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地铁高清监控系统传输解决方案解析

2013/7/9 9:56:00   中关村在线     关键字:地铁,高清监控系统  浏览量:

导读:高清时代来临,高清数字图像在图像清晰度和细节方面也得到很大提升。监控系统后端的图像智能分析、图像智能处理正需要这样的高质量图像源。与高质量的图像源相对应的是高传输码流,传输非压缩的1080p×60fps的高清图像需要占用2.97Gbps的带宽。对于一个监控系统,往往需要对多个点进行监控,实时传输各个点的数字高清视频时,带宽占用非常大,基本无法传输。

  HD-SDI摄像机输出是高清数字非压缩信号,当HD-SDI摄像机推入市场时,就经常出现"传输距离太短"的质疑。如果采用HDMI传输也只有几十米,就算使用中继放大也只能最多达100米,而且HDMI是3路数据传输,若传输距离长,就会出现3路数据不同步,引起重影、偏色等诸多问题。这种质疑严重影响了工程商在监控系统中采用HD-SDI摄像机的热情。

  因此,部分制造商放弃无压缩高清监控,降低监控质量,放弃实时性,而采用有损压缩的百万高清网络摄像机使用网络传输;而另一部分则着重研究传输问题,除了开发3G-SDI的产品用传输速率来增加传输距离外,同时也在HD-TX芯片上以FPGA设计架构采用无损压缩技术降低带宽,将距离增加到300米,同时也可藉由在同轴或UTP缆在线材质上128/168/192编织上对高频损失的优劣条件选用,来降低线路上的损失及延长高清HD-SDI的信号传输距离。

  目前最普遍的是,HD-SDI通过转Fiber的光端机转换为光纤电缆传送,同时为了能满足多路的HD-SDI信号的单向或双向传送,光端机也有以WDM/DWDM/CWDM等多波长分频方式的传输,达成一路以上的HD-SDI光纤信号载送传输要求,这可以让HD-SDI摄像机信号传输达到20-80公里。

  由于传输的是非压缩高清数字视频,一路1080p×60fps的高清数字视频需占用2.97Gbps带宽。光纤传输理论上传输带宽没有上限,但是传输处理单元,包括光模块,收发器芯片等等,远远落后于光纤理论传输带宽。如今的万兆网的光纤传输带宽也只是达到10Gbps,像这样的10Gbps带宽也只能传输3路非压缩高清数字视频。

  节点式环形高清数字传输特点

  因此,必须在高清视频源头找解决方案。以无损降低高清数字视频源码流的方式来降低传输带宽。

  码流为2.97Gbps的1080p的高清视频,若采用12Bit的RVF格式,码流仅为746.496Mbps,大大降低带宽。传输带宽为10Gbps的单芯光纤,可以传输10Gbps÷746.496Mbps=13路百万高清数字摄像机的高清数字视频。采用多芯单波长或者单芯多波长的光缆,即能完全满足高清传输的要求。

  本文中的某地铁高清传输案例,主要有以下几个特点:

  采用单芯单波长光纤传送多路RVF格式高清监控视频,解决了无损多路高清数字视频监控无法传输的问题。不仅降低布多条光缆的费用。而且在现有的光缆基础上轻松升级,实现真正的高清数字视频监控。

  环形光纤网络的自愈功能,当某节点断路时,光通路自动切换到另一种环形网络拓扑。增强了系统的安全性。降低系统硬件的故障率。

  各个站点采用高清数字视频多业务交换平台。平台拥有8路10Gbps光传输通路,可动态插入和撤销1-8路高清数字监控视频。1路高清数字视频监视,可监视本地视频,也可监视光通道内10Gbps高清数字视频光传输流内任意一路视频。8路高清视频存储及回放,回放时,回放视频插入10Gbps高清数字视频光传输流。下行数据流经解包、分配到各个终端,各终端的上行数据流经封包插入数据流中,上报给中心服务端。

  此平台属于动态交换平台,可随时增加和减少监控摄像机的数量,可随时增加和减少各种上下行数据,主机采用机箱插板式结构,扩容方便,可随时在线动态增减板卡,不必让系统下线。主机还备有1路高清视频板卡,故障时会自动替换故障板卡。即保证了系统7×24小时在线,又提高了系统的安全性。

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