高清视频监控主要传输模式及其特点分析

    高清监控传输的方式种类繁多，目的都是将视频、音频、数据等不同的信号通过载体推送到需要使用的地方，传输的稳定是视频监控系统稳定的核心。
　　一、高清监控的主要传输模式及其特点
　　监控系统项目随着网络化、高清化、智能化、集成化的方向发展，传输方式也不断进行技术升级和革新。作为监控系统的不可或缺的组成部分，不同的传输方式有不同的特点。
　　高清视频监控根据摄像机输出信号的不同有多种传输方式
　　1、网络高清摄像机：采用标准以太网传输，短距离传输采用非屏蔽双绞线，长距离传输主要通过光纤或者无线方式。光纤传输主要使用以太网光纤收发器、以太网交换机、PON等设备。无线采用3G、4G、WiFi、WiMAX等方式。
　　网络方式传输视频，有着传输带宽小、成本低、组网灵活的特点，是高清视频监控的主要传输模式。但同时，由于视频经过了压缩，视频的画质细节、延时、运动过程的清晰度方面都比非压缩的视频要差一些，在某些对视频质量有着更高要求的监控场合不太适合。另外，由于网络方式本身安全性不高，系统容易受到非法访问和攻击，需要在组网设计上重点考虑。
　　2、HD-SDI摄像机：采用高清数字分量串行接口(物理接口是BNC)，非压缩方式。短距离传输采用同轴电缆，长距离传输主要通过光纤，使用HD-SDI高清光端机设备。采用HD-SDI方式传输视频，图像质量很高，没有编解码延时，安全性好，适合一些对图像质量和安全性有较高要求的场合应用。由于HD-SDI视频的传输带宽是1.485Gbps，带宽占用高，尤其在大路数传输时比网络方式成本要高不少，同时组网方式也受到了限制，只能采用点对点光纤传输。
　　目前，为解决HD-SDI带宽占用大的问题，出现了一种视觉无损编码技术，它在接口上使用HD-SDI接口，在传输时对高清视频进行视觉无损编码，能够把带宽降低到原来的1/6左右，同时不影响高清视频的主观感受，编解码的延时也感觉不出来。这样传输成本能得到大幅降低，单波长可以支持8路HD-SDI视频传输，组网方式也可以支持节点式传输。
　　3、HDTVI、HDCVI摄像机：采用模拟方式传输高清视频，图像质量达到了高清，可以沿用原来标清视频的同轴电缆，系统改造成本低。远距离传输需要HDTVI或HDCVI光端机。
　　根据目前安防行业的发展，高清视频监控的常见的几种传输方式：
　　一是有线网络传输，代表类型有包括：网络高清光端机方式；交换机结合收发器方式；EPON方式。
　　二是无线网络传输，代表类型有2.4GWLAN方式以及5G网方式。
　　三是非压缩数字传输，代表类型有SDI方式以及MDI方式。
　　二、怎样保证高清传输的效果？
　　高清监控是统一的整体，涉及监控体系的多个环节，包括前端的视频采集，中间的视频传输，后端的高清存储、显示、分析、联动等。从传输环节来看，如何保证信息的清晰、有效？
　　传输作为监控系统不可或缺的一部分，在传输过程中对于视频、数据等信号在项目中是如何得到保证的呢？该问题个人以为可以从以下几点确保整个系统视频清晰、有效：
　　传输方案的选择：上面提到的每个传输方式各有特色，而项目系统建设使用环境不尽相同，所以选择符合项目的传输方式非常的必要。例如：传输距离很长，应选用光纤传输；在初步规划传输方案时，考虑到传输带宽问题，以及考虑整个系统总带宽的资源问题诸如此类问题，就必须根据实地进行检测和确认。
　　线材的选择：该问题个人认为对整个系统能长久运行至关重要的因素之一，例如：传输SDI信号，作为串行数字信号对传输的速率要求非常的高，项目中使用到该信号的短距离的传输载体将会使用同轴线缆，但同轴线缆规格繁多，这个时候对线材的选择就是一个考验。
　　连接器的选择：作为传输系统中线缆与设备的连接桥梁，对于该器件的质量把握会直接影响系统稳定的运行；有碰到SDI和网络传输的项目，其中在SDI项目中因BNC视频选择不到位导致出现细微的雪花点，网络项目中因RJ45头选择不到位，导致前端摄像机进行掉线现象；所以对于连接器的选择，需要引起特别的关注；其他的因素问题：整个系统连接后，线路物理布线正常，最容易忽略软设置这块，从而导致整个系统无法正常运行。
　　三、机遇与挑战
　　随着4K在安防行业的发展，高清视频传输将面临什么挑战？未来两年内高清视频传输的发展趋势如何？
　　4K的画面清晰度优势，让大家对它青睐有加，但是实现起来挑战也不小。首先，需要更高解像力的镜头，作为4K×2K的IPC产品配套镜头至少需要达到800万以上的解像力，但是目前达到这个标准的很少，能适用于安防行业的更是少之又少。其次，更高的网络传输带宽和更大的储存容量，在安防应用中一般传输1080P高清H.264码流，需要4Mbps左右的带宽。在H.264编码下，4K分辨率目前至少也需要12Mbps甚至更高的带宽才能满足需求，对储存容量的要求也随之增高。第三，更高性能的编码芯片，就依目前的芯片性价比来说，对安防行业显然是难以接受的。第四，更强的后端解码和显示能力，后端设备需要比现在更强的计算处理能力。第五，更大分辨率的显示设备，至少具备4K物理像素，才能无损呈现图像效果，就当前的应用技术来说，显然很不经济实惠。第六，更强的视频处理能力，对于细节的处理将提出更高的要求。虽说现在科技的发展变幻莫测，但是从高清视频监控的发展历史来看，我们也是能窥见一些发展趋势的。
　　在未来，随着人们需求的不断提高，对视频的清晰度需求也会越来越高，所以更高清始终是发展的大方向；然而随着更高清，带来了储存空间也越来越大，所以如何在更高清的同时，减少储存容量又是一个摆在大家面前的难题，所以节省储存空间也重要；之后就是信息的互联互通问题了，因为我们处在互联网时代，信息的互通互联十分重要，高清视频传输要立足于这个大背景之下。
　　四、结束语
　　随着技术的发展，未来安防将逐步进入4K级图像应用，结合新的智能分析技术，云数据存储与挖掘技术。作为高清视频的传输应用也将步入考验，未来的网络高清传输技术要求有更高的带宽(前端设备千兆聚合)，更高的芯片工艺(普及型4k芯片)，更高的应用平台(云数据分析)，更苛刻的工作环境(结合一线生产应用的业务监控)，更清晰的图像(医用影像级别的监控图像)。未来两年的网络高清传输必然结合应用业务，逐步的边界化(将应用分析前置)、网络化(全部采用标准网络架构)、智能化(数据挖掘分析内置在传输系统中)、软件硬化(去掉交换机的操作系统，使用迅捷的可升级的固化系统)以及云化(安防私有云的建设成为趋势)。