2011年6月25日 星期六

‧ 探討紅外攝影機的組成部分及功能分析

安防監控網原創 作者:沙子

  200112月,全球第一台紅外攝影機誕生,這標誌著安防第一次突破自然環境的局限,在黑暗環境下獲取高品質的畫面成為可能。

  據有關資料提供的資料,在2007年北京的安防工程項目中,紅外攝影機的佔有率已經超過58%,到2008年甚至達到了63%。近兩年來,紅外攝影機的平均增長速度高達20%;按照這樣的速度,預計從2012年到2015年,紅外攝影機的市場佔有率應該和普通攝影機相當,甚至超過普通攝影機。

  應說,紅外攝影機能夠獲得如此快速的發展脫離不了兩方面的推動:第一,紅外攝影機技術的發展,第二,人們對夜間監控需求的提升。當然,本文並不旨在討論紅外攝影機的發展歷程,而是如題目所說,將一一剖析紅外攝影機的重要組成部分以及對各個部件的作用。

  紅外攝影機主要用於在無可見光或者微光的黑暗環境下,採用紅外發射裝置主動將紅外光投射到物體上,紅外光經物體反射後進入鏡頭進行成像,這時我們所看到的是由紅外光反射所成的畫面,而不是可見光反射所成的畫面,這時便可拍攝到黑暗環境下肉眼看不到的畫面。

  那麼,紅外攝影機的主要組成部分有哪些呢?如果你對紅外攝影機有足夠的瞭解,答案肯定會脫口而出:紅外燈、鏡頭、攝影主機板以及攝影機外殼。毫無疑問,這四大部件對紅外攝影機的正常工作都起著毋庸置疑的作用。其中,攝影機外殼主要起到固定紅外燈、鏡頭、攝影主機板等部件的組合,對以上各部件進行保護,達到防水、防塵、防擊的作用,同時也能使得整個攝影機更加美觀,因此,在本文中,攝影機外殼就在此一筆帶過,下文中,我們將重點對紅外燈、鏡頭、攝影主機板進行分析。

紅外燈
  目前來說,紅外攝影機分為兩種,一種是被動紅外技術,一種是主動紅外技術。被動紅外技術主要利用物體的0℃~273℃以上都有紅外光發射的原理,對其進行夜間拍攝;而主動的紅外攝影技術則是依靠外來的光源支援如紅外燈等設備,利用攝影機的圖像感測器可以感受紅外光的光譜特性,從而實現夜視監控。本文中,我們將主要針對主動紅外技術進行探討。

  應該說,如果沒有紅外燈,紅外攝影機則無異于普通的攝影機,因此,可以說,紅外燈是紅外攝像影機的標誌性配件,其影響著紅外攝影機的成像效果。紅外攝影機紅外燈的選用,關係到紅外攝影機的壽命、有效照射距離、範圍等。

  說到壽命問題,我們有必要先來瞭解一下目前市場上使用的紅外燈種類,現在的紅外攝影機中一般是採用單晶片LED紅外燈或多晶片LED紅外燈,還有一種就是鹵素燈。鹵素燈是一個十分古老的技術,能耗高,發熱量驚人,使用壽命短,因其使用效率低下,並不能夠做到遠距離,估計很快會退出市場。多晶片LED燈因其結構先天固有缺點,沒有發光焦點,發光光學系統不合理,有用光效率也比較低,而 LED燈發熱最怕高溫,多晶片發熱量又大,壽命非常差。相比之下,單晶片LED燈生產技術簡單,品質容易保證,發熱量低,發光光學系統合理,理論上使用壽命可達10萬小時以上,成為紅外燈理想的器件。

  另外,從紅外燈照射距離來看,紅外燈的最大照明範圍取決於天氣條件、物體的反光率和周圍的光照水準,紅外聚光燈最遠的投射範圍基本如下:(最理想值)

  500W=150200米; 300W=80120米; 50W=1530米; 30W=515

  各行業在選用紅外燈時可根據其瓦數來決定照明距離的遠近, 當然,該數值僅供參考,並非絕對化數值。

  除了紅外燈瓦數之外,角度也會影響紅外燈的照射範圍。一般來說,大家或許會認為紅外燈角度越大越好,紅外燈發射角度越大,選用鏡頭餘地也越大,選擇廣角鏡頭不會出現“手電筒”現象。所以,市面上很多生產廠商都會吹噓自己的紅外燈角度如何之大。

  然而,紅外燈角度的大小與鏡頭的大小有關。一般來說,假如一盞紅外燈的發光角度為80(相當於f3.5mm鏡頭的角度),如果配合f3.5mm的鏡頭,那麼,會有百分之九十九的光是在鏡頭視場以外,也就是說,只有百分之一的光是有用的,其它都浪費了。一般情況下,紅外燈的角度需要與鏡頭的角度一致,這樣才可能達到最佳的照射效果。

鏡頭
  鏡頭也是紅外攝影機中一個很重要的因素,它的品質優劣直接影響著攝影機的整機指標。鏡頭相當於人眼的晶狀體,如果沒有晶狀體,人眼看不到任何物體;如果沒有鏡頭,那麼攝影機所輸出的圖像就是白茫茫的一片,沒有清晰的圖像輸出。當人眼的肌肉無法將晶狀體拉伸至正常位置時,就是人們常說的近視眼,眼前的景物就變得模糊不清。攝影機與鏡頭的配合也與此類似,當圖像變得不清楚時,可以調整攝影機的後焦點,改變CCD晶片與鏡頭基準面的距離(相當於調整人眼晶狀體的位置),可以將模糊的圖像變得清晰。由此可見,鏡頭在攝影機。

  鏡頭的通光量的相對孔徑,決定了鏡頭的通光能力。相對孔徑F1.0的鏡頭通光量是相對孔徑F2.0的鏡頭通光量四倍,上文剛剛說到紅外燈角度與鏡頭大小的關係,同樣的攝影機、紅外燈,上述兩種鏡頭,紅外作用距離可相差一倍。

  一般來說,大孔徑鏡頭在紅外監控方面比常規普通鏡頭好四到十倍,按理說應該成為紅外夜視監控的必須配套產品。然而,由於成本高昂,技術難度大,絕大多數紅外產品製造商不具備供貨能力。

  目前,中國市場上的紅外攝影機主要是通過紅外線濾光片實現日夜轉換,即在白天時打開濾光片,以阻擋紅外線進入CCD,讓CCD只能感應到可見光;夜視或光照條件不好的狀態下,濾光片停止工作,不再阻擋紅外線進入CCD,紅外線經物體反射後進入鏡頭進行成像。但在實際中,經常會出現白天畫面清楚,紅外光條件下畫面卻變得模糊的現象。這是因為可見光和紅外光(IR)的波長不一樣,波長的不同,會導致成像的焦面位置不同,從而出現虛焦、畫面模糊的現象。

  在這種情況下,IR鏡頭開始大受歡迎,其採用特殊光學材料,且對每個鏡片單元進行多層鍍膜,最大限度地改善了日夜光線變化所帶來的影響,消除了可見光和紅外光的焦面偏移,從而實現較高品質的畫面。

  當然,並不是所有的紅外攝影機都會採用IR鏡頭,因此在選購時需要注意以下幾個方面:
  1、最好選紅外鏡頭。普通的光學鏡頭,物體反射回鏡頭的紅外光不能有效聚焦到CCD靶面上,此時紅外夜視效果就會大打折扣,因而最好選用紅外鏡頭,這也符合成套購買的原則。
  2、鏡頭的成像尺寸應與攝影機CCD靶面尺寸一致。
  3、鏡頭的解析度與透光率要達到要求。
  4、最好選自動光圈鏡頭,以適應晝夜照度很大的變化。
  5、監視距離1km以上,需鐳射擴束准直鏡頭。


  要根據欲觀察場景的大小與距離選擇合適的鐳射擴束准直鏡頭,使雷射光束能照亮所需監控的場景,以便監控場景的反射光能被攝像機所接收。

攝像主機板
  收集紅外燈投射到物體上後反射的紅外光,經聚焦處理成像後傳送至攝像主機板感光元器件(CCD/CMOS),感光元器件(CCD/CMOS)再將接收到的紅外光成像由光轉換為電流信號經PCB電路板傳輸到電子元器件進行處理,最終經微處理晶片(DSP)轉化為視訊訊號輸出。

  目前市場上的紅外夜視攝影機主要選用照度低,噪點小的CCD作為感光元器件,所以統稱為CCD紅外夜視攝影機。CCD攝像主機板作為攝影機的最核心部件,長期以來都是監控領域不斷追求創新和提升的重點。紅外夜視攝影機對CCD主機板的要求不僅僅在清晰度、色彩還原度、噪點、低照度等方面,同時,由於紅外燈板的發熱較高,在機殼密封的情況下,散熱速度有限,這就要求CCD主機板儘量降低功耗減少發熱以增加紅外攝影機的壽命;同時,為了保證紅外燈開啟時CCD主機板也同時彩轉黑,防止彩色畫面與黑白紅外光畫面同時出現在監控螢幕上造成色彩紊亂,這就要求CCD主機板能夠設置彩轉黑與紅外開啟同步的功能。

‧ 電視機能否替代監視器 ? (監視器採購完全解說)

來源: IT 168
  
  作為安防監控系統主要的重要一員,監視器具有舉足輕重的地位,它就好比電腦中的顯示器,負責輸出影像並直觀的呈現給我們觀看,因此,監視器效果的優劣直接影響選購的整套安防監控產品的實用性,畢竟監控設備中也只有監視器是最直觀能體現效果的設備,充當著即時監控和錄影重播的主要功能。

  
  人們認為監視器其實 “能用就行” 沒什麼好講究的,其實不然,它的選購就大有學問。 可能有些消費者遇到過這樣的問題:自己組建監控設備,在購買類比監控攝像機DVR錄影系統後,發現實際組建的圖像效果遠比在商家那裏試用要差很多,同樣的產品和設備,為什麼會存在效果差距?最後我們發現,原來是監視器的原因,很多民用買家為了節省資金,並沒有購買監控專用的監視器設備,而是用閒置的顯示器或是電視充當監視器使用,本以為成像的好壞只取決於攝像機的效果,把大部分精力和資金都投放在監控攝影機上面,從而忽視了監控監視器的作用,造成效果的差異。電視機真的能代替監視器嗎就此查閱了相關資料,為求給監視器進行正名:

彩色監視器 vs. 彩色電視機差別對比:
  監視器雖然在功能上相比電視機要簡單的多,可能並沒有電視信號接收系統,音頻系統,也沒有一些複雜花邊的功能,很容易被人誤認為是電視機的簡化產品,其實不然,在成像性能上監視器遠比電視機要高很多,同尺寸價格也要貴不少,具體原因主要表現在以下三個方面。


一、清晰度對比:
  清晰度(解析度)的計算單位是"",通俗點兒講就是指電視機在水平方向能夠分辨的線條數。由於傳統的電視機接收的是電視臺發射出來的射頻信號,這一信號對應的視頻圖像頻寬通常小於6M,因而一般老式的CRT電視機的顯像管清晰度通常只有400線左右。試想一下,我們購買了高清540線甚至600線的類比監控攝影機,本以為可以更加清晰,但如果配合電視使用,卻只能發揮到400線的水準,我們要知道往往540線攝影機的價格可以買2420線的產品,豈不是很浪費,而監視器卻可以輕而易舉做到這一點,一般都具有較高的圖像清晰度,都是600線起步,故專業監視器在通道電路上比起傳統電視機而言應具備頻寬補償和提升電路,使之通頻道更寬,圖像清晰度更高,一些稍好的產品可以達到1250線的標準。

  


二、色彩對比:
  如果說清晰度主要是由視頻通道的幅頻特性決定的話,那色彩還原度則主要由監視器中三基色的色度信號和亮度信號的相位所決定。監視器與民用電視機的組成部分基本一樣是三大件(螢光粉,顯像管,彩色電路矩陣)。然而就是這貌似相同的三大件造成了監視器與電視機的本質差別,電視機所使用的都是P22的螢光粉,這類螢光粉的色域根本沒有完全定義,所以基於此類螢光粉的電視機所表現的色彩會被不同廠家所更改;而監視器所採用的螢光粉是嚴格進行過色域定義的EBU標準的螢光粉,它們由三基色組成的各個色彩區塊都進行了嚴格的劃分和定義,所以能非常準確的重現出真實的色彩。


  由於監視器所觀察的通常為靜態圖像,因而對監視器色彩還原度的要求比電視機更高,故專業監視器的視放通道在亮度、色度處理等方面應具備精確的補償電路和延遲電路,以確保亮/色信號和三基色信號的相位同步,監視器所要做的是要把原始的信號忠實地重放出來,微小的錯誤都能夠在監視器看出來,監視器要十分精確。

三、穩定對比:
  監視器在構成閉路監控系統時,通常需要每天24小時,每年365天連續無間斷地通電工作(而電視機通常每天僅工作幾個小時),並且某些監視器的應用環境可能較為惡劣,這就要求監視器的可靠性和穩定性更高。與電視機相比而言,在設計上監視器的電流、功耗、溫度及抗電干擾、電衝擊的能力和裕度以及平均無故障使用時間均要遠大於電視機。同時監視器還必須使用全遮罩金屬外殼確保電磁相容和干擾性能。


  在零組件的選型上,監視器使用的零組件的耐壓、電流、溫度、濕度等各方面特性都要高於電視機使用的元器件。而在安裝、調試尤其是零組件和整機老化的工藝要求上,監視器的要求也更高。電視機製造時,整機老化通常是在流水線上常溫通電8小時左右,而監視器的整機老化則需要在高溫、高濕密閉環境的老化流水線上通電老化24小時以上,以確保整機的穩定性。

  由上面的分析可見,如果使用電視機作為監控系統的終端監視器並不是明智之選,浪費了攝影機本身的清晰度以外,還可能造成到圖像較為模糊,清晰度較低、色彩還原度較差等等,此外電視機使用的元器件也不適合無間斷地連續使用的要求,嚴重時可能會由於電視機的工作溫度過高而引起意外事故。

● 彩色監視器VS電腦顯示器差別對比:
  對於一些元件PCDVR硬碟錄影機的用戶,配合PC顯示器進行監控而是常見的一種手段,然而顯示器是用來作為PC機的一種外設,來對圖形和文字進行圖像顯示和處理,它與監視器不同的是對圖像色彩和明暗對比度的要求要低得多。

一、螢光粉區別:
  同為CRT結構,電腦顯示器與監視器意義完全不同,這就像與電視的不一個原理相似,顯示器使用”短餘輝管”製造,而監視器使用的是”中餘輝管”製造,二者採用的螢光粉截然不同,因此顯管對色彩的識別能力有本質的差別,一台高檔的CRT監視器僅其本身使用的螢光粉就足夠賣數台高端CRT顯示器了。
  
二、服務的設計不同
  顯示器本身主要是為 ”靜像” 服務的,其主要是用來顯示圖像和文字及特殊應用環境下的座標,嚴格來說顯示器並不擅長表現移動的影像,這裏所提到的影像與電腦的視頻圖像是兩種概念,而監視器是專門為動態影像設計的,它並不強調顯示器的點距或垂直刷新率等概念,而是苛刻的強調對色彩的識別和辨識能力,要求對影像的表現絕對中性、自然、準確,特別是廣播級監視器不允許對影像和色彩有絲毫失真和偏色。

三、清晰度指標
  一般來說,我們習慣用解析度來形容電腦顯示器清晰度的規格,一般17CRT顯示器解析度可以達到1280x1024,刷新率可以到達75MHz,一些大螢幕產品甚至在低解析度下可以超過百MHz。面對這一資料,監視器的表達方式截然不同,是以水準方向能夠分辨的線條數作為計算,比如一般電視最高為480線,而監視器起步就可以達到600線,一些高端產品甚至達到1250線,但是刷新率只是在50MHz左右,一些高端產品才可以通過變頻達到75MHz。顯示器雖然擁有更小的點距或更高的垂直刷新率,但採用”短餘輝管”的顯示器對色彩的識別能力只相當於監視器”中餘輝管”1/5左右,監視器在色彩的還原能力,影像的自然真實度方面是顯示器根本無法望其項背的。

  雖然顯示器擁有更高的解析度和更快的刷新率,但是由於結構的關係,作為監控器顯然甚至不如電視的效果,畢竟電視還能和監視器拉上一些關係。對色彩的識別能力和還原能力是顯示器的軟肋,就像你會發現,我們拿顯示器去看有線電視的效果遠遠不及普通電視的效果要舒服。此外顯示器和電視一樣,都不具備像監視器那樣高負荷的運作模式,也沒有全金屬外殼的抗干擾和輻射的額外設計,所以顯示器作為監視器使用仍然不盡人意。

● 監視器中同樣存在:隔行掃描與逐行掃描
  在上面我們可以瞭解到在監控系統中監視器重要性,然而當我們準備選購監視器的同時,在產品的劃分中同樣存在著一些訣竅,除了之前介紹的 “線” 影響監視器效果以外,例如我們通常所提到的隔行掃描和逐行掃描,這兩項指標同樣是影響監視器效果的重要參數。

  我們以前看的電視都是50Hz隔行掃描的,50Hz即圖像每秒刷新50次,隔行掃描即一幅畫面從橫向上先掃描135基數行,再掃描246偶數行,分兩次掃描。而以現在的60Hz逐行掃描電視為例,不僅僅把刷新頻率提高秒鐘60次,同時減少減少畫面閃爍,再增加掃描線,按123456的行數逐行掃描,使畫面細膩,兩項技術疊加,大大提高了畫質。

  
  3與圖4的就是逐行與隔行的差別

  大體上我們知道隔行掃描監視器有圖像品質差,清晰度低,噪波大和圖像閃爍嚴重等缺點。逐行掃描技術由於將輸入信號通過 A/D 轉換變成數位視頻信號再由數位解碼和數位圖像處理電路進行行、場掃描處理,通道頻寬大大提升、清晰度大大提高、雜訊大大降低,同時逐行顯示消除了行間隔線和行間閃爍,從而減輕或消除了大面積的圖像閃爍。

  我們經常可以看到廣告,說是什麼什麼品牌的監視器可以實現100Hz的刷新率,我們不盡要問?這是逐行100還是隔行100?毫無疑問這絕對是隔行100Hz,是在傳統隔行監視器中通過倍場的方式實現100Hz 隔行掃描,效果也會有質的提升,但是要實現100Hz逐行掃描,此時顯像管偏轉線圈所承受的行頻將達到62500Hz 的驅動頻率,這一高行頻的監視器顯像管目前的技術也難於製造出來,因此可以斷定的是目前市場上標稱100Hz 的監視器只能是100Hz 隔行掃描監視器。

● 目前市面上流通的逐行與隔行CRT監視器種類
一、50Hz隔行
  一般這種產品已經淘汰,主要是存在明顯的效果缺陷,大面積閃爍,結構不細膩,只能在一些最初的監視器可以看到。

二、100Hz隔行
  為了克服50hz隔行監視器存在的噪波大、圖像閃爍等缺陷,所以通過倍場的方式實現100hz隔行掃描,使人的視覺產生錯覺,掩蓋大面積閃爍的缺陷。由於仍是隔行掃描,所以難以掩蓋結構的細膩性。工作原理(A為奇數行,B為偶數行),捕獲開關將A1B1場以50Hz/20ms速率讀入到場緩存中,顯示開關則以二倍場頻速率100Hz/10ms從場緩存中按順序讀出,一般稱為AABB方式。

三、100Hz隔行增強
  為了克服圖像的結構問題,之後推出的增強型100HZ,捕獲開關將AB輪流寫入2個場緩存中,而顯示開關以二倍場速率100Hz/10ms從場緩存中讀出,順序為ABAB,一般會有部分存貯空間做運動補償,我們稱為ABAB方式。其效果已經和60HZ逐行模式不相上下。

  
  75Hz逐行監視器是目前的高清監視器

四、50Hz逐行  其優點是行結構細膩,但由於50Hz的刷新率過低,仍有大面積閃爍。

五、60Hz逐行
  60Hz的出現是監視器效果質的改變,其優點是消除大面積閃爍,又有良好的行結構,畫面細膩同時不閃爍。這也是為什麼看到60Hz的監視器比100Hz的還要貴的原因。

六、75Hz逐行高清
  它和60Hz逐行掃描數位處理的原理基本差不多,刷新率由60Hz提高到75Hz,但其意義不僅僅是提高15Hz而已,而是科學技術上又邁了一大步,使得圖像更加穩定,細膩逼真,色彩更加鮮豔。

● 液晶監視器與CRT監視器的區別:
  隨著科技的進步,龐大的CRT逐漸走出市場,隨之取代的為液晶LCD產品,而在監視器領域雖然腳步慢了一些,但是液晶LCD監視器的出現,也印證了時代的潮流。監視器的發展每個過程都發生了很大的質的飛躍。從黑白到彩色,使得監控圖像的單調世界邁向了五彩繽紛、色彩斑斕、圖像逼真的世界;從閃爍到不閃爍,給監控工作人員帶來了健康;那麼從CRTLCD帶來了環保,相信這是監視器的最終發展目標。下面我們來分析一下兩者的區別:

  使用陰極射線顯像管(CRT)的彩色監視器和使用液晶顯示幕(LCD)的彩色監視器在圖像重現原理上是由區別的,前者採用磁偏轉驅動實現行場掃描的方式,而後者採用點陣驅動的方式。因而前者往往使用電視線來定義其清晰度,而後者則通過畫素數來定義其解析度。

  
  隨著科技進步,液晶監視器正逐漸吞噬民用CRT監視器市場

  CRT監視器的清晰度主要有監視器的通道頻寬和顯像管的點距和會聚誤差決定,而後者則由所使用LCD屏的畫素數決定。CRT監視器具有價格低廉、亮度高、視角寬、使用壽命較高的優點,而LCD監視器則有體積小、重量輕、圖像無閃動無輻射的優點,但是LCD監視器的主要缺點是造價高、視角窄、使用壽命短)等缺點。應該肯定的是:價格、視角和使用壽命是影響LCD監視器普及的三大瓶頸。


  但隨著技術的成熟,LCD以高亮度、高對比度、優雅的外觀設計以及環保特性等獨有優勢正在逐步取代原有CRT監視器。與CRT監視器比較,液晶監視器具有省電、低輻射、節省空間等特性,讓僅強調低價的CRT監視器無法與之匹敵,市場規模急速縮小。無論任何形式的畫面內容,液晶監視器都能帶來準確而精彩的畫面效果,使其成為視頻監看的最佳選擇。

  也許有人會問:液晶顯示器或者液晶電視是不是可以替代液晶監視器呢?答案是仍然不理想。排除我們常見的清晰度問題,其實和文章中第二頁的區別大同小異,首先是色彩還原度的問題,由於針對的環境不同,所帶來的效果也截然不同,往往液晶監視器的面板參數要遠遠高於普通液晶顯示器液晶電視的面板。此外普通液晶顯示器/電視的壽命也是一大問題,並不適合高負荷的運作,而液晶監視器是經過調教的,不僅壽命高而且在長時間運行下仍可以保持穩定,這是專業監視器必須具備的條件。

‧ 選購民用監控 DVR 與儲存硬碟的探討

來源: IT168
  我們選購監控設備時,無論是PCDVR還是嵌入式DVR,都要搭配存儲硬碟進行監控錄影的載體,這時往往我們在硬碟的選擇上有所忽視,認為只要容量滿足要求便可以,其實在DVR的領域,硬碟的應用除了大容量之外,還有就是出色的穩定性,盲目的選擇,可能會造成不必要的麻煩。

  
  對於成熟的DVR系統來說,一旦出問題有60%的可能性來自硬碟,一般硬碟的問題都比較嚴重,對經銷商來說,監控系統中硬碟出問題多了以後,服務成本就會增加,獲得利潤就會減少,而對於我們用戶來說,如果硬碟故障多了,那麼資料丟失的風險就增大,系統變得不安全,沒有起到監控系統真正起到應有的作用。而在這方面,專屬定位於監控錄影的硬碟產品無疑最具備條件,下面就針對DVR系統在硬碟的選擇上進行詳細的解讀:

PC硬碟DVR專用硬碟含義:
● 普通PC硬碟
  普通PC硬碟的設計是為了滿足PC應用不斷發展的趨勢----較可靠的系統資料儲、多樣性的應用支援以及較快的存儲回應時間,設計為8x5小時連續工作時間。較可靠的系統資料存儲是指在一個硬碟(包括陣列)系統下,硬碟系統可以保障多種系統資料的可靠安全存儲。多樣性的應用支援指硬碟可以支援多種應用環境:PC桌面應用、多媒體應用和遊戲等。
  
DVR專用硬碟
  DVR專用硬碟的設計是為了滿足數位硬碟錄影機對系統資料和數位圖像資訊的存儲要求,可以達到7x24小時的工作時間。DVR專用硬碟對系統資料的可靠支援是極其穩定的。這與數字硬碟錄影機的系統特點有關,PC式數位硬碟錄影機的系統相當單一(不可能出現多系統並存的情況),系統內支援的應用是為數位硬碟錄影機特別定制的(也不存在多種應用並存的情況);而嵌入式數字硬碟錄影機一般沒有所謂系統的概念,其系統都是內置的,和硬碟無關。DVR專用硬碟極好地滿足數字硬碟錄影機以檔方式進行數位圖像的存入及重播,並針對數位硬碟錄影機錄入和重播的特點對硬碟進行了優化設計以充分保障對流媒體的支持。
  
企業硬碟DVR專用硬碟不可替代:
  有人會問企業級硬碟DVR系列硬碟都是採用7x24小時的工作時間設計,是否用企業級硬碟代替DVR硬碟更加保險可靠?答案是不可以!首先我們要瞭解:DVR硬碟的特點是專門為視頻和資料定制的不同讀寫模式,不但確保了視頻的流暢可靠和資料的高度完整性,還能有效提升錄像的時間或者品質。而企業硬碟適用於碟陣列RAID保護、資料快照(Snapshot)NAS,或是各種需要大容量的儲存設備中。雖然兩者都針對長時間運行進行了優化,但是企業級針對RAID更特別優化,尋道較監控級硬碟快,因此兩種硬碟不可替代使用,從根本上所設計的需求就是不相同,就好比用專業顯卡去替代家用顯卡一樣,雖然都具備視頻的輸出,但是功能和性能卻相差很多。

PC硬碟DVR專用硬碟具體差別:
 硬碟的壽命
  普通硬碟在上電啟動的時候會全速啟動,瞬間電流可能達到2安,甚至更高。而監控硬碟啟動的時候會緩慢加速,啟動電流會控制在2安以下。因為監控系統中通常會安裝多個硬碟,這樣在啟動的瞬間會產生很大的啟動電流,如果是普通硬碟的話,電源會難以承受,甚至燒毀。另外,監控系統對硬碟的傳輸速度要求一般不高,但是會頻繁的小資料量的讀寫。 所以需要在磁頭讀寫機構上針對監控系統的讀寫特點做結構優化設計,以延長磁頭壽命。監控硬碟的理論平均無故障運行時間比普通硬碟要長的多,穩定性、可靠性要更高。

● 連續工作時間差別
  普通PC硬碟的設計以8×5為基礎。8×5指的是普通PC硬碟每天工作8個小時,每週工作5(硬碟工作是指硬碟處於讀寫狀態。需要特別注意的是硬碟加電後有兩個狀態:工作狀態和等待狀態,其中工作狀態是硬碟進行讀寫工作,等待狀態是硬碟沒有進行讀寫工作但處於待命狀態。)DVR專用硬碟是按24×7的企業級環境要求進行設計開發的。24×7就是每天工作24個小時,每週工作7(就是連續不斷的進行工作)。所以普通PC硬碟並不適合長時間連續讀寫,如果要求普通PC硬碟長時間連續讀寫就會極大的損傷硬碟,使硬碟出現異常聲音、讀寫錯誤、工作中止等多種問題並由此導致硬碟最終損壞。數字硬碟錄影機是常年不間斷運行的,因此要求硬碟必須可以長時間連續工作,能滿足這個要求的就是DVR專用硬碟

● 啟動差別
  所有的3.5硬碟都包含電機系統,因此硬碟加電啟動的時候與電機加電啟動的情況相類似:就是在加電的初始時間會出現較大的啟動電流以完成硬碟啟動。如果加電啟動的時候硬碟外部供電系統不能保障足夠的電流支持,則硬碟會啟動失敗,導致硬碟不可用。並且如果多次出現這種情況,容易造成硬碟的損壞。由於硬碟電機的供電是由外部電源系統直流12V滿足的,因此在評價硬碟啟動電流的時候都以直流12V的電流為標準。普通PC硬碟啟動電流一般在2.8A3.2A之間。DVR專用硬碟的啟動電流最高為2.0A


  數字硬碟錄影機經常採用多硬碟進行資料存儲,以安裝8硬碟為例:普通PC硬碟啟動電流2.8×8=22.4A,最低的功耗為22.4A×12V=268.8WDVR專用硬碟啟動電流2.0A×8=16A,最高的功耗為16A×12V=192W。可以看出,在相同硬碟數量的情況下DVR專用硬碟對外部電源系統的要求更低(在同樣輸出功率的外部電源支援下,可以安裝的DVR專用硬碟的數量會更多)。注:在上例的情況中,如果外部電源系統供電只能保障250W,則採用普通PC硬碟的時候會出現某些硬碟可以識別,某些硬碟不可以識別,並且沒有規律性。

● 運行功耗及散熱差別
  這裏運行功耗是指硬碟在正常讀寫狀態時的功耗。普通PC硬碟的運行功耗一般為14.5瓦左右,DVR專用硬碟的運行功耗一般為8瓦左右。可以看出,DVR專用硬碟運行功耗僅相當於普通PC硬碟功耗55%,低的運行功耗不僅對電源系統有重要意義,而且對數位硬碟錄影機系統的散熱也有重要的意義(運行功耗中大概75%會轉變為熱能)。在數字硬碟錄影機中,如果安裝8硬碟,那普通PC硬碟的運行總功耗為14.5W×8=116WDVR專用硬碟的運行總功耗為8W×8=64W。如果採用普通PC硬碟,可以想像在數位硬碟錄影機這麼小的空間內有這麼高的發熱源,對系統的散熱要求是很高的,為了保障硬碟有一個合理的環境溫度(060),必須對硬碟系統進行有效的散熱。而採用DVR專用硬碟,發熱情況就好得多----降低了系統散熱要求使系統對環境的適應性更強。

● 傳輸差別
  DVR專用硬碟除了採用傳統PC硬碟的傳輸模式,還引入了一個更新的傳輸模式----不間斷傳輸模式,該傳輸模式最大為65MB/S。通過引入不間斷傳輸模式,使硬碟對流媒體的支援更加可靠,充分保障數位硬碟錄影機在錄入的同時進行重播的流暢性和穩定性。這是其他硬碟所不具備的特性。

● 價格差別
  相比普通PC硬碟DVR硬碟在價格上與其相差無幾,只是在特殊技術上的支援有所不同,前者更注重性能後者則注重穩定讀寫。只有企業級硬碟才相對貴一些,畢竟要求更加苛刻一些。

‧ 光纖的選購與分類

來源:深圳市諾可信科技有限公司


1光纖分類
  光纖按光在其中的傳輸模式可分為單模多模。多模光纖的纖芯直徑為5062.5μm,包層外徑125μm,表示為50/125μm62.5/125μm。單模光纖的纖芯直徑為8.3μm,包層外徑125μm,表示為8.3/125μm

  光纖的工作波長有短波850nm、長波1310nm1550nm。光纖損耗一般是隨波長增加而減小,850nm的損耗一般為2.5dB/km,1.31μm的損耗一般為0.35dB/km1.55μm的損耗一般為0.20dB/km,這是光纖的最低損耗,波長1.65μm以上的損耗趨向加大。由於OH (水峰)的吸收作用,900~1300nm1340nm~1520nm範圍內都有損耗高峰,這兩個範圍未能充分利用。

2、多模光纜
  多模光纖(MultiModeFiber)-芯較粗(5062.5μm),可傳多種模式的光。但其模間色散較大,這就限制了傳輸數位信號的頻率,而且隨距離的增加會更加嚴重。因此,多模光纖傳輸的距離就比較近,一般只有幾公里。

  提到萬兆多模光纜,需要作些說明,光纖系統在傳輸光信號時,離不開光收發器和光纖。因傳統多模光纖只能支援萬兆傳輸幾十米,為配合萬兆應用而採用的新型光收發器,ISO/IEC11801制定了新的多模光纖標準等級,即OM3類別,並在20029月正式頒佈。OM3光纖對LED和鐳射兩種帶寬模式都進行了優化,同時需經嚴格的DMD測試認證。採用新標準的光纖佈線系統能夠在多模方式下至少支援萬兆傳輸至300,而在單模方式下能夠達到10公里以上(1550nm更可支持40公里傳輸) 
    
  因此,如果要選擇多模光纜應從以下幾點進行考慮: 
  A.從未來的發展趨勢來講,水準佈線網路速率需要1Gb/s帶寬到桌面,大樓主幹網需要升級到10Gb/s速率帶寬,園區骨幹網需要升級到10Gb/s100Gb/s的速率帶寬。目前網路應用正在以每年50%左右的速度增長,預計未來5年千兆到桌面,將變得和目前百兆到桌面一樣普遍,因此在目前系統規劃上要具有一定前瞻性,水準部分應考慮6類佈線,主幹部分應考慮萬兆多模光纜,特別是現在6類銅纜加萬兆多模光纜和超5類銅纜加千兆多模光纜的造價上大約只有不到10~20%左右的差別,從長期應用的角度,如造價允許應考慮採用6類銅纜加萬兆光纜。 

  B.從投資角度考慮,在至少10年內不會用到10G的地方,選用OptiSPEED(普通多模62.5/125);由於OM3光纜使用低價的VCSEL850nm光源設備,使萬兆傳輸造價大大降低。如果距離不超過150,選用LazrSPEED150(OM250/125支援萬兆150);LazrSPEED300300萬兆傳輸最好的選擇;LazrSPEED550550萬兆傳輸最好的選擇;如超過550的萬兆傳輸要求,需要選擇TeraSPEED,即單模光纜系統。

3、單模光纜
  單模光纖(SingleModeFiber):中心纖芯很細(芯徑一般為910μm),只能傳一種模式的光。因此,其模間色散很小,適用于遠端通訊,但還存在著材料色散和波導色散,這樣單模光纖對光源的譜寬和穩定性有較高的要求,即譜寬要窄,穩定性要好。 

  後來發現在1310nm波長處,單模光纖的總色散為零。從光纖的損耗特性來看,1310nm正好是光纖的一個低損耗視窗。這樣,1310nm波長區就成了光纖通信的一個很理想的工作視窗,也是現在實用光纖通信系統的主要工作波段。1310nm常規單模光纖的主要參數是由國際電信聯盟ITU-TG652建議中確定的,因此這種光纖又稱G652光纖。 

  上面提到由於OH (水峰)的吸收作用,900~1300nm1340nm~1520nm範圍內都有損耗高峰,該現象稱為水峰。目前美國康普公司提供的TeraSPEEDTM零水峰單模光纜,正解決了此問題,TeraSPEED系統通過消除了1400nm水峰的影響因素,從而為用戶提供了更廣泛的傳輸帶寬,用戶可以自由使用從1260nm1620nm的所有波段,因此傳輸通道從以前的240增加到400,性能比傳統單模光纖多50%的可用帶寬,為將來升級為100G帶寬的CWDM粗波分複用技術打下了堅實的基礎,TeraSPEED解決方案為園區/城市級理想的主幹光纖系統。
  而我們對於單模光纜的選型建議如下: 

  A.從傳輸距離的角度,如果希望今後支持萬兆傳輸,而距離較遠應考慮採用單模光纜。 

  B.從造價的角度,零水峰光纜提供比單模光纖多50%帶寬,而造價上又相差不多,事實上美國康普公司目前已經不提供普通單模光纖,只提供零水峰光纖這樣的更高性能的產品給用戶。
  
4、結論:單模還是多模?
  綜合以上的分析,我們認為,用戶應從應用的角度、傳輸距離的角度、前瞻性的角度、造價的角度,綜合以上因素,以最低的價格投資最好的性能!

      本篇文章來源於中國安防網:http://news.c-ps.net/2010/4/16609.html