HD Over Coax Comparison:
EX-SDI vs. HD-CVI vs. HD-TVI vs. AHD
IHS Markit 在其《 2017 年影像監控趨勢報告》中估計，高清 CCTV 攝估影機的出貨量，將在 2017 年成長到近 2900 萬台。而高清 CCTV 技術–使用者能夠透過現有同軸電纜，接收高清影像監控影像–這項技術在 2012 年時幾乎沒有，後來同軸電纜的高清（HD）急劇上升，可以作為 IP 網路影像的經濟替代方案，提供的解析度比標準 640 x 480 類比攝影機高 7 倍。
IHS Markit 影像監控首席分析師 Jon Cropley，在報告中解釋說：「採用它的許多最初障礙，已經解決或正在解決。」 「高清閉路監視設備價格低廉；它比早期產品提供更大的電纜覆蓋範圍；可以使用現有的 DVR 進行多種格式的錄影，例如類比、IP 和競爭性高清 CCTV 格式；包括正在推出 4K 攝影機在內的，更高解析度的攝影機；同軸電源（PoC）也即將推出。」
最後，需要升級的類比 CCTV 應用，可以利用同軸電纜高清，作為具有成本效益的骨幹網，無需更換類比基礎架構，即可進行簡單的安裝，也無需為整個較便宜的系統進行增量升級。全世界目前有超過 4 億支類比攝影機在使用，因此升級整個傳統 CCTV 網路的解析度可能是昂貴的。同軸電纜高清解決方案允許基本組件（包括 DVR、攝影機和 75 歐姆同軸組件）保持不變。【類比影像監視系統數量仍高於 IP，3S MARKET 從產品的價格面、網路環境的建置面、類比\IP 各自的技術與應用面、產業安裝工程業者的分佈面，多年來已做過很多相關探討。如果監視產業仍一直迷信與迷失在一些數據的美化中，對於類比\IP 監控市場都是沒有幫助的，甚至是帶來傷害。】
許多高清同軸電纜系統，還利用了雙向數據傳輸，從而大大減少了佈線量。將來，同軸電纜供電（PoC）還將切斷許多 CCTV 系統通常所需的電源分配，從而進一步簡化攝影機的安裝。與乙太網相比，同軸電纜高清傳輸的主要優勢，就是它的主要優勢，而乙太網通常需要使用光纖，進行遠端戶外安全應用。
HD-over-coax 實質上允許與傳統系統進行互操作，同時將電纜的長度擴展到監視設備。這有效地保持了相同的安全級別，同時提高了影像素材的解析度和幀速率。當今的 DVR 可以類比、IP 和高清 CCTV 格式進行錄影。由於提高了壓縮效率，當前的攝影機可以實現 5MP HD-TVI ，和 4K 影像解析度，同時保持與類比系統的向後相容性。
在過去每年 ISC West 的展覽中，您會遇到許多高清 CCTV 技術展示。大量供應商提供高清攝影機，相容的 DVR 和帶有同軸介面的監視器 - 包括 AHD、HD-CVI、HD-SDI 和 HD-TVI 在內的高清同軸電纜技術。
高清同軸電纜的工作原理
傳統的 CCTV 網路將類比攝影機採獲的影像數據，透過同軸電纜傳遞到監視器 DVR，以進行即時影像串流傳輸。 DVR主要是用作儲存設備，以透過 SD 卡或光碟永久捕獲即時新聞，其中可以透過事件、時間、日期和攝影機存取影像。這些設備還可以連接到電話線和局域網（LAN）等網路，以遠端存取監控錄影。
為了方便起見，許多 IP 攝影機將影像直接上傳到雲中，並允許使用者按月付費查看錄影資料 - 儘管如此，本地儲存仍提供了更多的控制權和隱私性。諸如 CIF 和 960H 的以前的攝影機技術，經常使用最大解析度為 700 TV線（TVL）的電荷耦合器件（CCD）圖像感測器，而高清技術使用逐行掃描 CMOS 圖像感測器，以獲得 1080P 解析度。
兩個感測器都是將光訊號轉換成電子訊號。但是，基於 CMOS 的技術消耗的功率更少，具有更高的抗噪能力，並且已經是一種成熟度很高，且利用率很高的晶體管，因此這些晶片的製造成本相對較低。這有助於降低高清攝影機的價格，使其接近傳統類比攝影機，從而簡化了向解析度升級的轉換。
通常使用標稱阻抗為 75 歐姆的 RG6，或 RG59 同軸電纜線，來實現同軸電纜的高清。 RG59 電纜的美國線規格（AWG）為 20 AWG，而 RG6 電纜的線規更大，為 18 AWG –線規越低，銅導體越粗。較厚的 RG6 的插入損耗比 RG59 低。
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由於插入損耗是一個測量通過傳輸線（同軸電纜）損耗的功率的參數，因此 RG6 可以傳輸更長距離的信號。中心導體更細的好處，是電纜可以在更高的頻率下工作。在 RG6 通常可高達 1 GHz 的情況下，RG59 可以高達 5 GHz。但應注意，這在影像監視應用中不一定是適當的。
「 RG」一詞代表無線電指南，是來自軍方的傳統術語。本質上，這只是同軸電纜的標準形狀因數，它定義了內部導體，通電媒介和外部導體的直徑，以及預期的相應衰減（又稱插入損耗）。同軸電纜也可以用外徑（75-1、75-2、75-3、75-4和75-5）來表示，它們均表示電纜的阻抗，後接標稱外徑。例如，RG59 電纜通常可以稱為 75-6；外徑約 6 毫米的 75 歐姆電纜。
電纜通常配有 BNC 連接器頭。這些連接器可以處理高達 100 W 的脈衝功率，並且通常在 C 波段工作良好。使用這些特定的 RF 連接器接頭的主要優勢，在於其易於安裝。鍵控機構允許簡單的扭轉，以使連接器電匹配，並保持不會因振動而鬆動的機械方式連接。
影像不平衡變壓器，或 BNC-to-UTP 適配器，使同軸電纜可以替換為 5 類或 6 類乙太網電纜。有源影像巴倫收發器可實現更長的鏈接距離，最長可達 1500米。此解決方案可能比運行更多的同軸電纜更具成本效益，具體取決於攝影機的配合介面接口。
IP 與類比攝影機
在包括工廠自動化在內的各種應用中，以及在深度學習算法，允許進行模式分析，基於乙太網的 IP 攝影機的成長速度，遠高於同軸高清攝影機。智慧城市專案中，大多數新佈署都是 IP。
IP 攝影機作為獨立的圖像處理單元運行，解析度高達 5MP。這意味著這些攝影機可以用作獨立實體，而所有影像捕獲都可以上傳到雲中，在雲中可以進行複雜的數據處理。乙太網供電（PoE）還省去了配電箱，因為八根乙太網線中，有四根用於向攝影機供電。
類比攝影機仍然可以實現高解析度圖像，而無需更改影像監控信號鏈中的幾乎每個組件。 HD-over-coax 還可以透過無源電纜，實現更長的電纜傳輸，而乙太網則限於 100m（328 英尺）。
此外，有望在不久的將來推出的同軸電纜供電（PoC）技術，將透過同軸總線傳輸影像信號和電源。由於基於 IP 的系統通常使用乙太網供電（PoE）的便利性作為賣點，因此該技術可能會擴展將同軸互連，用於影像監視系統的窗口。
四種高清 CCTV 技術的比較
有四種主要的高清同軸電纜技術：類比高清（AHD），高清複合影像接口（HD-CVI），高清串行數位接口（HD-SDI）和高清傳輸影像接口（HD-TVI） ）。
AHD 技術最初是由韓國設計公司 Nextchip 開發的，該公司為影像安全市場生產晶片組。它透過使用均衡器，在 500米的最大距離上，支持同軸電纜和非屏蔽雙絞線（UTP）上的數據傳輸。
AHD 可以使用高級壓縮算法，和信號過濾功能，以 30幀/秒（fps）的長距離傳輸未壓縮的即時圖像。
AHD 不支持 PTZ 攝影機，菜單控件和遠端聚焦/變焦鏡頭控件，因此與其他選項相比，它可能不那麼受歡迎。
HD-SDI：串行數位接口（SDI）於 1989 年由電影電視工程師協會（SMPTE）首次標準化。高清版本於 2010 年發布，名稱為 SMPTE 292M，其中 720P 解析度由 SMPTE 296M 和 1080P影像在 SMPTE 274M 中指定。標清 SDI 的原始比特率約為 300 Mbps，而 HD-SDI 約為1.5 Gbps。
HD-SDI 擁有來自 Semtech、Intersil 和德州儀器（TI）在內的許多主要製造商的晶片組，HD-SDI 具有高度的廠商多樣性。與許多高清同軸電纜技術相似，發送器從 CMOS 感測器接收影像數據以及音訊數據，並將其串行化為 SDI 格式。可以將不同形式的壓縮算法與均衡器一起使用，以實現更長的電纜傳輸距離。
自 1989 年 SD-SDI 發行以來，該技術已在影像監控行業中成熟。這意味著升級到 HD-SDI 相對容易整合，從而生成真正的即插即用系統。不利的一面是，用於攝影機控制的單向信號不允許更改攝影機設置。這就需要內置一個單獨的連接器，以提供更大的靈活性。
HD-CVI：HD-CVI 最初由大華科技開發，可完成 500米的傳輸距離和 1080P 解析度。該技術最多支持 960H 標清類比攝影機，以及 1080P HD-SDI 攝影機，具有廣泛的相容性。 HD-CVI 還具有雙向控制信號，並且能夠透過一根同軸線，傳輸視訊/音訊和攝影機控制。這項技術比 HD-SDI 更具成本效益，但是專有技術，直到最近才由大華出售。
HD-TVI 是由半導體公司 Techpoint 開發的一種開放技術。 HD-TVI 2.0 技術規範於 2014 年發布，並很快被一級影像監控製造商採用，例如海康威視、AVTech、IDIS、TVT 等。
這項技術優於 HD-SDI 的主要優勢在於，它可以使用經濟高效的 UTP 同軸電纜，以未壓縮的高清影像傳輸 500米以上的距離。控制信號也雙向傳輸，從而使攝影機控制更具靈活性。
HD-TVI 和 HD-CVI 在圖像的成本和品質上相似。兩者的主要區別在於 HD-TVI 是開放給第三方供應商的開源技術。大華幾年來一直是 HD-CVI 數位信號處理（DSP）晶片的唯一製造商。但是，大華現已向選定的製造商發布了該技術。
作者：Manuel Martinez 是 L-com 全球連接的產品經理，L-com 全球連接是乙太網電纜、數據電纜、適配器、WiFi 放大器、WiFi 天線和其他無線連接產品的供應商。在www.securityinfowatch.com/10841325上請求更多資訊。
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