“模數(shù)結(jié)合”問題重重
       一個智能小區(qū)，充分利用計算機技術、自動化控制技術、視頻技術、報警技術、網(wǎng)絡技術、傳輸技術、系統(tǒng)集成技術等為居民生活提供一個安全、舒適、便捷的生活環(huán)境。視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)，是智能小區(qū)安防系統(tǒng)中最重要的系統(tǒng)組成部分，它能做到事前預警、事中報警、事后取證，對違法犯罪分子起到強大的心理震懾作業(yè)，實現(xiàn)小區(qū)安防系統(tǒng)的智能化管理。
       而事前預警、事中報警、事后取證的關鍵在于視頻圖像清晰度和實時性的效果，視頻圖像越清晰越實時，越能為小區(qū)的安保人員或公安機關的偵察破案提供更加有力的視頻圖像證據(jù)。
       目前大多已建的智能小區(qū)的既有視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的建設采用的是“模數(shù)結(jié)合”（模擬攝像機+數(shù)字硬盤錄像機+模擬視頻矩陣）方式，其視頻圖像質(zhì)量普遍存在的問題是：前端攝像機老化，出現(xiàn)無圖像、圖像不清、圖像像素低、人物面部特征難以分辯、顏色偏差大等問題，嚴重影響視頻圖像的取證。如果要升級到高清網(wǎng)絡系統(tǒng)，則需要重新布線，路面開挖和復原的工程量較大，并且需要新建一套布線系統(tǒng)和網(wǎng)絡系統(tǒng)來支撐，系統(tǒng)升級改造的造價會比較大。
       所以，本文主要介紹如何利用既有的視頻同軸線纜傳輸來實現(xiàn)從“標清模擬系統(tǒng)”升級到“高清數(shù)字（網(wǎng)絡）系統(tǒng)”的方案技術及應用。

 “模數(shù)結(jié)合”（模擬攝像機+數(shù)字硬盤錄像機+模擬視頻矩陣）系統(tǒng)介紹
       系統(tǒng)組成主要由前端設備（摸擬攝像機）、傳輸部分、控制設備（模擬視頻矩陣）、顯示設備（模擬監(jiān)視器）、存儲設備（數(shù)字硬盤錄像機）組成。
       傳輸部分：短距離（一般500米以內(nèi)）的傳輸線路采用視頻同軸線纜；長距離的傳輸線路采用光纖+視頻光端機方式。
       控制部分：采用矩陣控制鍵盤，通過模擬視頻矩陣進行視頻的切換調(diào)看和控制。
       這種“模數(shù)結(jié)合”方式，從前端攝像機到控制中心的控制、顯示、傳輸?shù)男盘柖际悄M信號，其優(yōu)點是：
     • 視頻模擬信號通過模擬視頻矩陣進行切換調(diào)看，視頻圖像實時性好；
     • 視頻模擬信號通過數(shù)字硬盤錄像機的數(shù)字編碼壓縮變成數(shù)字信號，通過以太網(wǎng)絡進行傳輸和組網(wǎng)，可以實現(xiàn)大型或異地組網(wǎng)的監(jiān)視、回放和存儲。
     • 但這種“模數(shù)結(jié)合”方式在視頻圖像清晰度和編碼壓縮后的視頻圖像實時性存在一定的局限性：
     • 目前模擬攝像機的水平線數(shù)最高為750線，有效像素點（PAL：976（H）×582（V）），相當于約57萬像素，相比百萬像素以上的高清網(wǎng)絡（數(shù)字）攝像機的像素點還是較低；
     • 視頻模擬信號通過數(shù)字硬盤錄像機的數(shù)字編碼壓縮為數(shù)字信號后，通過數(shù)字硬盤錄像機來調(diào)看視頻圖像時存在一定時間的延時，實時性稍差，一般延時在300ms內(nèi)，如果是多級結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)，那視頻畫質(zhì)的實時性更差。

利用既有視頻同軸線纜的傳輸線路實現(xiàn)“模擬”到“高清”的應用
       目前能利用既有視頻同軸線纜的傳輸線路實現(xiàn)“模擬”到“高清”的應用，主要有以下兩種技術架構(gòu)來實現(xiàn)。
高清數(shù)字系統(tǒng)（HD-SDI）的應用
       HD-SDI（High Definition- Serial Digital Input，高清晰度串行數(shù)字接口），其核心為SDI信號接口，是美國SMPTE制訂的一種廣播級信號標準，HD-SDI是依據(jù)SMPTE 292M標準，在1.485Gb/s或1.485/1.001Gb/s信號速率條件下傳輸?shù)慕涌谝?guī)格。
       該技術已非常成熟，市場上已有相應的HD-SDI設備，其系統(tǒng)組成主要由前端設備（HD-SDI攝像機）、傳輸部分、控制設備（HD-SDI視頻矩陣）、顯示設備、存儲設備（HD-SDI硬盤錄像機）組成。
       傳輸部分：短距離（100米以內(nèi)）的傳輸線路采用視頻同軸線纜；超過100米后的圖像質(zhì)量衰減很大，建議傳輸線路采用光纖+HD-SDI視頻光端機方式。
       控制部分：采用矩陣控制鍵盤，通過HD-SDI視頻矩陣進行視頻的切換調(diào)看和控制。
       這種基于HD-SDI技術應用的高清數(shù)字系統(tǒng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與上文的“模數(shù)結(jié)合”系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一樣（見圖1和圖2），但不同的是這種基于HD-SDI技術，其從前端攝像機到控制中心的控制、存儲、顯示傳輸?shù)男盘柖际菙?shù)字信號，其視頻圖像的優(yōu)點是：
     • 無壓縮、無失真、還原效果好；
     • 無時延、實時性好；
     • 支持1080P高清顯示。
       所以，針對既有的模擬視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)，視頻同軸線纜同樣作為傳輸介質(zhì)，只需要更換前端攝像機、后臺的視頻矩陣和存儲設備，幾乎不需要操作培訓，就能平滑實現(xiàn)從“標清模擬監(jiān)控”到“高清數(shù)字監(jiān)控”的應用，不需要更換布線系統(tǒng)和顯示設備，不改變既有的操作和使用習慣，不改變設備管理、維護和保養(yǎng)方式，與既有的模擬系統(tǒng)設備一樣簡單。
       但這種技術應用只適合于采用視頻同軸線纜傳輸距離在100米以內(nèi)，超過100米的傳輸距離，視頻圖像衰減非常大，視頻圖像質(zhì)量會更差。
“基于IEEEP 1901的EoC技術”實現(xiàn)“高清”的應用
       目前市場上已有“基于IEEEP 1901 的EoC（Ethernet over Coax）技術”的產(chǎn)品（俗稱“介質(zhì)轉(zhuǎn)換器”），它可以在視頻同軸線纜中進行以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號的傳輸，其原理就是將以太網(wǎng)信號經(jīng)過調(diào)制后在視頻同軸線纜中進行數(shù)據(jù)傳輸，這樣就可以輕松利用既有的視頻同軸線纜的布線系統(tǒng)，實現(xiàn)從“模擬標清”升級到“高清網(wǎng)絡”的視頻監(jiān)控系統(tǒng)（其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖見圖2）。
       應用一：點對點應用，適合改造類工程，利用既有視頻同軸線纜/網(wǎng)線/電話線等2芯線升級到高清網(wǎng)絡系統(tǒng)。
       應用二：串并聯(lián)應用，適合新建和改造類工程，利用既有視頻同軸線纜/網(wǎng)線/電話線等2芯線最多連接20臺設備進行高清視頻、控制、對講等信號傳輸。
       其技術產(chǎn)品的優(yōu)勢：
     • 基于IEEE P1901技術，支持在視頻同軸線纜、電力纜和電話線等多種介質(zhì)上傳輸網(wǎng)絡高清視頻和高速數(shù)據(jù)信號。具有傳輸距離長、通信速率高、支持多媒體業(yè)務、支持組網(wǎng)等特點；
     • 通信距離最大無中繼跨度可達2000米（以太網(wǎng)最大通信距離才100米），極大方便了布線，對于普通的SYV75-5視頻同軸線纜，在2000米距離時，可以保持TCP/IP吞吐量不低于30Mbps；
     • 支持多路信號傳輸，一條視頻同軸線纜上最大支持20路百萬像素的視頻、報警、對講、控制信號（而以太網(wǎng)和模擬系統(tǒng)都是單線單點方式）；
     • 支持多路高清同時傳送而無延時，僅對數(shù)字信號進行介質(zhì)傳輸，無任何損害；
     • 升級容易，利用既有的視頻同軸線纜直接升級為高清網(wǎng)絡系統(tǒng)，該技術產(chǎn)品即插即用，也無需軟件硬件設置；
     • 支持PoC集中供電，使用視頻同軸線纜直接給高清網(wǎng)絡攝像機供電，可以簡化工程安裝，節(jié)約成本，500米SYV75-5視頻同軸線纜可以支持40W的功率輸出；
     • 擴展能力強，如需要增加節(jié)點，無需重新布線，在負載范圍內(nèi)，任意通過三通等接頭接入，并且可以與網(wǎng)絡布線系統(tǒng)兼容。
       綜上所述，利用既有的視頻同軸線纜的傳輸布線系統(tǒng)，不需要重新開挖路面（或少量因增加監(jiān)控點的線路敷設開挖），不會因為路面大面積施工造成對周圍環(huán)境和居民生活的干擾，既可以實現(xiàn)長距離的傳輸，又可以實現(xiàn)百萬像素以上的高清網(wǎng)絡監(jiān)控，需要更換以下設備：
     • 前端攝像機：模擬攝像機→高清網(wǎng)絡攝像機；
     • 后臺的控制系統(tǒng)設備：模擬視頻矩陣→視頻管理服務器、視頻矩陣控制鍵盤→網(wǎng)絡控制鍵盤；
     • 存儲設備：數(shù)字硬盤錄像機→網(wǎng)絡硬盤錄像機或IPSAN。
       還需根據(jù)監(jiān)控數(shù)量規(guī)模適當增加交換機設備和介質(zhì)轉(zhuǎn)換器的發(fā)送/接收設備。
       但高清網(wǎng)絡攝像機在視頻實時性方面存在一定的弊端：因為高清網(wǎng)絡攝像機是內(nèi)置了編碼、數(shù)字處理和網(wǎng)絡傳輸?shù)裙δ転橐惑w的攝像機，視頻模擬信號在攝像機內(nèi)部通過ISP/DSP進行了編碼壓縮后再通過網(wǎng)絡傳輸模塊直接輸出圖像碼流的數(shù)字信號，在這個“模擬”轉(zhuǎn)“數(shù)字”的過程中就存在一定的時延，攝像機輸出的圖像碼流再通過網(wǎng)絡系統(tǒng)進行傳輸，前端攝像機到后臺設備的傳輸時延一般在300ms以內(nèi)，所以高清網(wǎng)絡攝像機在視頻實時性方面會稍微差一點。

在實際工程改造中需要注意的事項
       上文所介紹的兩種利用既有視頻同軸線纜傳輸?shù)募夹g應用，在實際工程改造應用中，需要注意以下事項：
     • 檢查視頻同軸線纜的敷設質(zhì)量，測試視頻效果。因為很多既有系統(tǒng)中視頻同軸線纜沒有嚴格按照施工規(guī)范和工藝要求進行敷設，導致視頻同軸線纜與強電同管敷設或長期泡在水中或沒有套管裸露在外等情況造成視頻信號受到干擾和衰減，這種情況就需要重新布線；
     • 更換BNC接頭，采用高可靠性的全銅質(zhì)BNC接頭進行端接。因為既有系統(tǒng)中的攝像機的BNC接頭大多因為使用時間長久已經(jīng)氧化，會造成視頻信號衰減，所以建議更換；
     • 供電系統(tǒng)方面，建議采用獨立的UPS集中供電系統(tǒng)和分散/集中相結(jié)合的變壓方式；
     • 室外立桿攝像機，必須做好防雷接地措施，必須安裝防浪涌器，并且越靠近攝像機安裝防雷效果越好，立桿應采用鍍鋅鋼管制成，在桿的頂部設有避雷針，能夠引導直擊雷入地，立桿的基礎接地建議采用獨立接地方式，采用接地電極以及由扁鋼和角鋼組成的接地網(wǎng)，接地電阻要求≤10Ω。
       以上四點是經(jīng)常造成視頻圖像干擾或不清晰等情況最容易忽視的地方，所以一個高清的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，除了在設備產(chǎn)品質(zhì)量選型外，還要特別注意以上事項。