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各中传输技术在高清监控应用中分析
双击?#36828;?#28378;屏 发布者:星捷安防 阅读:1266次 【字体:

近几年随着图像传感器技术的发展,目前大量使用的高清产品都是基于网络传输技术的,直接传输方式在高清时代几乎绝迹,但关于对网络传输是否适合监控图像传输的争论从来就不绝于耳。因此寻找一种与实?#35270;?#29992;相符,技术能满足,成本尽量低的传输模式对于监控的应用尤为关键。

 

  模拟信号传输方式

 

  目前标清视频信号绝大多数依然采用模拟信号传输方式,带宽为6M,应用75-5的同轴电缆传输100米,在牺牲一些高频细节的情况下,可以传输200-300米,甚至更远。由于这样的性能,从监控应用伊?#36857;?#36825;种传输模式就一?#26412;?#27809;有改变过。但是到了高清时代,由于传输的高清信号带宽的扩大,1080P需要27M的带宽,用传统的75-5同轴电缆传输,几米就衰减下去了,根本无法在监控项目中使用,而高清网络摄像机的传输方式和标清?#21335;?#27604;没啥变化,所以?#22791;?#28165;时代来临时,?#32479;?#20102;网络摄像机的独角戏,直接传输模式很少有应用。

 

  数字传输模式

 

  ?#28909;?#39640;清模拟传输方式无法在监控实?#35270;?#29992;中使用,唯一的方法就只有数字传输了。在讨论数字高清传输技术以前先分析高清信号的数字特性,30帧/秒1080P图像信号的带宽是:1920×1080×16×30=995.328M;30帧720P图像信号的带宽是:1280×720×16×30=442.368M,也就是说?#30001;?#19968;些消隐数据,30帧/秒1080P的图像不超过1G,720P的不超过500M,在数据通讯技术领域,实现这么大数据流量的传输方法很多,常用的介?#35270;?#21516;轴电缆,双绞线和光纤。

 

  同轴电缆传输技术

 

  同轴电缆传输技术在标清时代广泛应用于标清模拟视频信号的传输,与标清模拟视频信号相对应的数字视频信号标准是SD-SDI接口(270Mb/s),这种接口由于成本和性能的原因,在监控上很少应用。高清数字信号的标准是HD-SDI(1.485Gb/s),在应用加解扰技术,发端预加重技术,收?#21496;?#34913;技术的前提下,可以把传输距离?#30001;?#21040;100米。

 

  加解扰技术是用扰码的不归零倒置(NRZI)来代替早期的分组编码。在传送前,对原?#38469;?#25454;流进行扰频,并变换为NRZI码确保在接收端可靠地恢复原?#38469;?#25454;。这样在概念上可以将数字串行接口理解为一种基带信号调制。NRZI码是极性敏?#26032;搿?#29992;“1”和“0”表示电平的高和?#20572;?#22914;果出现长时间的连续“1”或连续“0?#20445;?#20250;影响接收端从数字信号中提取时钟。因为串行数字信号接口不单独传送时钟信号,接收端需从数字信号流中提取时钟信号,所以要采用以“1”和“0”来表?#23621;?#26080;电平变换的NRZI码。接收NRZI码流时,只要检出电平变换,就可恢复数据,即使全是“1”信号,导致的信号频率也只是原来时钟频率的一半,再经过?#23588;牛?#36830;续“1”的机会减少,也就使高频分量进一步减少了。在数据流的接收端,由SDI解码器从NRZI码流恢复原数据流。

 

  预加重技术就是在发端把信号放大,均衡技术可?#23731;?#35299;为频率补偿,通常是使用滤波器来实现的,通过滤波器来补偿失真的脉冲,判决器得到的解调输出样本,是经过均衡器修正过的或者清除了码间干扰之后的样本。自?#35270;?#22343;衡器直接从传输的实?#36866;?#23383;信号中根据某种算法不?#31995;?#25972;增益,因而能?#35270;?#20449;道的随机变化,使均衡器总是保持最佳的状态,从而有更好的失真补偿性能。自?#35270;?#22343;衡器一般包含两种工作模式,即?#30423;?#27169;式和跟踪模式。

 

  ?#30423;?#27169;式首先由发射机发射一个己知的定长的?#30423;?#24207;列,以便接收机处的均衡器可以做出正确的设置。典型的?#30423;?#24207;列是一个二进制随机信号或是一串预先指定的数据位,而紧跟在?#30423;?#24207;列后被传送的是用户数据。接收机处的均衡器将通过递归算法来评估信道特性,并且修正滤波器系数?#36828;?#20449;道做出补偿。在设计?#30423;?#24207;列时,要求做到即使在最差的信道条件下,均衡器也能通过这个?#30423;?#24207;列获得正确的滤波系数。这样就可以在收到?#30423;?#24207;列后,使得均衡器的滤波系数已经接近于最佳值。而在接收数据时,均衡器的自?#35270;?#31639;法就可以跟踪不断变化的信道,自?#35270;?#22343;衡器将不?#32454;?#21464;其滤波特?#23731;?#20445;障数据传输的稳定性。

 

  但通过预加重和均衡技术来延长SDI的信号传输距离在实?#35270;?#29992;中还是存在许多问题,线缆的特?#36828;?#20256;输距离影响很大,再?#30001;?#21516;轴电缆传输是一个单端传输系统无法?#31181;?#20849;模干扰。模拟监控中工程现场如果线路不好就会带来干扰,这些都会?#29616;?#24433;响SDI信号的传输距离,则不难理解目前对于HD-SDI传输距离为何莫衷一是。理论传输距离和实际差异太大,而且最纠结的是如果HD-SDI信号超过它的传输距离,收?#21496;?#26080;法解出任何信号来,这一点比传统的标清模拟传输系统的性能差远了。所以HD-SDI传输技术要大面积应用于监控系统还是有很多问题和困难的。 

 
 

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