道傳(chuan)輸(shu)質量高,信(xin)道穩定是人所共知的優點。光通(tong)信(xin)端機包括 PCM 基(ji)群(qun)復(fu)接(jie)(jie)(jie)設備、二次群(qun)、三次群(qun)、四次群(qun)等跳(tiao)群(qun)復(fu)接(jie)(jie)(jie)設備。其中 PCM 基(ji)群(qun)復(fu)接(jie)(jie)(jie)設備向用戶提(ti)(ti)供(gong)(gong)符合(he) G.703 標(biao)準的 64Kbps 接(jie)(jie)(jie)口(kou),可以將低速率(lv)的視頻數據直接(jie)(jie)(jie)送(song)入 PCM 終(zhong)(zhong)端進行傳(chuan)輸(shu)。而復(fu)接(jie)(jie)(jie)設備直接(jie)(jie)(jie)向用戶提(ti)(ti)供(gong)(gong)符合(he) G.703 標(biao)準的 E1 接(jie)(jie)(jie)口(kou),其速率(lv)為 2.048Mbps 的傳(chuan)輸(shu)信(xin)道帶寬,經(jing) G.703/V.35 E1 通(tong)信(xin)卡將視頻監控終(zhong)(zhong)端接(jie)(jie)(jie)入光纖(xian)線路(lu)。
無線傳輸:
無(wu)(wu)線(xian)傳(chuan)(chuan)輸(shu)主要是(shi)指數(shu)傳(chuan)(chuan)電臺和無(wu)(wu)線(xian)擴頻傳(chuan)(chuan)輸(shu),在目(mu)前大多(duo)數(shu)企(qi)業單位都(dou)有自己的(de)無(wu)(wu)線(xian)專網(wang),無(wu)(wu)線(xian)專網(wang)可(ke)以(yi)支持多(duo)點(dian)遠端接(jie)(jie)入,它們一(yi)般可(ke)以(yi)提(ti)供 64K ~ 42Mbps 的(de)信道帶寬。同(tong)時,這些無(wu)(wu)線(xian)專網(wang)在建設規劃(hua)時,大都(dou)已(yi)預留出用(yong)作傳(chuan)(chuan)輸(shu)視(shi)頻圖(tu)像的(de)帶寬,只要將視(shi)頻終端以(yi) IP 方(fang)式接(jie)(jie)入并與(yu)原(yuan)來的(de)數(shu)據、話(hua)音業務作無(wu)(wu)縫連接(jie)(jie),即可(ke)實現多(duo)媒體通信。
VSAT 衛(wei)星(xing)線路:
衛(wei)(wei)星(xing)傳(chuan)輸系統覆蓋地域廣,施工量少,是(shi)其它傳(chuan)輸系統無法替代(dai)的,特(te)別是(shi)對移動的 VSAT 站,具有機動性,是(shi)軍隊(dui)國防部門通信(xin)的重要手段,衛(wei)(wei)星(xing)甚小(xiao)口徑地面站也是(shi)偏(pian)遠地區的主要通信(xin)手段,一(yi)般用戶可以向衛(wei)(wei)星(xing)運(yun)營(ying)公司(si)租用衛(wei)(wei)星(xing)線路,如將 64Kbps 串行數(shu)據轉(zhuan)換為(wei) V.35 接口建(jian)立視頻連接。
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