一個標準的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，由五大部分組成：視頻采集系統(tǒng)、視頻傳輸系統(tǒng)、視頻切換管理系統(tǒng)、視頻顯示系統(tǒng)、視頻錄像系統(tǒng)。視頻采集系統(tǒng)主要是完成對前端圖像信號的獲取;視頻傳輸控制系統(tǒng)完成對前端圖像信號的傳送和控制通信;視頻切換管理系統(tǒng)完成對圖像信號的切換控制和資源分配;視頻顯示系統(tǒng)完成對前端圖像信號的終端設備輸出;視頻錄像系統(tǒng)完成對前端圖像信號的長延時存儲和回放。

　　在系統(tǒng)工程中，良好的視頻傳輸設計是監(jiān)控系統(tǒng)非常重要的一部分。如果建設一套好的系統(tǒng)，選用的都是高指標、高畫質的攝像機、鏡頭、監(jiān)視器、錄像機，但是沒有良好的傳輸系統(tǒng)，最終在監(jiān)視器上看到的圖像將無法令人滿意。根據(jù)“木桶法則”，最終的圖像質量取決于整個系統(tǒng)中最差的一環(huán)，而這最差的一環(huán)往往就是傳輸系統(tǒng)。系統(tǒng)設計人員必須根據(jù)實際需要選擇合適的傳輸方式、高質量的傳輸線纜、專用連接頭和設備、并按專業(yè)標準進行安裝，才能達到理想的傳輸效果。常見的幾個視頻傳輸方式見如下介紹。

　　同軸電纜傳輸

　　圖像傳輸最基本的方法是采用視頻基帶傳輸,即同軸電纜傳輸，由于同軸電纜具有價格較便宜、鋪設較方便的優(yōu)點，一般在小范圍的監(jiān)控系統(tǒng)中有著廣泛的應用。

　　利用同軸電纜傳輸視頻信號由于信號衰減的原因，使得信號的傳輸距離有限，因此同軸電纜只適合于近距離傳輸圖像信號，當傳輸距離達到200米左右時，圖像質量將會明顯下降，特別是色彩變得暗淡，有失真感。在工程實際中，為了延長傳輸距離，要使用同軸放大器。同軸放大器對視頻信號具有一定的放大作用，并且還能通過均衡調整對不同頻率成分，分別進行不同大小的補償，以使接收端輸出的視頻信號失真盡量小。但是，同軸放大器并不能無限制級聯(lián)，一般在一個點到點系統(tǒng)中同軸放大器最多只能級聯(lián)2到3個，否則無法保證視頻傳輸質量，并且調整起來也很困難。因此，在監(jiān)控系統(tǒng)中使用同軸電纜時，為了保證有較好的圖像質量，一般將傳輸距離范圍限制在四、五百米左右。另外，同軸電纜在監(jiān)控系統(tǒng)中傳輸圖像信號還存在著一些缺點：

　　.同軸電纜本身受氣候變化影響大，氣候不好圖像質量受到一定影響;

　　.同軸電纜較粗，在密集監(jiān)控應用時布線不太方便;

　　.同軸電纜一般只能傳視頻信號，如果系統(tǒng)中需要同時傳輸控制數(shù)據(jù)、音頻等信號時，則需要另外布線或增加設備;

　　.同軸電纜抗干擾能力有限，無法應用于強干擾環(huán)境;

　　.同軸放大器還存在著調整困難的缺點。雙絞線和雙絞線視頻傳輸設備利用雙絞線傳輸視頻信號是近幾年才興起的技術，所謂的雙絞線一般是指超五類網線，采用該技術與傳統(tǒng)的同軸電纜傳輸相比，其優(yōu)勢越來越明顯。

　　雙絞線傳輸優(yōu)點

　　1.布線方便，線纜利用率高。一根普通超五類網線，內有4對雙絞線，可以同時傳輸4路視頻信號，或3路視頻信號、1路控制信號;而且網線比同軸電纜更好敷設。

　　2.價格便宜，普通超五類網線的價格相當于75-3視頻線，室外防水超五類網線的價格相當于75-5視頻線，但網線可以同時傳輸多路信號，其經濟性用戶可以根據(jù)具體情況核算。

　　3.傳輸距離遠，傳輸效果好。由于將視頻信號進行了放大提升，傳輸距離可以達到1500米，有些廠家的產品可以保證900米內達到與現(xiàn)場一樣的效果。

　　4.抗干擾能力強。雙絞線傳輸采用差分傳輸方法，其抗干擾能力大于同軸電纜。

　　使用中注意的問題

　　1、選用雙絞線的原則：一般選用國產超五類網線，每根網線內有8芯，每芯的直流電阻值應小于15歐/100米(國標小于10歐/100米)。

　　2、對于不同傳輸距離，有不同的選擇，如大樓內，一般不超過150米，可以選用無源收發(fā)器;距離在650米內可以選用前端無源發(fā)射、后端有源接收的設備，省去了前端加電的麻煩和設備損壞的可能;650米至1500米可以選用有源發(fā)射、有源接收的設備;如超過1500米，可以考慮增加中繼器，在2200米內增加1個中繼器可以保證效果，如再遠建議選擇光纜傳輸。

　　3、室外布線，盡可以選用室外阻水網線，雖然價格高了些，但可靠性可以保證。

　　4、對于干擾特強的地方，如電廠、變電站等地方，建議選用屏蔽網線，或在普通網線外套金屬管，如采用屏蔽網線一定要注意傳輸距離，一般控制在700米，采用在監(jiān)控室單端接地的原則;對于電梯的干擾，建議選用電梯專用雙絞線電纜，它的柔軟性能夠滿足電梯電纜的要求。

　　5、網線的連接，應進行可靠的焊接，在室外一定要做好防水處理，處理完后注意防止浸泡在水里，可以將接頭放在礦泉水瓶內，瓶口朝下，再將瓶口封好。

　　6、由于雙絞線傳輸采用“虛地”技術，比同軸電纜更容易感應靜電或雷電，選擇雙絞線傳輸設備，一定要注意選用具有防靜電、防雷的產品，如果在多雷區(qū)，最好在前端做防雷接地。

　　光纖和光端機

　　光纖自問世以來，由于其多方面的優(yōu)勢，迅速在通信領域引發(fā)了一場傳輸線路的革命，利用光纖進行信號傳輸?shù)膬?yōu)勢體現(xiàn)在：

　　.帶寬大，可傳輸?shù)男盘柸萘看?

　　.衰減小，可遠距離傳輸;

　　.抗干擾性強，不受電磁場干擾;

　　.不燃燒、不導電，可用于各種危險環(huán)境;

　　.體積小、重量輕;

　　.保密性強。

　　光纖和光端機應用在監(jiān)控領域里主要是解決了兩個問題：一是傳輸距離，二是環(huán)境干擾。由于雙絞線和同軸電纜都是以電信號的方式進行信號傳輸，傳輸距離受到信號衰減、失真等因素的影響，僅僅適用于短距離、小范圍內的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。如果需要傳輸數(shù)公里甚至上百公里距離的圖像信號則需要采用光纖傳輸方式;另外，對

　　一些超強干擾場所，為了不受環(huán)境干擾影響，也可以采用光纖傳輸?shù)姆绞健?/p>

　　光纖分為多模光纖和單模光纖兩種：多模光纖由于色散和衰耗較大，其最大傳輸距離一般不能超過5km，然而隨著單模光纖成本的大幅度下降，目前除了先前已經鋪好了多模光纖的地方外，在新建的工程中一般不再使用多模光纖，而主要使用單模光纖。光纖中傳輸監(jiān)控信號要使用光端機，它的作用主要就是實現(xiàn)電-光和光-電轉換。光端機的發(fā)展經歷了以下幾個階段。

　　模擬光端機

　　90年代初，以視頻傳輸為主要業(yè)務的模擬光端機進入中國市場。此時，市場上主要是1路視頻(加數(shù)據(jù))、2路視頻(加數(shù)據(jù))、4路視頻(加數(shù)據(jù))、8路視頻(加數(shù)據(jù))等幾種較簡單的產品系列。應用領域主要幾種在公

　　安、交警、市政等資金情況較好、對視頻業(yè)務有迫切需求以及有較高品質要求的行業(yè)。模擬光端機采用了PFM調制技術實時傳輸圖像信號。發(fā)射端將模擬視頻信號先進行PFM調制后，再進行電-光轉換，光信號傳到接收端后，進行光-電轉換，然后進行PFM解調，恢復出視頻信號。由于采用了PFM調制技術，其傳輸距離很容易達到30 km左右。

　　然而由于采用模擬信號傳輸技術，信號在遠距離傳輸過程中產生的失真等非線性效應導致其傳輸距離和容量受

　　到嚴重的限制，而且模擬光端機業(yè)務類型相對比較單一。

　　數(shù)字光端機

　　由于數(shù)字傳輸技術與模擬技術相比在很多方面都具有明顯的優(yōu)勢，所以正如數(shù)字技術在許多領域取代了模擬技

　　術一樣，數(shù)字光端機也逐漸取代了原先的模擬光端機，從而占據(jù)了市場的主流地位。數(shù)字視頻光端機一般以非壓縮數(shù)字信號的方式進行視頻信號的傳輸，其原理就是將模擬視頻信號進行A/D變換后和音頻、數(shù)據(jù)等信號進行復接，再通過光纖傳輸。

　　它用高的數(shù)據(jù)速率來保證視頻信號的傳輸質量和實時性，由于光纖的帶寬非常大，完全可以支持高帶寬的視頻

　　信號傳輸。非壓縮數(shù)字圖像光端機能提供很好的圖像傳輸質量，達到了廣播級的傳輸質量，并且圖像傳輸是全實時的。由于采用數(shù)字化技術，在設備中可以利用已經很成熟的通信技術比如復接技術、光收發(fā)技術等，提高了設備的可靠性，也降低了成本。目前國內能夠提供視頻光端機的廠家很多，其產品也各不相同，但是其基本原理及結構大同小異。隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，特別是近兩年來全國各地多個城市建設社會治安監(jiān)控系統(tǒng)的目標的提出，原來僅僅局限于單一部門、單一行業(yè)的中小規(guī)模的視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經難以滿足需求，這樣的系統(tǒng)囊括了成千上萬個監(jiān)控點、覆蓋整個城域范圍，在建設這種超大規(guī)模的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的過程中如何保證視頻、控制信號高質量、遠距離的傳輸已經成為了影響系統(tǒng)成敗的關鍵問題。

　　新一代光端機新優(yōu)勢

　　超大容量

　　光纖從理論上來講提供了無限的傳輸帶寬，利用采用波分復用技術加上采用更高帶寬的光器件，現(xiàn)在的光端機

　　已經能夠提供16路、32路甚至64路視頻光端機，并且只需要一個條光纖，大大節(jié)省了光纜布線成本。

　　多業(yè)務傳輸

　　新一代的光端機，不僅可以傳輸視頻信號，還可以同時傳輸音頻、數(shù)據(jù)、電話、控制等多種業(yè)務信號，多業(yè)務

　　光端機可以大大節(jié)省監(jiān)控系統(tǒng)的設備成本，省心又省力。

　　多種傳輸模式

　　新一代的光端機已經不是單獨的提供點對點的信號傳輸模式，利用波分復用技術或時分技術可以實現(xiàn)視頻信號

　　的總線式傳輸，并且信號走的通道還是單一獨立的通道，這樣就可以保持較高的延時性。如(OT Systems 品牌的光端機)新一代光端機除了采用復用技術之外，還采用了自愈環(huán)網技術，其按照環(huán)形的方式組建傳輸網絡，信號按照雙向傳輸，采用這種方式構建的傳輸網絡具有很高的可靠性，光纖的斷裂不會影響信號的傳輸。

　　具備交換功能

　　傳統(tǒng)的光端機僅僅具備傳輸功能，視頻信號的交換在監(jiān)控中心利用視頻矩陣實現(xiàn)。在超大規(guī)模視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設中，采用這種方式會帶來眾多問題。新一代的光端機把傳輸與交換功能進行有機結合，形成全數(shù)字的傳輸、交換系統(tǒng)對于改善系統(tǒng)的性能，簡化系統(tǒng)結構具有意義重大。

　　智能化

　　新一代的光端機具體完善的智能化網管功能，光端機的智能化主要體現(xiàn)在其可管理性方面。傳統(tǒng)光端機一般不

　　具備網管功能，在中小型視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)規(guī)模不大，設備不多，系統(tǒng)的管理及維護工作相對比較簡單，然而在大規(guī)模的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，具備網管功能的光端機會給用戶在管理和維護方面帶來極大的便利。

　　平臺化、集成化、模塊化

　　新一代光端機越來越體現(xiàn)其靈活與便利性，相比傳統(tǒng)光端機，平臺化光端機可以說是一個集成化很高的光平臺，光平臺采用機架式機箱、模塊化結構，視頻輸入輸出板卡、網管卡、網絡交換卡、數(shù)據(jù)卡、解碼輸出卡等多種業(yè)務類型的板卡都可以集成在一個光平臺里面，形成一個集成化很高的光平臺，然后通過一根光纖與外界進行通信。

　　無線傳輸方式

　　微波傳輸

　　微波傳輸是解決幾公里甚至幾十公里不易布線場所的監(jiān)控傳輸?shù)慕鉀Q方式之一。采用調頻調制或調幅調制的辦法，將圖像搭載到高頻載波上，轉換為高頻電磁波在空中傳輸。其優(yōu)點是：省去布線及線纜維護費用，可動態(tài)實時傳輸廣播級圖像。其缺點是：由于采用微波傳輸，頻段在1GHz以上，常用的有L波段(1.0～2.0GHz)、S波段(2.0～3.0GHz)、Ku波段(10～12GHz), 傳輸環(huán)境是開放的空間很容易受外界電磁干擾;微波信號為直線傳輸，中間不能有山體、建筑物遮擋;Ku波段受天氣影響較為嚴重，尤其是雨雪天氣會有嚴重雨衰現(xiàn)象。

　　3G/4G等無線網絡傳輸技術

　　3G/4G技術的移動性、高帶寬等特性使得傳統(tǒng)的視頻傳輸方式有了根本的變化，不需要任何的布線，既可實現(xiàn)傳輸功能，特別是在一些特殊的行業(yè)應用表現(xiàn)了其優(yōu)越性。其優(yōu)點有：

　　.標準的通信協(xié)議、兼容性好;

　　.3G監(jiān)控部署靈活、應用范圍廣、監(jiān)控便捷，主要可以應用在以下領域。

　　特定行業(yè)移動性無線視頻監(jiān)控

　　主要包括城管車載、金融押運、公交、客運、輪渡、地鐵、油罐車、特殊物品運輸?shù)冉煌ㄟ\輸工具內部監(jiān)控應用，單兵監(jiān)控、警察巡查、消防火場監(jiān)控應用等。

　　臨時性監(jiān)控

　　這種監(jiān)控需求時間緊，使用時間短，采用無線監(jiān)控部署可大大節(jié)省部署時間和部署成本。如自然災害搶險救災、突發(fā)性群體事件等。

　　特殊應用環(huán)境/場合監(jiān)控

　　這類場合通常無法部署固定監(jiān)控或者部署成本太高，如森林防火、水文監(jiān)控等，3G無線監(jiān)控覆蓋范圍廣，無需復雜布線，可輕松滿足這類應用需求。其缺點有：

　　.帶寬不夠;

　　.資費相對較高;

　　.3G網絡覆蓋范圍還不是特別廣，存在盲區(qū)，信號傳輸受天氣、環(huán)境影響較大。

　　監(jiān)控視頻傳輸方法的選擇

　　每種傳輸方式都有自己的適應性和優(yōu)異之處，又有不足之處。傳輸方式是否得體不是看其方式本身如何，而是看其是否適用于應用場所。對于傳輸三、四百米內的監(jiān)控環(huán)境，采用視頻基帶傳輸方式比較好，其頻率損失、圖像失真、圖像衰減的幅度都比較小，能很好地完成傳送視頻信號的任務。如果傳輸中存在高壓設備、交流變頻器、變電站等干擾源，則應選擇寬頻共纜、雙絞線傳輸方式，以保證視頻傳輸質量。

　　對于傳輸距離較遠的監(jiān)控環(huán)境，建議采用光纖傳輸，光纖傳輸具有衰減小、頻帶寬、抗電子電磁干擾強、重量輕、保密性好等眾多優(yōu)點，已成為長距離視音頻及控制信號傳輸?shù)氖走x方式。

　　有的監(jiān)控環(huán)境比較復雜，且布線難度比較大，可選用微波方式或者3G/4G無線網絡的方式傳輸監(jiān)控信號，既不用布線又可以解決信號遠傳問題，但在南方降雨較多的區(qū)域應該慎用，防止下雨天氣監(jiān)控信號受雨衰影響。

　　對于跨城區(qū)、超遠距離或已有內部局域網的監(jiān)控環(huán)境來講，監(jiān)控信號傳輸可選用數(shù)字網絡傳輸方式，通過把視頻或控制信號轉換成數(shù)字信號在網絡上傳輸，用網絡監(jiān)控軟件對監(jiān)控信號進行多方監(jiān)看和控制。

　　對于點位較多、點位分散、傳輸距離幾百米至幾十公里的監(jiān)控環(huán)境(如高速公路)，或是煤礦、電廠、船廠、核電等存在嚴重視頻干擾源的監(jiān)控環(huán)境，用光端機組成光纖網絡的傳輸方式具有非常大的優(yōu)勢。利用前端的“遠端設備”(ONU)設備把監(jiān)控圖像、控制信號等組成光纖環(huán)網傳輸?shù)?ldquo;本地接入設備”(OLT)，構建一個安全、快速的光纖傳輸網絡，既可以避免干擾、延遲，又可以解決長距離監(jiān)控的問題，使整個監(jiān)控系統(tǒng)的性能大大提高。

　　文/宋鄂 深圳市諾龍實業(yè)有限公司技術工程師