【安防知識網(wǎng)】視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了以矩陣為代表的模擬監(jiān)控系統(tǒng),跨越了以硬盤錄像機為代表的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng),目前正在以網(wǎng)絡視頻服務器為代表的第三代網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為發(fā)展的主旋律,并且得到了廣大用戶和工程商的信賴。視頻監(jiān)控技術一旦進入了網(wǎng)絡時代,它就駛入了應用發(fā)展的高速路,同時在有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡中并駕齊驅。雖然目前有線網(wǎng)絡應用仍然占據(jù)絕對優(yōu)勢,但在可遇見的未來,無線網(wǎng)絡以其顯著的便捷性和優(yōu)越的發(fā)展環(huán)境為視頻監(jiān)控系統(tǒng)描繪了一個美麗的藍圖。
一、無線監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程
無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了模擬信號傳輸和數(shù)字信號傳輸兩個時代。在視頻監(jiān)控系統(tǒng)還處在模擬監(jiān)控時代,就出現(xiàn)了第一代無線監(jiān)控系統(tǒng)。這時的監(jiān)控系統(tǒng)以微波的方式發(fā)送模擬的視頻信號。但這種技術已經(jīng)逐漸淡出了市場。
隨著視頻壓縮技術的發(fā)展,網(wǎng)絡視頻技術實現(xiàn)了模擬視頻的數(shù)字化處理,將連續(xù)的模擬信號通過AD芯片采集后交由專用數(shù)字信號處理器處理,并按照IP包的格式進行數(shù)據(jù)封裝,以網(wǎng)絡信號發(fā)送出去。這樣在無線網(wǎng)絡中的傳輸設備就被引進到視頻監(jiān)控系統(tǒng)當中。對于無線設備,它可以透明地傳輸網(wǎng)絡視頻信號,進而實現(xiàn)無線的網(wǎng)絡視頻傳輸技術。這方面的代表是無線微波擴頻技術,主要的代表廠家是摩托羅拉。這種傳輸方式可以實現(xiàn)54M的匯聚帶寬,傳輸距離可以達到幾十公里,在林區(qū)監(jiān)控、油田監(jiān)控等一些特殊的應用現(xiàn)場應用廣泛。
近些年來隨著國內主流IT廠商的推動,第三代無線通訊技術逐漸成熟,包括SCDMA技術和WIMAX技術。這些技術將視頻監(jiān)控系統(tǒng)帶進了更廣闊的應用領域。實現(xiàn)了信號城區(qū)覆蓋,可以為一個城市提供無線解決方案,也為無線監(jiān)控技術的民用化鋪平了道路。
二、無線監(jiān)控系統(tǒng)的類型
無線微波擴頻技術
5.8GHz是2002年7月無線電管理委員會剛剛核準運營的頻段,5.8G頻段頻率支持工作在5.725~5.850GHz的IEEE802.11a標準,支持6、9、12、18、24、36、48以及54Mbit/s動態(tài)速率調整,在增壓工作模式下,可獲得高達108Mbit/s的帶寬。由于5.8Gbit/s設備頻段開放、費用低廉而受到了廣泛推崇。5.8GHzCanopy無線接入系統(tǒng)建設可以充分利用運營商現(xiàn)有頻率資源,在建設5.8GHz無線接入網(wǎng)絡的時候,運營商可廣泛運用先進、成熟的5.8GHz微波傳輸技術,可快速、低成本地實現(xiàn)對大城市區(qū)域的無線覆蓋,為話音、數(shù)據(jù)、圖像、互聯(lián)網(wǎng)接入等高質量的各種服務,具體應用包括IP電話、視頻監(jiān)控、網(wǎng)吧專線、遠程醫(yī)療、遠程教學等增值服務業(yè)務,并使之成為主要的無線接入手段。
目前這種技術在無線視頻監(jiān)控領域仍然具有重要的作用,是解決無線傳輸?shù)闹饕桨?。它可以提供高達54M的匯聚帶寬,適合于開展視頻監(jiān)控業(yè)務??梢詾槠髽I(yè)、行業(yè)用戶提供專業(yè)的解決方案。但這種方案的缺點是天線對環(huán)境要求較高,中間不能有建筑物阻擋,天線的方向性敏感。天地偉業(yè)在河南森林監(jiān)控系統(tǒng)當中就采用此種方法。通過摩托羅拉公司的定向天線組建無線網(wǎng)絡,在監(jiān)控前端采用網(wǎng)絡視頻服務器,將模擬信號轉換為數(shù)字信號,通過無線網(wǎng)橋進行傳輸。[nextpage]
GPRS
GPRS---GeneralPacketRadioService,通用無線分組業(yè)務,是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術,提供端到端的、廣域的無線IP連接。GPRS是一項高速數(shù)據(jù)處理的技術,方法是以"分組"的形式傳送資料到用戶手上。由于使用了"分組"的技術,用戶上網(wǎng)可以免受斷線的痛苦。此外GPRS的用途十分廣泛,包括通過手機發(fā)送及接收電子郵件,在互聯(lián)網(wǎng)上瀏覽等。使用了GPRS后,數(shù)據(jù)實現(xiàn)分組發(fā)送和接收,這同時意味著用戶總是在線且按流量計費,迅速降低了服務成本。
GPRS對無線視頻監(jiān)控業(yè)務的主要貢獻是提供一種方便的接入模式,用戶只要在有手機信號的地方就可以通過GPRS模塊接入網(wǎng)絡。但它的缺點是帶寬較小,只適合于低幀率、低畫質視頻的傳輸,主要面向個人用戶。天地偉業(yè)在面向個人用戶中,可以提供基于GPRS的監(jiān)控報警信息提醒功能。例如在監(jiān)控前端檢測到有報警信號時,可以將現(xiàn)場情況以圖片的形式發(fā)送給客戶,并通過文字通知客戶現(xiàn)場的警情。
TD-SCDMA
TD-SCDMA的中文含義為時分同步碼分多址接入,該項通信技術也屬于一種無線通信的技術標準,它是由中國第一次提出并在此無線傳輸技術(RTT)的基礎上與國際合作,完成了TD-SCDMA標準,成為CDMATDD標準的一員。TD―SCDMA無線網(wǎng)絡可以通過無線網(wǎng)絡控制器(RNC)連接到交換網(wǎng)絡,如同三代移動通信中對電路和包交換業(yè)務所定義的那樣。TD-SCDMA所呈現(xiàn)的先進的移動無線系統(tǒng)是針對所有無線環(huán)境下對稱和非對稱的3G業(yè)務所設計的,它運行在不成對的射頻頻譜上。TD-SCDMA傳輸方向的時域自適應資源分配可取得獨立于對稱業(yè)務負載關系的頻譜分配的最佳利用率。
這是中國自己主推的第三代通訊技術,目前尚處于測試階段。但中國應用TD技術的決心已經(jīng)不可動搖,預計在國內市場該項技術將會獲得很大的發(fā)展空間。
WIMAX
WiMax(WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess)意即全球微波接入互操作性,是基于IEEE802.16標準的無線城域網(wǎng)技術。其信號傳輸半徑達到50公里,基本上能覆蓋到城郊。它可以提供更高速的寬帶接入。WiMax所能提供的最高接入速度是70M,這個速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍。同時它還能提供優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡接入服務。作為一種無線城域網(wǎng)技術,它可以將WIFI熱點連接到互聯(lián)網(wǎng),也可作為DSL等有線接入方式的無線擴展,實現(xiàn)最后一公里的寬帶接入。
WIMAX技術目前已經(jīng)在國內一些城市進行試點工作,承載視頻移動監(jiān)控業(yè)務。預計在奧運會后該技術會在民用行業(yè)獲得較大的推廣力度。天地偉業(yè)也正在積極地進行無線環(huán)境下網(wǎng)絡視頻服務器的技術優(yōu)化,使得網(wǎng)絡視頻終端設備更適合于3G網(wǎng)絡的特點。目前天地偉業(yè)已經(jīng)在視頻圖像處理、網(wǎng)絡包傳輸、緩存容量動態(tài)調整以及網(wǎng)絡適應性等方面獲得顯著成效。WIMAX的接入設備技術復雜,有的采用的是三層的設備,在使用網(wǎng)絡視頻服務器的時候,為了能讓用戶快速地接入網(wǎng)絡,天地偉業(yè)網(wǎng)絡視頻服務器“地址記憶”功能,在主動穿透網(wǎng)絡的同時,記錄下走過的路徑,這樣在客戶端反向訪問,設備正向引出時就可以自動的適應當前的網(wǎng)絡。 [nextpage]
三、無線監(jiān)控系統(tǒng)應用的特點
無線監(jiān)控系統(tǒng)具有顯著的優(yōu)勢,但在應用中也有獨特的技術特點,在實際使用中要特別注意。
⑴環(huán)境影響
無線監(jiān)控系統(tǒng)大多受天氣影響,風、雨、雷、電都會對無線傳輸系統(tǒng)造成影響。定向天線對方向要求比較嚴格,對于基站式無線傳輸系統(tǒng),如CDMA、WIMAX等無線技術則要求在基站信號范圍之內使用。同時建筑物的屏蔽作用和反射作用也會降低信號的強度,一般接收設備都有信號強度指示器,就像手機的信號強度指示一樣,可以提示當前環(huán)境下,接收設備能夠獲得的信號強度。
⑵帶寬穩(wěn)定性
由于以上原因,無線網(wǎng)絡系統(tǒng)提供的帶寬也有可能不夠穩(wěn)定。工程商朋友在組建無線網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的時候也要注意對帶寬的監(jiān)控。一般網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)要求達到相應的分辨率,不同的分辨率需要提供不同的帶寬,請參見下表:
分辨率CIF HALF D1 D1
帶寬 512kbps 1024kbps 2048kbps
如果網(wǎng)絡視頻設備被設置到某一個分辨率后其帶寬必須達到相應值,否則將出現(xiàn)丟幀、視頻質量下降等現(xiàn)象。您可以使用“BANDWITH”等測試軟件對兩個點之間進行帶寬測試,查看帶寬是否有波谷,是否穩(wěn)定。
天地偉業(yè)的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控設備除了實現(xiàn)對帶寬的動態(tài)適應之外,還對無線監(jiān)控網(wǎng)絡的包傳輸做了特別的優(yōu)化。可以根據(jù)無線網(wǎng)絡狀況進行大包分解或小包組合的動態(tài)策略,優(yōu)化傳輸效率,充分利用網(wǎng)絡流量,實現(xiàn)平滑傳輸。
⑶網(wǎng)絡穿透
無線接入產(chǎn)品眾多,有的屬于數(shù)據(jù)鏈路層,有的屬于網(wǎng)絡層,有的需要配置動態(tài)IP,有的需要配置端口映射。這些都為網(wǎng)絡視頻監(jiān)控技術的應用帶來了諸多不便。如何快速的應用到無線網(wǎng)絡中,尤其如何快速地使用三層網(wǎng)絡接入設備,成為工程商朋友迫切希望解決的問題。天地偉業(yè)網(wǎng)絡視頻監(jiān)控產(chǎn)品特別針對無線網(wǎng)絡技術的特點,提供了網(wǎng)絡穿透技術。網(wǎng)絡視頻服務器接入到無線設備中后,可以自動獲取三層設備分配的IP地址,并主動地向目標地址發(fā)起連接。用戶可以透明地訪問整個無線監(jiān)控網(wǎng)絡。
⑷數(shù)據(jù)安全
無線視頻監(jiān)控網(wǎng)絡已經(jīng)完全區(qū)別于傳統(tǒng)的CCTV閉路監(jiān)控系統(tǒng),它是一個開放的監(jiān)控系統(tǒng),任何合法的終端都可以接入到這個系統(tǒng)當中,這也是其優(yōu)越性的重要體現(xiàn)。但同時對于重要的視頻監(jiān)控,如何解決數(shù)據(jù)安全問題,尤為重要。目前在無線網(wǎng)絡技術中,已經(jīng)開始廣泛使用口令加密技術和地址綁定技術,只有合法的MAC地址才能注冊到系統(tǒng)中,并接收系統(tǒng)的合法性檢查。天地偉業(yè)網(wǎng)絡視頻產(chǎn)品在應用層進一步完成數(shù)據(jù)加密,提供包括對錄像文件的數(shù)字水印加密技術,對客戶端訪問的IP地址過濾技術,進一步加強了系統(tǒng)的安全性。[nextpage]
四、無線監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢
視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展一直是以應用的便捷性、技術的先進性為方向。無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)無論是應用、技術還是發(fā)展環(huán)境上都具備獨特的魅力和優(yōu)勢,必然在視頻監(jiān)控領域占據(jù)一定的比例,預計在未來的幾年內將會獲得較快的發(fā)展速度。
應用的必要性
一套完整的視頻監(jiān)控系統(tǒng)必然包括監(jiān)控前端、監(jiān)控中心端和傳輸三個部分。無線監(jiān)控系統(tǒng)最大的優(yōu)點是免去布線的麻煩,實現(xiàn)了從前端到后端的快捷接入。對于像山區(qū)林地監(jiān)控、高速公路沿線監(jiān)控、油田無人區(qū)監(jiān)控、邊防岸線監(jiān)控等常規(guī)布線方式難以實現(xiàn),成本過高,這種情況只能使用無線監(jiān)控系統(tǒng)。近些年來,我們國家在一些城市建設平安城市系統(tǒng),只是完成了部分特殊行業(yè),如網(wǎng)吧、娛樂場所的監(jiān)控,但要真正實現(xiàn)全市監(jiān)控、全市覆蓋,線路接入成本依然較高。深圳市在這方面為我們做了一個嘗試,其南山區(qū)實現(xiàn)了全市無線網(wǎng)絡覆蓋,通過無線網(wǎng)絡實現(xiàn)視頻監(jiān)控,在技術和資金投入方面找到了一個平衡點。包括廣州在內也有一些城市也有計劃實施無線網(wǎng)絡覆蓋,這些都為實現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)奠定了基礎??梢?,無線網(wǎng)絡監(jiān)控具有獨特的應用優(yōu)勢。
發(fā)展環(huán)境的優(yōu)越性
目前中國大力發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權的TD-SCDMA技術,并且以大唐電信為代表的廠商已經(jīng)完成了相關測試。雖然各運營商還沒有得到國家信產(chǎn)部發(fā)放的牌照,但中國主推這種技術的決心已經(jīng)不可動搖,各運營商也紛紛看好這一塊市場,并且將視頻業(yè)務作為增值服務的主陣地。據(jù)香港媒體預計,TD技術將成為大陸的主流3G技術。無線網(wǎng)絡的構建將為無線視頻監(jiān)控技術提供一個良好的發(fā)展平臺。
另外,電信和網(wǎng)通等運營商攜“全球眼”和“寬世界”進入監(jiān)控市場,也促進了傳統(tǒng)監(jiān)控市場的發(fā)展壯大,對平安城市建設貢獻了重要力量。預計以移動和聯(lián)通為代表的無線業(yè)務運營商也將加入到視頻監(jiān)控市場,強力促進無線視頻監(jiān)控業(yè)務的發(fā)展。
五、無線監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向
無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展雖然任重而道遠,當它的發(fā)展路線圖卻清晰可見。在技術集成化、應用民用化以及主流技術的發(fā)展是無線監(jiān)控系統(tǒng)能夠真正實現(xiàn)跨越的關鍵:
⑴技術集成化
網(wǎng)絡視頻監(jiān)控技術一直在走一條技術整合的道路。從最初的網(wǎng)絡視頻服務器,到隨后推出的網(wǎng)絡一體球,直到今天非常流行的網(wǎng)絡攝像機,網(wǎng)絡視頻技術實現(xiàn)了與球云臺技術、攝像機技術的整合。當無線技術日益介入到視頻監(jiān)控領域,網(wǎng)絡視頻技術與無線技術的結合就成了一件順理成章的事情,這同時也有助于進一步提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性和應用的便捷性,有利于廠商細分網(wǎng)絡視頻市場,避免同質化競爭。目前市場上支持WIFI的網(wǎng)絡攝像機就是這一觀點的最好佐證。預計未來支持各種無線網(wǎng)絡類型的網(wǎng)絡視頻產(chǎn)品同樣會在市場上爭奇斗艷。[nextpage]
⑵應用民用化
視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在經(jīng)歷由工業(yè)級應用向民用的方向轉變這樣一個歷程。而無線應用終端的出現(xiàn)更推波助瀾了這個過程。隨著3G技術的進一步發(fā)展,每一個人手持的手機將成為一個最好的無線終端業(yè)務平臺。人們可以通過手機實現(xiàn)無線網(wǎng)絡監(jiān)控。同時家庭無線網(wǎng)絡也正在興起,人們可以通過筆記本借助無線路由器接入網(wǎng)絡,快速組建HWLAN(家庭無線網(wǎng)絡)。支持無線模式的家庭型網(wǎng)絡攝像機將承擔起家庭看護、店鋪巡視等職能,使得無線監(jiān)控技術進一步走進家庭用戶。
⑶主流技術主導化
無線監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)模應用必然離不開無線網(wǎng)絡環(huán)境,而無線網(wǎng)絡環(huán)境則離不開運營商的建設。隨著我國3G網(wǎng)絡技術的日益完善,以及北京奧運會上“科技奧運”理念對信息技術的推動作用,以TD為代表的第三代無線網(wǎng)絡技術必然迅速在國內興起。這是實現(xiàn)無線網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模應用的關鍵。