‧ 高清影像監控的傳輸方式

來源:CPS中安網

高清監控傳輸的方式種類繁多，目的都是將影像、音訊、資料等不同的信號通過載體推送到需要使用的地方，傳輸的穩定是影像監控系統穩定的核心。

一、高清監控的主要傳輸模式及其特點

監控系統專案隨著網路化、高清化、智慧化、整合化的方向發展，傳輸方式也不斷進行技術升級和革新。作為監控系統的不可或缺的組成部分，不同的傳輸方式有不同的特點。

高清影像監控根據攝影機輸出信號的不同有多種傳輸方式

1、網路高清攝影機：採用標準乙太網傳輸，短距離傳輸採用非遮罩雙絞線，長距離傳輸主要通過光纖或者無線方式。光纖傳輸主要使用乙太網光纖收發器、乙太網交換機、PON等設備。無線採用3G、4G、WiFi、WiMAX等方式。

網路方式傳輸影像，有著傳輸頻寬小、成本低、組網靈活的特點，是高清影像監控的主要傳輸模式。但同時，由於影像經過了壓縮，影像的畫質細節、延時、運動過程的清晰度方面都比非壓縮的影像要差一些，在某些對影像品質有著更高要求的監控場合不太適合。另外，由於網路方式本身安全性不高，系統容易受到非法訪問和攻擊，需要在組網設計上重點考慮。

2、HD-SDI攝影機：採用高清數位分量序列介面(物理介面是BNC)，非壓縮方式。短距離傳輸採用同軸電纜，長距離傳輸主要通過光纖，使用HD-SDI高清光纖轉換器設備。採用HD-SDI方式傳輸影像，圖像品質很高，沒有編解碼延時，安全性好，適合一些對圖像品質和安全性有較高要求的場合應用。由於HD-SDI影像的傳輸頻寬是1.485Gbps，頻寬佔用高，尤其在大路數傳輸時比網路方式成本要高不少，同時組網方式也受到了限制，只能採用點對點光纖傳輸。

目前，為解決HD-SDI頻寬佔用大的問題，出現了一種視覺無損編碼技術，它在介面上使用HD-SDI介面，在傳輸時對高清視頻進行視覺無損編碼，能夠把頻寬降低到原來的1/6左右，同時不影響高清影像的主觀感受，編解碼的延時也感覺不出來。這樣傳輸成本能得到大幅降低，單波長可以支援8路HD-SDI視頻傳輸，組網方式也可以支援節點式傳輸。

3、HDTVI、HDCVI攝影機：採用類比方式傳輸高清影像，圖像品質達到了高清，可以沿用原來標清影像的同軸電纜，系統改造成本低。遠距離傳輸需要HDTVI或HDCVI光纖轉換器。

根據目前安防行業的發展，高清影像監控的常見的幾種傳輸方式：

一是有線網路傳輸，代表類型有包括：網路高清光端機方式;交換機結合收發器方式;EPON方式。

二是無線網路傳輸，代表類型有2.4G WLAN方式以及5G網方式。

三是非壓縮數位傳輸，代表類型有SDI方式以及MDI方式。

二、怎樣保證高清傳輸的效果?

高清監控是統一的整體，涉及監控體系的多個環節，包括前端的影像採集，中間的影像傳輸，後端的高清儲存、顯示、分析、聯動等。從傳輸環節來看，如何保證資訊的清晰、有效?

傳輸作為監控系統不可或缺的一部分，在傳輸過程中對於影像、資料等信號在專案中是如何得到保證的呢?該問題個人以為可以從以下幾點確保整個系統影像清晰、有效：

傳輸方案的選擇：上面提到的每個傳輸方式各有特色，而專案系統建設使用環境不盡相同，所以選擇符合專案的傳輸方式非常的必要。例如：傳輸距離很長，應選用光纖傳輸;在初步規劃傳輸方案時，考慮到傳輸頻寬問題，以及考慮整個系統總頻寬的資源問題諸如此類問題，就必須根據實地進行檢測和確認。

線材的選擇：該問題個人認為對整個系統能長久運行至關重要的因素之一，例如：傳輸SDI信號，作為串列數位信號對傳輸的速率要求非常的高，專案中使用到該信號的短距離的傳輸載體，將會使用同軸線纜，但同軸線纜規格繁多，這個時候對線材的選擇就是一個考驗。

連接器的選擇：作為傳輸系統中線纜與設備的連接橋樑，對於該器件的品質把握會直接影響系統穩定的運行;有碰到SDI和網路傳輸的專案，其中在SDI項目中因BNC影像選擇不到位導致出現細微的雪花點，網路專案中因RJ45頭選擇不到位，導致前端攝像機進行掉線現象;所以對於連接器的選擇，需要引起特別的關注;其他的因素問題：整個系統連接後，線路物理佈線正常，最容易忽略軟設置這塊，從而導致整個系統無法正常運行。

三、機遇與挑戰

隨著4K在安防行業的發展，高清影像傳輸將面臨什麼挑戰?未來兩年內高清影像傳輸的發展趨勢如何?

4K的畫面清晰度優勢，讓大家對它青睞有加，但是實現起來挑戰也不小。首先，需要更高解析度的鏡頭，作為4K×2K的IPC產品配套鏡頭至少需要達到800萬以上的解析度，但是目前達到這個標準的很少，能適用於安防行業的更是少之又少。

其次，更高的網路傳輸頻寬和更大的儲存容量，在安防應用中一般傳輸1080P高清H.264碼流，需要4Mbps左右的頻寬。在H.264編碼下，4K解析度目前至少也需要12Mbps甚至更高的頻寬才能滿足需求，對儲存容量的要求也隨之增高。

第三，更高性能的編碼晶片，就依目前的晶片性價比來說，對安防行業顯然是難以接受的。

第四，更強的後端解碼和顯示能力，後端設備需要比現在更強的計算處理能力。

第五，更大解析度的顯示裝置，至少具備4K物理像素，才能無損呈現圖像效果，就當前的應用技術來說，顯然很不經濟實惠。

第六，更強的視頻處理能力，對於細節的處理將提出更高的要求。雖說現在科技的發展變幻莫測，但是從高清影像監控的發展歷史來看，我們也是能窺見一些發展趨勢的。

在未來，隨著人們需求的不斷提高，對影像的清晰度需求也會越來越高，所以更高清始終是發展的大方向;然而隨著更高清，帶來了儲存空間也越來越大，所以如何在更高清的同時，減少儲存容量又是一個擺在大家面前的難題，所以節省儲存空間也重要;之後就是資訊的互聯互通問題了，因為我們處在網路時代，資訊的互通互聯十分重要，高清影像傳輸要立足於這個大背景之下。

四、結語

隨著技術的發展，未來安防將逐步進入4K級圖像應用，結合新的智慧分析技術，雲端資料儲存與挖掘技術。作為高清影像的傳輸應用也將步入考驗，未來的網路高清傳輸技術要求有更高的頻寬(前端設備千兆聚合)，更高的晶片技術(普及型4k晶片)，更高的應用平臺(雲端資料分析)，更苛刻的工作環境(結合一線生產應用的業務監控)，更清晰的圖像(醫用影像級別的監控圖像)。