监控图像传输方式
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高速公路监控系统图像传输分析随着城市化进程的推进和交通流量的增加,高速公路监控系统的重要性日益凸显。
高速公路监控系统可以通过监控摄像头实时采集道路上的图像信息,并将其传输到监控中心进行处理和分析。
图像传输是高速公路监控系统中的关键环节之一,它直接影响着监控系统的实时性和可靠性。
图像传输一般分为两个步骤:图像采集和图像传输。
图像采集是指通过监控摄像头对道路上的图像进行实时采集。
常用的摄像头有网络摄像机和模拟摄像机。
网络摄像机通过网络将采集到的图像传输到监控中心,而模拟摄像机通常通过视频线将图像传输到监控中心。
图像采集可以采用单个摄像头或多个摄像头的组合,以实现对不同区域的监控。
图像传输是指将采集到的图像从采集点传输到监控中心的过程。
目前常用的图像传输方式有有线传输和无线传输。
有线传输一般采用网络传输技术,如局域网、光纤网络等。
传输效率高,且稳定可靠,但受网络设备和线缆长度的限制。
无线传输则采用无线网络技术,如Wi-Fi、3G/4G网络等。
传输距离远,适用于较大范围的监控,但受信号质量和干扰的影响。
在高速公路监控系统中,一般采用有线传输方式,以保证图像传输的实时性和可靠性。
图像传输的实时性是指图像从采集到传输到监控中心的时间延迟。
高速公路监控系统需要对道路上的情况进行实时监控,及时发现交通事故和违法违规行为。
图像传输的实时性要求较高,传输延时应尽量控制在毫秒级别。
为了提高传输实时性,可以采用高速传输协议,如RTSP(Real-Time Streaming Protocol)和RTP(Real-Time Transport Protocol)。
还可以通过优化传输路线、增加传输带宽等方式来提高传输实时性。
图像传输的可靠性是指图像传输过程中是否能够完整、准确地传输图像数据。
高速公路监控系统对于图像数据的可靠性要求很高,一旦传输出现错误或丢失,可能会导致监控中心无法准确获取图像信息。
为了提高传输的可靠性,可以采用数据冗余传输技术,如FEC(Forward Error Correction)和ARQ(Automatic Repeat reQuest)。
视频信号的传输方式视频信号的传输方式监控系统中,视频信号的传输是整个系统非常重要的一环,也是广大工程商挺挠头的一件事,随着工程中监控设备价格的透明性和工程商竞争的加剧,信号传输部分的费用越来越受到大家的重视;目前,在监控系统中最常用的传输介质是同轴电缆、双绞线、光纤等方式,对于不同场合、不同的传输距离,怎样能保证传输质量、降低费用,根据多年的工程经验,在这里我们作一些介绍供参考。
一、同轴电缆传输(一)通过同轴电缆传输视频基带信号视频基带信号也就是通常讲的视频信号,它的带宽是0-6MHZ,一般来讲,信号频率越高,衰减越大,一般设计时只需考虑保证高频信号的幅度就能满足系统的要求,视频信号在5.8MHZ的衰减如下:SYV75-3 96编国标视频电缆衰减30dB/1000米, SYV75-5 96编国标视频电缆衰减19dB/1000米,,SYV75-7 96编国标视频电缆衰减13dB/1000米;如对图象质量要求很高,周围无干扰的情况下,75-3电缆只能传输100米,75-5传输160米,75-7传输230米;实际应用中,存在一些不确定的因素,如选择的摄像机不同、周围环境的干扰等,一般来讲,75-3电缆可以传输150米、75-5可以传输300米、75-7可以传输500米;对于传输更远距离,可以采用视频放大器(视频恢复器)等设备,对信号进行放大和补偿,可以传输2-3公里;另外,通过一根同轴电缆还可以实现视频信号和控制信号的共同传输,即同轴视控传输技术,下面简单介绍一下该技术:在监控系统中,需要传输的信号主要有两种,一个是图像信号,另一个是控制信号。
其中视频信号的流向是从前端的摄像机流向控制中心;而控制信号则是从控制中心流向前端的摄像机(包括镜头)、云台等受控对像;并且,流向前端的控制信号,一般又是通过设置在前端的解码器解码后再去控制摄像机和云台等受控对像的。
同轴视控传输技术是利用一根视频电缆便可同时传输来自摄象机的视频信号以及对云台、镜头的控制功能,这种传输方式节省材料和成本、施工方便、维修简单化,在系统扩展和改造时更具灵活性;同轴视控实现方法有两类:一是采用频率分割,即把控制信号调制在与视频信号不同的频率范围内,然后同视频信号复合在一起传送,再在现场做解调将两者区分开;由于采用频率分割技术,为了完全分割两个不同的频率,需要使用带通滤波器、带通陷波器和低通滤波器、低通陷波器,这样就影响了视频信号的传输效果;由于需将控制信号调制在视频信号频率的上方,频率越高,衰减越大,这样传输距离受到限制;另外方法是采用双调制的方式,将视频信号和控制信号调制在不同的频率点,和有线电视的原理一样,再在前、后端解调。
监控(jiān kònɡ)系统基础知识监控(jiān kònɡ)系统基础知识监控(jiān kònɡ)系统基础知识.txt让人想念而死,是谋杀的至高境界,就连法医也鉴定不出死因。
一、摄像机主要参数和选型摄像机是监控系统的眼睛,它是拾取图像信号的设备。
被监视场所通过摄像机将画面的光信号变为电信号(图像信号),再经过放大、整形等一系列信号处理,通过传输(chuán shū)部分、控制部分之后到达录制设备、访问设备和显示设备。
摄像机具有黑白和彩色之分,由于黑白摄像机具有高分辨率、低照度等优点,特别是它可以在红外光照下成像,因此(yīncǐ)在电视监控系统中,黑白CCD摄像机仍具有较高的市场占有率。
但在家庭监控系统中,选择彩色摄像机的用户居多。
摄像机又分为枪式摄像机、红外摄像机、一体式摄像机、变倍摄像机、半球式摄像机、烟感式摄像机等等,而在家庭监控中所用到的只有其中几种,大家(dàjiā)应该有初步的了解。
CCD:CCD是Charge Coupled Device(电荷(diànhè)耦合器件)的缩写,它是一种半导体成像器件,我们常用的摄像机CCD以1/3in、1/4in的芯片居多,1/3in的芯片摄像效果好于1/4in;分辨率:摄像机分辨率的指标是水平分辨率,其单位(dānwèi)为线对,即成像后可以分辨的黑白线对的数目。
常用的黑白摄像机的分辨率一般为380-600,彩色为380-480,其数值越大成像越清晰。
一般的监视场合,用400线左右的黑白摄像机就可以满足要求。
照度(灵敏度):在镜头光圈大小一定的情况下,获取规定信号电平所需要的最低靶面照度。
例如:使用F1.2的镜头,当被摄物体表面照度为0.04Lux时,摄像机输出信号的幅值为350mV,即最大幅值的50%,则称此摄像机的灵敏度为0.04Lux/F1.2。
如果被摄物体表面照度再低,监视器屏幕上将(shàngjiàng)是一幅很难分辨层次的灰暗图像。
双绞线、同轴电缆和光纤的区别和使用双绞线、同轴电缆和光纤的区别和用途1。
同轴电缆的优点是价格更便宜,敷设更方便(与光纤相比)。
因此,在小型监控系统中,由于传输距离短,使用同轴电缆直接传输监控图像质量。
双绞线、同轴电缆和光纤的区别及应用1.同轴电缆同轴电缆的优点是价格更便宜,敷设更方便(与光纤相比)。
因此,一般来说,在小型监控系统中,由于传输距离短,使用同轴电缆直接传输监控图像对图像质量的损害很小,可以满足实际要求。
但是,根据同轴电缆本身的特性分析,信号在同轴电缆中传输时的衰减与传输距离和信号本身的频率有关。
一般来说,信号频率越高,衰减越大。
视频信号的带宽非常大,达到6MHz,图像的彩色部分在频率的高端进行调制。
因此,当视频信号在同轴电缆中传输时,不仅信号的整体幅度衰减,而且每个频率分量的衰减也有很大不同,尤其是彩色部分衰减最大。
所以同轴电缆只适合短距离传输图像信号。
当传输距离达到200米左右时,图像质量会明显下降,尤其是颜色变得暗淡,有失真感。
在工程实践中,为了延长传输距离,应该使用同轴放大器。
同轴放大器可以将视频信号放大到一定程度,通过均衡调整补偿不同大小的不同频率分量,使接收端输出的视频信号失真最小。
然而,同轴放大器不能无限级联。
一般点对点系统最多只能级联两三个同轴放大器,否则无法保证视频传输质量,难以调节。
因此,在监控系统中使用同轴电缆时,为了保证更好的图像质量,传输距离一般限制在四五百米左右。
此外,监控系统中同轴电缆传输图像信号还存在一些缺点:(1)同轴电缆本身受气候变化影响较大,图像质量受到一定影响;(2)同轴电缆较粗,在密集监控应用中不方便布线;(3)同轴电缆只能传输视频信号。
如果系统需要同时传输控制数据和音频信号,则需要额外布线。
(4)同轴电缆抗干扰能力有限,不能用于强干扰环境;(5)同轴放大器还有调节困难的缺点。
2.双绞线绞合线对双绞线已经使用了很长时间。
双绞线用于电话传输。
双绞线用于许多工业控制系统、干扰大和长距离传输的地方。
视频监控的原理
视频监控是一种通过摄像设备采集图像或视频,通过传输、处理和存储技术实现对某个区域的实时监测和记录的系统。
其原理主要分为以下几个方面:
1. 摄像设备:使用摄像机或监控摄像头对监控区域进行实时拍摄,并将拍摄到的图像或视频信号传输至监控中心。
摄像设备可以采用不同的工作原理,包括CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)等技术。
2. 视频传输:监控系统通过有线或无线的方式将摄像设备采集到的图像或视频信号传输至监控中心。
传输方式包括以太网、无线网络、光纤等,其中以太网传输是最常用的方式。
3. 视频处理:在监控中心,接收到的图像或视频信号经过处理,包括图像的增强、分割、压缩等。
处理后的视频信号能够更清晰地展示监控区域的场景。
4. 视频存储:处理后的视频信号可以通过录像机、硬盘录像机、网络存储设备等进行存储,以便后期检索和回放。
5. 视频监控系统的管理和控制:通过监控中心的管理软件,用户可以对监控系统进行集中管理和控制,包括视频源的选择、画面的切换、图像的调整等。
总的来说,视频监控的原理是通过摄像设备采集图像或视频信号,通过传输、处理和存储技术将信号传输至监控中心,进行
实时监测和记录。
这样可以实现对某个区域的监控,并对需要的监控视频进行存储和管理。
监控方案七篇监控方案篇1监控视频传输方式分两种,一种是基于同轴线缆或网线的有线传输,另一种是基于3G和wifi的无线传输。
笔者认为,针对家庭监控,无线传输优势更为明显。
无线视频监控优点解读安防行业每当提到发展趋势时,出现频率最高的词必定是高清、数字、智能,这已经是被公认的三个发展趋向。
可是在实现高清化、数字化、智能化的过程中视频无线传输起着桥梁作用,无线传输的便利及灵活紧密将三者联系起来实现在安防行业的应用。
1、综合成本低,只需一次性投资,无须挖沟埋管,特别适合室外距离较远及已装修好的场合;在许多情况下,用户往往由于受到地理环境和工作内容的限制,例如山地、港口和开阔地等特殊地理环境,对有线网络、有线传输的布线工程带来极大的不便,采用有线的施工周期将很长,甚至根本无法实现。
这时,采用无线监控可以摆脱线缆的束缚,有安装周期短、维护方便、扩容能力强,迅速收回成本的优点。
2、组网灵活,可扩展性好,即插即用,管理人员可以迅速将新的无线监控点加入到现有网络中,不需要为新建传输铺设网络、增加设备,轻而易举地实现远程无线监控。
3、维护费用低,无线监控维护由网络提供商维护,前端设备是即插即用、免维护系统。
无线传输技术存在组网灵活方便,开通迅速、维护费用低的优点,因而其应用存在着巨大的市场。
但是随着无线传输技术的迅速发展,它的安全性问题越来越受到人们的关注。
虽然目前安防市场上的无线传输设备都通过各种机制来增强其安全性,但是很多业内人士研究发现保密协议存在着各种各样的安全漏洞,比如他无法保证数据的机密性、完整性和对接入的用户实现身份认证。
无线视频监控方案及应用应用无线传输技术,很好的克服了传统有线连接(同轴电缆、双绞线、光纤等)受制于硬件连接不便,具有随时随地的立体式接入方式,极大的方便了接入端的部署。
基于无线部署灵活性和成熟性,无线技术已成功融入监控行业各种场景;1.取款机、银行柜员、超市、工厂等的无线监控;电力输变电站、电力塔、电信基站的无人值守监控;3.石油、钻井、勘探等无人区监控;4.公交车、出租车、押送车等车辆移动目标的监控;5.山区林地、深林防火监控;6.水源、河流、湖泊等资源的监控;7.高速公路沿线、铁路沿线、桥梁、隧道、道口等的监控;8.边防海岸、国境线监控;9.交通巡逻、平安城市移动巡逻、城管移动巡逻与执法等移动点监控;10.应急事件处置的现场和远程现场监控和指挥(应急事件包括自然灾害、大型事件、突发事件等等);11.应急处置单位的教学和演习监控应用。
摄像头视频采集压缩及传输原理摄像头基本的功能还是视频传输,那么它是依靠怎样的原理来实现的呢?所谓视频传输:就是将图片一张张传到屏幕,由于传输速度很快,所以可以让大家看到连续动态的画面,就像放电影一样。
一般当画面的传输数量达到每秒24帧时,画面就有了连续性。
下边我们将介绍摄像头视频采集压缩及传输的整个过程。
一.摄像头的工作原理(获取视频数据)摄像头的工作原理大致为:景物通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上,然后转为电信号,经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号,再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理,再通过USB接口传输到电脑中处理,通过显示器就可以看到图像了。
下图是摄像头工作的流程图:注1:图像传感器(SENSOR)是一种半导体芯片,其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。
光电二极管受到光照射时,就会产生电荷。
注2:数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能:主要是通过一系列复杂的数学算法运算,对数字图像信号参数进行优化处理,并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。
DSP结构框架:1. ISP(image signal processor)(镜像信号处理器)2. JPEG encoder(JPEG图像解码器)3. USB device controller(USB设备控制器)而视频要求将获取的视频图像通过互联网传送到异地的电脑上显示出来这其中就涉及到对于获得的视频图像的传输。
在进行这种图片的传输时,必须将图片进行压缩,一般压缩方式有如H.261、JPEG、MPEG 等,否则传输所需的带宽会变得很大。
大家用RealPlayer不知是否留意,当播放电影的时候,在播放器的下方会有一个传输速度250kbps、400kbps、1000kbps…画面的质量越高,这个速度也就越大。
而摄像头进行视频传输也是这个原理,如果将摄像头的分辨率调到640×480,捕捉到的图片每张大小约为50kb左右,每秒30帧,那么摄像头传输视频所需的速度为50×30/s=1500kbps=1.5Mbps。
常见的几个视频传输方式介绍1、视频基带传输:是最为传统的电视监控传输方式,对0~6MHz视频基带信号不作任何处理,通过同轴电缆(非平衡)直接传输模拟信号。
其优点是:短距离传输图像信号损失小,造价低廉,系统稳定。
缺点:传输距离短,300米以上高频分量衰减较大,无法保证图像质量;一路视频信号需布一根电缆,传输控制信号需另布电缆;其结构为星形结构,布线量大、维护困难、可扩展性差,适合小系统。
2、光纤传输:常见的有模拟光端机和数字光端机,是解决几十甚至几百公里电视监控传输的最佳解决方式,通过把视频及控制信号转换为激光信号在光纤中传输。
其优点是:传输距离远、衰减小,抗干扰性能最好,适合远距离传输。
其缺点是:对于几公里内监控信号传输不够经济;光熔接及维护需专业技术人员及设备操作处理,维护技术要求高,不易升级扩容。
3、网络传输:是解决城域间远距离、点位极其分散的监控传输方式,采用MPEG2/4、H.264音视频压缩格式传输监控信号。
其优点是:采用网络视频服务器作为监控信号上传设备,有Internet网络安装上远程监控软件就可监看和控制。
其缺点是:受网络带宽和速度的限制,只能传输小画面、低画质的图像;每秒只能传输几到十几帧图像,动画效果十分明显并有延时,无法做到实时监控。
4、微波传输:是解决几公里甚至几十公里不易布线场所监控传输的解决方式之一。
采用调频调制或调幅调制的办法,将图像搭载到高频载波上,转换为高频电磁波在空中传输。
其优点是:省去布线及线缆维护费用,可动态实时传输广播级图像。
其缺点是:由于采用微波传输,频段在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),传输环境是开放的空间很容易受外界电磁干扰;微波信号为直线传输,中间不能有山体、建筑物遮挡;Ku波段受天气影响较为严重,尤其是雨雪天气会有严重雨衰想象。
5、双绞线传输(平衡传输):也是视频基带传输的一种,将75Ω的非平衡模式转换为平衡模式来传输的。
视频传输类型及原理简介视频传输规定:视频设备的输入输出阻抗75Ω(相互配接和通用性)种类:1、基带同轴传输。
2、基带双绞线传输。
3、射频调制解调传输。
4、光缆调制解调传输。
5、视频数字(网络)传输。
6、微波传输。
7、无线天线视频监控系统。
一、基带同轴传输:{0~6M,1V p-p,75Ω}图:同轴电缆是唯一可以不用附加传输设备也能有效传输视频信号方法。
(绝对衰减最小)。
突出矛盾就是频率失真,在传输通道视频失真度条件下,75-5可传输120m(200m以上可观察到失真)。
“频率加权放大技术”目前已成熟,仅用一个末端补偿设备,75-5→2000m;若前后补偿,可到3000m。
单端不平衡传输,一根为信号线;一根为零线,优点:传输阻抗,不受外界干扰和不对外产生干扰。
缺点:分布参量值较大,损耗严重。
线越长越严重。
线缆衰减是指线缆传输信息期发生的能量降低或损耗,它遵循一种叫趋肤效应和近似效应的物理定理,随着频率的增加会增大,导体内部的电子流产生的磁场迫使电子向导体表面聚集,频率越高这个表层越薄,这一效应对电缆的衰减影响相当显著,且衰减与频率的平方根近似成正比。
可知要求 75-5≤200m75-7≤400m75-9≤600m75-13≤800m如超过800m,不建议用同轴传输,由于分布参数更大,寄生干扰引入,图像质量下降。
二、双绞线传输:图:平衡传输方式:不平衡输入的视频经发送器A转换为平衡输出,传输回路的两根线分别是幅度相等相位相反的差分信号,在接收器B中将平衡信号再转换回不平衡信号,以便与现行设备配接。
由于双绞线上的两个信号大小相等,极性相反,且两线相绞(不断改变方向),这样线间的寄生电抗与其相邻电抗也极性相反大小相等。
(两线完全平衡时)图:C1、C2、…C n是每对双绞线每一绕结的分布电容。
L1、L2、…L n是每对双绞线每一绕结的感应电感。
电容C 总= C 1+C 2+…+C n +(-C n+1) 总感应电感BA B A L L L L L +∙=总 L A =L 1+(-L 3)+…+L nL B =-L 2+L 4+…+(-L n+1)当绕结基本平衡时:C n = C n+1,L 总=0,C 总=0这表明从传输信号的角度分析两线间的寄生电容、寄生电感趋于零,但对外界干扰信号而言上述结果并不存在。
高速公路监控系统图像传输分析高速公路监控系统是指在高速公路上设置摄像头,通过监控摄像头捕获的图像进行传输和分析,以实现高速公路的安全监控和交通管理。
本文将对高速公路监控系统的图像传输和分析进行详细介绍。
高速公路监控系统的图像传输是指将摄像头捕获的图像信号通过网络传输到监控中心或其他指定地点。
传输方式主要有有线传输和无线传输两种。
有线传输是指通过电缆将图像信号传输到指定地点。
传统的有线传输方式使用的是同轴电缆,该电缆可以传输高质量的图像信号,但是传输距离受限,且需要较多的电缆线路布设。
近年来,随着网络技术的发展,有线传输方式采用了以太网技术,可以通过网线将图像信号传输到指定地点,传输距离更远,且布设更加方便。
微波传输是指通过微波信号将图像传输到指定地点。
微波传输具有传输距离远、传输带宽大的优点,但需要在传输路径上设置中继站,传输路径受到天气等自然条件的影响较大。
卫星传输是指利用人造卫星将图像传输到指定地点。
卫星传输具有传输距离远、传输稳定的优点,但是需要实施卫星通信,成本较高。
图像处理主要包括图像增强、图像分割和目标检测等技术。
图像增强技术可以提高图像的亮度、对比度等,并去除噪声,使图像更加清晰。
图像分割技术可以将图像分为不同的区域,以便对不同的区域进行不同的处理。
目标检测技术可以实现对图像中的目标进行识别和跟踪,如车辆识别、行人识别等。
图像分析主要包括车辆速度检测、交通流量统计和异常事件检测等功能。
车辆速度检测可以通过图像处理和计算机视觉技术实现对车辆速度的估计和测量。
交通流量统计可以通过对图像中车辆的计数和统计实现对交通流量的监测和统计。
异常事件检测可以通过对图像中的目标和场景进行分析和比对,实现对异常事件的检测和报警,如车辆违法行为、交通事故等。
在高速公路监控系统的图像传输和分析中,需要借助计算机、摄像头、网络设备和图像处理算法等技术手段。
计算机负责数据的接收、传输和处理,摄像头负责图像的捕获,网络设备负责数据的传输,图像处理算法负责图像的处理和分析。
监控图像传输方式1 概述在监控系统中,监控图象的传输是整个系统的一个至关重要的环节,选择何种介质和设备传送图象和其它控制信号将直接关系到监控系统的质量和可靠性。
目前,在监控系统中用来传输图象信号的介质主要有同轴电缆、双绞线和光纤,对应的传输设备分别是同轴视频放大器、双绞线视频传输设备和光端机。
要组建一个高质量的监控网络,就必须搞清楚这三种主要传输方式的特点和使用环境,以便针对实际工程需要采取合适的传输介质和设备。
2 同轴电缆和同轴视频放大器一提起图象传输,人们首先总会想起同轴电缆,因为同轴电缆是较早使用,也是使用时间最长的传输方式。
同时,同轴电缆具有价格较便宜、铺设较方便的优点,所以,一般在小范围的监控系统中,由于传输距离很近,使用同轴电缆直接传送监控图象对图象质量的损伤不大,能满足实际要求。
但是,根据对同轴电缆自身特性的分析,当信号在同轴电缆内传输时其受到的衰减与传输距离和信号本身的频率有关。
一般来讲,信号频率越高,衰减越大。
视频信号的带宽很大,达到6MHz,并且,图象的色彩部分被调制在频率高端,这样,视频信号在同轴电缆内传输时不仅信号整体幅度受到衰减,而且各频率分量衰减量相差很大,特别是色彩部分衰减最大。
所以,同轴电缆只适合于近距离传输图象信号,当传输距离达到200米左右时,图象质量将会明显下降,特别是色彩变得暗淡,有失真感。
在工程实际中,为了延长传输距离,要使用同轴放大器。
同轴放大器对视频信号具有一定的放大,并且还能通过均衡调整对不同频率成分分别进行不同大小的补偿,以使接收端输出的视频信号失真尽量小。
但是,同轴放大器并不能无限制级联,一般在一个点到点系统中同轴放大器最多只能级联2到3个,否则无法保证视频传输质量,并且调整起来也很困难。
因此,在监控系统中使用同轴电缆时,为了保证有较好的图象质量,一般将传输距离范围限制在四、五百米左右。
另外,同轴电缆在监控系统中传输图象信号还存在着一些缺点:1)、同轴电缆本身受气候变化影响大,图象质量受到一定影响;2)、同轴电缆较粗,在密集监控应用时布线不太方便;3)、同轴电缆一般只能传视频信号,如果系统中需要同时传输控制数据、音频等信号时,则需要另外布线;4)、同轴电缆抗干扰能力有限,无法应用于强干扰环境;5)、同轴放大器还存在着调整困难的缺点。
3 双绞线和双绞线视频传输设备由于传统的同轴电缆监控系统存在着一些缺点,特别是传输距离受到限制,所以寻求一种经济、传输质量高、传输距离远的解决方案十分必要。
早期,在传输距离超过五、六百米的监控系统中一般使用多模光纤和多模光端机,这虽然解决了远距离传输的问题,但是系统造价增加了很多,并且,光纤的施工复杂,需要专业人员和专用设备。
所以,对这种距离不是太远的监控系统而言,使用光纤和光端机还是显得不够经济。
最近,出现了一种双绞线视频传输设备,通过使用此种设备,可以将双绞线应用于监控图象传输,它很好地解决了上面的难题,在今后的监控系统中必将被大量使用。
其实,双绞线的使用由来已久,电话传输使用的就是双绞线,在很多工业控制系统中和干扰较大的场所以及远距离传输中都使用了双绞线,我们今天广泛使用的局域网也是使用双绞线对。
双绞线之所以使用如此广泛,是因为它具有抗干扰能力强、传输距离远、布线容易、价格低廉等许多优点。
由于双绞线对信号也存在着较大的衰减,所以传输距离远时,信号的频率不能太高,而高速信号比如以太网则只能限制在100m以内。
对于视频信号而言,带宽达到6MHz,如果直接在双绞线内传输,也会衰减很大,在传输距离为150m左右时视频信号的衰减曲线如下图所示。
因此,视频信号在双绞线上要实现远距离传输,必须进行放大和补偿,双绞线视频传输设备就是完成这种功能。
加上一对双绞线视频收发设备后,可以将图象传输到1至2km,如果采用中继方式,还可以成倍增加传输距离,而且,传输图象的质量可以与光端机媲美。
双绞线和双绞线视频传输设备价格都很便宜,不但没有增加系统造价,反而在距离增加时其造价与同轴电缆相比下降了许多。
所以,监控系统中用双绞线进行传输具有明显的优势:1)传输距离远、传输质量高。
由于在双绞线收发器中采用了先进的处理技术,极好地补偿了双绞线对视频信号幅度的衰减以及不同频率间的衰减差,保持了原始图象的亮度和色彩以及实时性,在传输距离达到1km或更远时,图象信号基本无失真。
如果采用中继方式,传输距离会更远。
2)布线方便、线缆利用率高。
一对普通电话线就可以用来传送视频信号。
另外,楼宇大厦内广泛铺设的5类非屏蔽双绞线中任取一对就可以传送一路视频信号,无须另外布线,即使是重新布线,5类缆也比同轴缆容易。
此外,一根5类缆内有4对双绞线,如果使用一对线传送视频信号,另外的几对线还可以用来传输音频信号、控制信号、供电电源或其它信号,提高了线缆利用率,同时避免了各种信号单独布线带来的麻烦,减少了工程造价。
3)抗干扰能力强。
双绞线能有效抑制共模干扰,即使在强干扰环境下,双绞线也能传送极好的图象信号。
而且,使用一根缆内的几对双绞线分别传送不同的信号,相互之间不会发生干扰。
4)可靠性高、使用方便。
利用双绞线传输视频信号,在前端要接入专用发射机,在控制中心要接入专用接收机。
这种双绞线传输设备价格便宜,使用起来也很简单,无需专业知识,也无太多的*作,一次安装,长期稳定工作。
5)价格便宜,取材方便。
由于使用的是目前广泛使用的普通5类非屏蔽电缆或普通电话线,购买容易,而且价格也很便宜,给工程应用带来极大的方便。
4 光纤和光端机光纤和光端机应用在监控领域里主要是为了解决两个问题:一是传输距离,一是环境干扰。
双绞线和同轴电缆只能解决短距离、小范围内的监控图象传输问题,如果需要传输数公里甚至上百公里距离的图象信号则需要采用光纤传输方式。
另外,对一些超强干扰场所,为了不受环境干扰影响,也要采用光纤传输方式。
因为光纤具有传输带宽宽、容量大、不受电磁干扰、受外界环境影响小等诸多优点,一根光纤就可以传送监控系统中需要的所有信号,传输距离可以达到上百公里。
光端机可以提供一路和多路图象接口,还可以提供双向音频接口、一路和多路各种类型的双向数据接口(包括RS232、RS485、以太网等),将它们集成到一根光纤上传输。
光端机为监控系统提供了灵活的传输和组网方式,信号质量好、稳定性高。
近些年来,由于光纤通信技术的飞速发展,光纤和光器件的价格下降很快,使得光纤监控系统的造价大幅降低,所以光纤和光端机在监控系统中的应用越来越普及。
光纤分为多模光纤和单模光纤两种。
多模光纤由于色散和衰耗较大,其最大传输距离一般不能超过5Km,所以,除了先前已经铺好了多模光纤的地方外,在新建的工程中一般不再使用多模光纤,而主要使用单模光纤。
光纤中传输监控信号要使用光端机,它的作用主要就是实现电-光和光-电转换。
光端机又分为模拟光端机和数字光端机:1)模拟光端机模拟光端机采用了PFM调制技术实时传输图象信号,是目前使用较多的一种。
发射端将模拟视频信号先进行PFM调制后,再进行电-光转换,光信号传到接收端后,进行光-电转换,然后进行PFM解调,恢复出视频信号。
由于采用了PFM调制技术,其传输距离很容易就能达到30 Km左右,有些产品的传输距离可以达到60 Km,甚至上百公里。
并且,图象信号经过传输后失真很小,具有很高的信噪比和很小的非线性失真。
通过使用波分复用技术,还可以在一根光纤上实现图象和数据信号的双向传输,满足监控工程的实际需求。
不过,这种模拟光端机也存在一些缺点:a)生产调试较困难;b)单根光纤实现多路图象传输较困难,性能会下降,目前这种模拟光端机一般只能做到单根光纤上传输4路图象;c)由于采用的是模拟调制解调技术,其稳定性不够高,随着使用时间的增加或环境特性的变化,光端机的性能也会发生变化,给工程使用带来一些不便。
2)数字光端机由于数字技术与传统的模拟技术相比在很多方面都具有明显的优势,所以正如数字技术在许多领域取代了模拟技术一样,光端机的数字化也是一种必然趋势。
目前,数字图象光端机主要有两种技术方式:一种是MPEG II图象压缩数字光端机,另一种是非压缩数字图象光端机。
图象压缩数字光端机一般采用MPEG II图象压缩技术,它能将活动图象压缩成N×2Mbps的数据流通过标准电信通信接口传输或者直接通过光纤传输。
由于采用了图象压缩技术,它能大大降低信号传输带宽,以利于占用较少的资源就能传送图象信号。
同时,由于采用了N×2Mbps的标准接口,可以利用现有的电信传输设备的富裕通道传输监控图象,为工程应用带来了方便。
不过,图象压缩数字光端机也有其固有的缺点。
其致命的弱点就是不能保证图象传输的实时性。
因为图象压缩与解压缩需要一定的时间,所以一般会对所传输的图象产生1~2S的延时。
因此,这种设备只适合于用在对实时性要求不高的场所,在工程使用上受到一些限制。
另外,经过压缩后图象会产生一定的失真,并且这种光端机的价格也偏高。
非压缩数字图象光端机的原理就是将模拟视频信号进行A/D变换后和语音、音频、数据等信号进行复接,再通过光纤传输。
它用高的数据速率来保证视频信号的传输质量和实时性,由于光纤的带宽非常大,所以这种高数据速率也并没有对传输通道提出过高要求。
非压缩数字图象光端机能提供很好的图象传输质量(如武汉微创光电技术有限公司的非压缩数字光端机信噪比大于60dB,微分相位失真小于2°,微分增益失真小于2%),达到了广播级的传输质量,并且图象传输是全实时的。
由于采用数字化技术,在设备中可以利用已经很成熟的通信技术比如复接技术、光收发技术等,提高了设备的可靠性,也降低了成本。
非压缩数字图象光端机的优势体现在:a)采用了数字化技术,极大提高了图象传输质量;b)数字化技术和大规模集成电路的使用,保证了设备工作的稳定性和可靠性,克服了模拟光端机的弊病;c)不会产生传输延时,保证了监控图象的实时性;d)可以方便地将多路图象和音频、数据等多种信号集成在一起通过一根光纤传输,目前,这种非压缩数字图象光端机可以做到在单方向传输几十路、甚至上百路图象数字图象光端机的技术含量高,其在监控工程中的使用时间还不长,目前大都用在多路图象传输方面,主要原因在于目前能够提供这种光端机的厂家还不多,价格相对模拟光端机而言也稍微偏高。
不过,由于数字图象光端机特别是非压缩数字图象光端机的突出优势,再加上大量使用后会降低成本,模拟光端机必将很快被数字图象光端机所取代。
5 结束语传送图象监控信号除了以上介绍的三种主要方式外,也有些工程中采用了点到点无线传输方式以及有线电视上采用的多路副载波复用射频传输方式。
无线传输受环境和气候影响太大,工作不稳定,而且设备安装调整困难;多路副载波复用射频传输方式需要的设备多,稳定性不高,图象质量较差,设备安装调整也很困难。