市场观察:安防行业全高清未来发展前景
来源：中国安防行业网
随着视频监控技术的高速发展，客户对视频监控产品的要求也在不断提高，“让我们看的更清楚”已经成为客户一致的诉求。然而，如何才能构建出满足高清监控传输的方案，也成为安防设备厂商、设计单位、工程商亟待解决的问题。北京天翼讯通科技有限公司根据多年市场积累推出了基于IP网络光纤传输和基于HD-SDI高清光端机传输的高清监控传输方案，本文将对高清视频标准以及高清光纤传输问题展开探讨。
1、高清视频的标准
对于普通的标清视频显示格式，业内一般以H.263CIF(352×288，普通VCD图像标准)，H.264CIF，H.2634CIF(704×576，普通DVD图像标准)等作为图像优劣的评判标准，并且将H.2634CIF作为标清视频会议的最高图像标准。而对于高清视频图像，则可从以下两个指标来分析：
分辨率
分辨率一般有两个概念，一个是可支持分辨率，它不是平板电视显示屏幕的实际指标，是指电视内部图像驱动芯片可以驱动的图像分辨力；另一个是物理分辨率，是可以看得到的实物指标。
高清分辨率就主要由物理分辨率来决定。全高清的分辨率是水平1920个像素数，垂直1080个像素数，一般表述为“分辨力为1920×1080，采用隔行扫描方式，简写为1080/50i”，另外全高清的表述还有“分辨力为1920×1080，采用逐行扫描方式，简写为1080/50P”--全高清的像素数为1920×1080，约等于200万像素。普通高清的分辨率是水平1280个像素数，垂直720个像素数，一般表示为“分辨力为1280×720，采用逐行扫描方式，简写为720/60P”--普通高清的像素数为1280×720，约等于100万像素。
幅型比
幅型比即是屏幕的长度与宽度的比例。高清标准要求电视屏幕幅型比为16：9，而不是传统电视机标准的4：3比例。高清标准的宽幅型比，更增加了观看的临场感，而且更符合人眼观看的习惯，该标准更适合应用于大屏幕尺寸的显示屏。
2、基于IP的高清监控
IP方案是网络技术与视频监控系统的完美融合，打破了以往人们对闭路电视监控系统的固有思维，彻底打开了监控系统与外界的大门。
IP高清监控系统的优势在与IP网络的开放性和管理软件的功能强大，视频分发、浏览、存储非常方便，设备接入只需一根网线即可使用，同时资源共享更加方便，多个用户浏览不需要建立多个物理连接，系统开放性好，扩容方便。
以下是IP监控解决方案的详细介绍：
采集系统
对于标清IP系统，可以选择模拟摄像机加视频编解码器的方式，或者直接IP标清摄像机输出。当然，采用视频编解码器的方式能有更多的摄像机选择，比如可以选择宽动态摄像机，低照度摄像机等。对于高清IP系统，采用直接IP信号输出的方式。
传输系统
传输网络信号的媒介主要有两种，网线和光纤。一般距离小于80M时，可以采用网线直接传输；大于80M时，建议采用光纤代替。对于远距离的独立点位，建议采用点对点的IP光端机(以太网光纤收发器)，对于布点较多的系统，建议采用双光口、多光口级联式IP光端机传输，方便组成链网，星网等多种网络结构，方便客户组网。
控制中心
不再需要传统的视频分频器，模拟矩阵和DVR等设备，统一由网络管理平台实现实时查看和录像等功能。用户在客户端电脑上可以查看到实时图像和录像文件，如果需要可以通过视频解码器实现解码上大屏，当然高清IP需要选择高清解码器和高清显示设备。对于存储有两种方式，NVR服务器加磁盘阵列或者独立式的NVR存储器。
适用场合
智能楼宇，大型场馆，电力系统，金融机构以及公安系统主干网络上传。
IP方案特点
“开放化，扩容方便”
网络视频监控系统可采用分布式系统架构，只要有网络的地方都可以接入设备，系统扩容时一般不需要增加原来的硬件配置。
“高清化发展”
传统模拟摄像机清晰度受限于电视制式，清晰度已经接近极限，网络摄像机可以轻松实现百万像素到千万像素的清晰度
“远程访问便捷”
通过互联网，网络视频监控系统可以实现灵活的信息共享和远程访问。
“布线便捷，带宽小”
综合布线已成为楼宇必备智能化系统，网络视频监控系统可以利用综合布线系统传输图像，并且通过视频压缩技术，可以在有限的带宽下传输更多的图像。
3、基于HD-SDI的高清监控
IP网络高清产品在市场中表现不俗，但由于网络带宽不足够满足高清IP视频进行实时传输、编解码技术瓶颈等原因，导致延迟、编解码损耗、高带宽等不尽如人意的地方。原则上经过了编码和解码过程，一方面不可避免的产生延时，另一方面视频在进行压缩和解压过程后，视频信号不可避免的损伤，尤其是运动画面，往往会出现拖尾或者跳帧。对此，厂家和用户仍然在不断寻求更好的解决方案。
广电标准HD-SDI方案正是客户所期盼的一种实现方式，它由HDCCTV联盟提出，基于专用线缆传输，以高速数字视频信号切换设备为核心的无损数字高清监控解决方案。系统架构和CCTV模拟视频监控系统基本相似，是非压缩的高清标准。
基于”数字为骨，CCTV为形“的运行概念，HD-SDI通过同轴电缆传输未压缩的视频、音频以及控制电源信号，在图像传输的延迟性上比IP高清要好的多，而且安装方法与传统CCTV完全相同。采用HD-SDI接口的产品不像IP传输会引起图像延迟、拖尾、丢帧等现象，可靠度较高。
采集系统
采用满足HD-SDI标准的前端设备，比如HD-SDI枪机、HD-SDI球机和HD-SDI云台等，设备输出端口为基于标准HD-SDI的高清接口，输出为1.485Gb/s的数字信号。
传输系统
HD-SDI可采用同轴电缆来传输，传输距离100米。升级的3G-SDI标准可能需要更换等级更高的线缆。为保证传输质量，选择HD-SDI光端机是很好的选择，尤其是传输距离较远的场合。
控制中心
HD-SDI图像经过HD-SDI光端机传输到中心后，将一路高清信号进入HD-SDI矩阵，矩阵输出到高清大屏幕显示，另一路高清图像进入HD-SDI硬盘录像机。如果是需要上传联网的系统(公安，交通网络)可以不用HD-SDI硬盘录像机存储，而是进入HD-SDI编码器，集中编码压缩存储在磁盘以及上传到上级监控中心。
适用场合
高端公安、交通、金融、政府、楼宇等对图像有高清要求的场合。
HD-SDI方案特点
“高清画面，清晰”
HD-SDI的图像清晰度优于IP高清，因为HD-SDI属于非压缩的高清视频，同是1080P的图像，HD-SDI明显高于IP图像。高清HD-SDI还有一个优点，可以提高单位面积摄像机布点的利用效能，降低布点密度。
“实时性好”
因为图像没有经过压缩和解压的过程，闭路线缆高速传输，几乎无延迟。
“易用性好”
因为和传统CCTV结构类似，系统架构简单，便于工程施工单位实施和安装。
“兼容性高”
因为和传统的CCTV结构类似，采用统一标准的视频接口，前后端设备兼容性好，便于系统匹配和施工。
“安全性好”
因为和传统的CCTV结构类似，采用闭路线缆传输，不会出现视频文件被恶意窃取和病毒攻击，保证安保监控系统的安全。
为什么说HD-SDI标准更适合安防行业原因?
目前，市场中应用的高清设备主要采用用的高清标准包括HD-SDI、YPbPr、HDMI、DVI等(其比较见表1)。从表1可以看出HD-SDI接口在的传输距离方面比其它接口都要远，因此在监控领域有着较为突出的优势。
表1主要高清接口技术参数比较
4、高清视频传输在交通治安卡口应用案例
在当前的交通治安卡口监控系统中，由于图像质量的制约，影响了系统的识别监控、快速反应能力，为此，客户提出了高清化需求。而高清视频光端机的推出，解决了视频传输瓶颈，为实现系统高清化提供了有力的的保障。
交通治安卡口监控系统是指在城市的进出口交通要道、高速公路的出入口、重点路段等处，利用先进的光电、计算机、图像处理、模式识别、远程数据访问等技术，对监控路面过往的每一辆机动车进行连续全天候实时24小时不间断、无遗漏的记录，获取过往车辆的前部物征特征图像和车辆全景图像，计算机根据所拍摄的图像进行车牌识别，自动识别车牌号码和颜色，自动记录相应车辆车型、颜色、车牌号、行驶方向、车速、路经时间等各种参数，自动采集保存车辆图像，并存入计算机生成数据库，数据具备联网查询功能，为各地公安及交警部门进行交通管理提供要线索和依据。为此，交通治安卡口提出了高清视频图像的需求。目前，行业内出现了高清摄像机、高清镜头等，但仅仅依靠这些是无法实现真正的高清需求的，还需要系统中的其他相关设备也要能够为高清图像提供”绿色通道“，而作为视频光纤传输设备的光端机也扮演着重要的角色。为此，以天翼讯通为代表的少数几家光端机厂家推出了应高清化视频监控趋势的高清光端机产品。
采用HD-SDI高清光端机和IP光端机综合方案的交通治安卡口系统(见图)，与传统的系统基本相同，不论是系统新建或改造都将非常方便，并且将两类系统的优点完美地结合于一体。整个交通治安卡口监控系统具有以下特点：
系统整体采用光纤网络传输，完成前端各种高清视频信号的接入、传输及交换；
级联型IP光端机TY-EOPJ系列，解决前端网络高清摄像机视频信号的光纤传输，将高清视频、低速数据等信号上传至所属监控中心局端IP光端机；
TY-EOPJ系列，有单光口，2个光口，3个光口，4个光口系列，可以根据现场实际情况组成链网、星网，组网方案非常灵活；
高清光端机TY-HFS1120R系列，解决非压缩的高清HD-SDI摄像机视频信号的光纤传输，满足客户对视频及操控的实时性的严格要求；
TY-HFS1120R高清光端机，发送端带环路输出，方便本地显示；接收端两路输出,可以一路输出给高清DVR，一路输出给高清大屏幕；
前端采用高清采集单元，视频分辩率高；
全部设备工业化设计，系统可靠性高；
卡口至中心采用光纤传输，系统升级方便；
单个摄像机的覆盖面广，对压线行驶的车辆也可识别；设备少，不需要另外配全景摄像机；
支持1080p、1080i和720p高清数字视频的传输。
图1高清交通治安卡口系统
5、天翼讯通光端机介绍
a)TY-EOPJ3022光3电IP光端机
天翼讯通TY-EOPJ302节点式高性能光纤收发器(又名双光口光纤收发器或双光口光电转换器)，主要是为了满足安防、监控、电信、有线电视、铁路、军事、金融证券、海关、民航、海运、电力、铁路、水利及油田等各种宽带数据网及要求高可靠性数据传输或组建IP数据传输链型网络的领域。是高清安防监控、宽带校园网、宽带有线电视网及智能化宽带小区光纤到楼、光纤到户的最理想应用设备产品能够稳定工作在40?С~+75?С的严酷气候环境中。以太网接口三重防雷设计，有效防范雷击损坏具备地址过滤、网络分段及智能监控报警等功能，适合一条链路多个以太网接点的组网方案,提高网络工作效率及网络运行可靠性。
双/单纤传输多达3路以太网
2路双/单纤传输，可组成链网，或节点式组网
10/100M自适应
完全支持IEEE802.3、IEEE802.3u、IEEE802.3ab、IEEE802.3z
支持IEEE802.3X全双工流控制和BACKPRESSURE半双工流控制
检测数据包的VLAN地址解析协议
网口支持平行/交叉网线自适应
单纤/双纤可选，单模/多模光纤传输，无中继最大传输距离100KM
无电磁干扰(EMI)、射频干扰(RFI)以及共地回路干扰
带电源、光路、以太网状态LED指示，可监视系统的运行状态
工业级设计，SMT表面贴装技术
铁壳台式结构和2U19英寸机架结构
低功耗，即插即用，支持热插拔，免调试安装
以太网接口三重防雷设计
b)TY-EOPJ8011光8电IP光端机
天翼讯通TY-EOPJ801高性能光纤收发器(又名光口交换机)，主要是为了满足安防、监控、电信、有线电视、铁路、军事、金融证券、海关、民航、海运、电力、铁路、水利及油田等各种宽带数据网及要求高可靠性数据传输或组建IP数据传输专网的领域。是高清安防监控、宽带校园网、宽带有线电视网及智能化宽带小区光纤到楼、光纤到户的最理想应用设备产品能够稳定工作在40?С~+75?С的严酷气候环境中。以太网接口三重防雷设计，有效防范雷击损坏，适合一条链路多个以太网接点的组网方案,提高网络工作效率及网络运行可靠性。
双/单纤传输多达8路以太网
1路双/单纤传输
10/100M自适应
完全支持IEEE802.3、IEEE802.3u、IEEE802.3ab、IEEE802.3z
支持IEEE802.3X全双工流控制和BACKPRESSURE半双工流控制
检测数据包的VLAN地址解析协议
网口支持平行/交叉网线自适应
单纤/双纤可选，单模/多模光纤传输，无中继最大传输距离100KM
无电磁干扰(EMI)、射频干扰(RFI)以及共地回路干扰
带电源、光路、以太网状态LED指示，可监视系统的运行状态
工业级设计，SMT表面贴装技术
铁壳台式结构和2U19英寸机架结构
低功耗，即插即用，支持热插拔，免调试安装
以太网接口三重防雷设计
c)TY-EOPJ6033光6电IP光端机
天翼讯通TY-EOPJ603节点式高性能光纤收发器(又名3光口光纤收发器)，主要是为了满足安防、监控、电信、有线电视、铁路、军事、金融证券、海关、民航、海运、电力、铁路、水利及油田等各种宽带数据网及要求高可靠性数据传输或组建IP数据传输专网的领域。是高清安防监控、宽带校园网、宽带有线电视网及智能化宽带小区光纤到楼、光纤到户的最理想应用设备产品能够稳定工作在40?С~+75?С的严酷气候环境中。以太网接口三重防雷设计，有效防范雷击损坏，适合一条链路多个以太网接点的组网方案,提高网络工作效率及网络运行可靠性。
双/单纤传输多达6路以太网
3路双/单纤传输，可组成链网，星网
10/100M自适应
完全支持IEEE802.3、IEEE802.3u、IEEE802.3ab、IEEE802.3z
支持IEEE802.3X全双工流控制和BACKPRESSURE半双工流控制
检测数据包的VLAN地址解析协议
网口支持平行/交叉网线自适应
单纤/双纤可选，单模/多模光纤传输，无中继最大传输距离100KM
无电磁干扰(EMI)、射频干扰(RFI)以及共地回路干扰
带电源、光路、以太网状态LED指示，可监视系统的运行状态
工业级设计，SMT表面贴装技术
铁壳台式结构和2U19英寸机架结构
低功耗，即插即用，支持热插拔，免调试安装
以太网接口三重防雷设计
d)TY-HFS1120RHD-SDI高清光端机
为满足高清视频传输，天翼讯通开发出系列采用了HD-SDI标准的高清数字视频光端机产品TY-HFS1120R系列。TY-HFS1120R系列HD-SDI高清数字视频光端机可广泛应用于广播电视、现场转播、视频监控、安全防范等领域，是高可靠、高性能的串行数字光传输设备。其可在单根光纤上实现1路双向HD-SDI/SDI/ASI数字视频信号的长距离传输。设备由光发射端和光接收端构成，主要用于传输速率为1483.5Mbps和1485Mbps的HD-SDI高清数字视频信号，并向下兼容传输143Mbps、177Mbps、270Mbps、360Mbps、540Mbps五种速率的SDSDI数字视频信号或ASI数字视频信号。
TY-HFS1120R系列高清光端机具有以下特点：
支持SMPTE259M，SMPTE297M，SMPTE310SMPTE305(SDTI)、SMPTE344标准；
符合DVBASI(EN500839)接口标准；
自动适应SDI143Mbps、177Mbps、270Mbps、360Mbps、540Mbps、1483.5Mbps、1485Mbps传输速率；
SDI输入具有电缆均衡,可补偿电缆传输的损耗；
具有减小信号抖动电路，可以很好地处理畸变信号；
发送端带环路输出，接收端两路输出,方便现场组网；
单级传送距离可达100Km；
系统拓扑包括点对点、点对多点等；
可选1310nm、1550nm、CWDM或DWDM光传输方式，通过光复接实现多路信号传输。
6、总结
尽管在当前的视频传输系统中，高清光端机的应用还比较少见，具备相关技术的厂家也仅为少数几家，但随着高清化需求的不断提出，特别是网络监控系统的异军突起，高清光端机的应用将越来越多，在未来几年内，高清也将成为主流光端机产品的必备标准。
当然，光端机只是光纤传输视频监控系统中的一环，要想实现真正的高清视频监控，不是一个厂家、一个设备所能够完成的，而是需要整个系统中的设备产品都要实现高清标准，如果某个环节无法实现高清，就会影响整个系统的高清视频质量。因此，在高清化需求的应用趋势下，需要安防业内有志向的厂家都要做出更大的努力，强化自身的技术实力，推以出更多、更完善的高清产品。
