光端机与网络摄像机的未来趋势

皮振洲

(黑龙江省交通信息通信中心)

1 光端机与网络摄像机的国内外现状

光端机从功能上可分为传输图像信号的图像监控光端机,传输数据的数据光端机,传输语音的音频光端机等。从传输方式上可分为模拟光端机和数字光端机,不论哪种类型的光端机实质都是将所传输的图像、语音或数据信号进行电光、光电转换,光端机实质上就是一个电信号到光信号、光信号到电信号转换器。转换的目的就是为了让各种信号在光纤中传输。

网络摄像机从功能上可以简单理解为模拟摄像机 +视频服务器的组合,从构成上讲,网络摄像机一般由镜头、图像传感器、声音传感器、A/D转换器、图像、声音、控制器网络服务器、外部报警、控制接口等部分组成。因此从本质来说,人们认同网络摄像机,也就是认同了NVR架构,就是DVR时代向NVR时代的转变。近期模拟、DVR、NVR并列存在,未来将是NVR的时代。

2 前景分析

2.1 光端机和网络摄像机市场现状,以及各自所面临的问题

光端机市场分析:目前整个监控市场对光端机的需求仍然旺盛,销售量还是保持逐年增长。但是销售金额并没有和销售量成正比。主要原因:由于光端机技术比较成熟,近两年涌入光端机领域的厂家特别多。每次涌入一批几乎无一例外将价格作为切入点,导致了光端价格整体下降。引发出光端机市场的问题:视频光端机市场的产品质量不齐,产品价格混乱。

网络摄像机市场分析:目前网络摄像机比传统的模拟摄像机市场占有量偏低。但近年来在中国网络摄像机市场规模增长速度非常快。面临的问题是:网络摄像机的价格,安装调试,图像清晰度,图像时延等问题,不同厂家的网络摄像机的兼容性,不能满足用户要求。

2.2 光端机与网络摄像机对比,来谈他们各自的优势和劣势

光端机应用方案:传统视频监控(光端机传输+矩阵切换模式)。如某高速公路三级联网视频监控系统。

该设计方案说明:前端采用级联式光端机接入到监控分中心。监控分中心通过光端机恢复出模拟视频,通过视频线(铜轴电缆线)连接到字符叠加器,然后视频送到视频分配器。一路图像送到硬盘录像机存储,一路送到矩阵做视频切换。矩阵出来视频分别送到电视墙显示和送到多路视频光端机通过光纤往监控中心传输。监控总中心又通过视频线分别把光端机、字符叠加器、视频分配器、矩阵、硬盘录像机、视频编码器等连接起来。往省中心输出则通过 IP走省干线通信传输网。

从该设计方案中可以看出,优势:光端机应用成熟,成本低。性能稳定,安装、维护方便,从前端摄像头视频接入到监控分中心,光端机视频输出采用非压缩视频传输视频方式,图像无损,无延时。

劣势:一个以模拟矩阵为核心的视频联网监控系统需要大量的中间接入设备,如光端机、矩阵、视频分配器等等,这样就导致了整个系统过于复杂,无法做到统一、方便和有效的管理。而设备之间的连接基本是通过视频线连接,导致了现场设备间布线、操作的复杂性和图像质量的严重损伤。

网络摄像机应用方案(网络摄像机+IP网络+视频解码器)。

该设计方案说明:前端采用网络摄像头,通过IP通信网络连接起来,送到收费站。通过交换机,虚拟矩阵切换一路视频到视频解码器到电视墙,一路到视频存储服务器。各个收费站通过SDH通信网往监控中心传输。通过虚拟矩阵做视频的切换到视频解码器上电视墙或存储。通过干线通信网往省监控中心传输。

从该设计方案中可以得出结论:

优势:组网方式简单,方便实现多级联网。

劣势:图像以压缩方式传输,决定了图像的损耗性、延时性,甚至会出现图像的马赛克、黑屏等现象。在监控中心一但需要用到原始的、无损伤的图像上电视大墙或做视频智能分析时,该模式完全无法提供,这为今后的业务扩展造成了巨大的障碍。前端网络摄像头用不同厂家设备,后端的视频解码器又有不同厂家设备。它们之间协议,兼容性等问题导致系统管理不便,甚至导致整监控系统崩溃。

该方案总体成本较高,如网络摄像机成本、SDH组网的通信设备等目前价格都是比较高。现场维护,安装,调试的难度比较高,需要工程安装人员具有一定的网络知识。不同设备间的兼容性问题和现场设备管理复杂度较高。

2.3 网络摄像机是否会取代光端机

由于目前采用网络摄像机走压缩传输方案在总体造价上、性能稳定性、图像质量上、不同厂家网络摄像机间的兼容性上还不能满足用户要求。特别针对在高速公路或平安城市等高端安防监控系统中。对图像质量、图像的延时性上的要求是比较高的。针对图像上电视墙,网络摄像机是通过视频压缩后传输的,而压缩后的图像,不管采用哪种压缩算法,哪种图像分辨率的格式,上电视墙特别是大的液晶拼板电视墙所表现出的图像质量效果是非常不理想的。并且图像还会因为传输网络带宽的问题带来图像的马赛克等现象。如果采用光端机的传输方案就没有该问题。光端机传输是图像非压缩无损的传输。没有图像质量和图像延时的问题。因此在一定时间内网络摄像机并不能取代光端机。

2.4 光端机要想获得长远的发展需要的蜕变

(1)有效地保障了视频信号质量,并为今后新业务的开展打下坚实的基础。在整个联网监控系统中,不管多少级,视频都以数字非压缩模式进行传输和交换,只有上电视墙才输出模拟视频信号。因此,不管联网系统多么复杂、多么庞大,视频始终只进行一次AD/DA,有效地保障了视频信号的质量和图像的实时性,完全不会出现丢帧、马赛克、黑屏等现象。

(2)在充分保障视频质量的前提下,最大地简化了系统的设计,减少了众多的中间环节,极大地提高了系统的稳定性和可靠性。该平台的VAR-OLT不但可以交换输出模拟视频,还可以通过光纤直接与更高一级监控中心的VAROLT连接,形成一个联网监控系统方便了多级联网设计。采用VAR系统后,中心机房的设备得到极大地简化,系统的联接几乎都是光纤,视频电缆只在与电视墙联接时才用得到。

(3)系统统一管理。整个系统由统一的“VAR管理软件平台”进行统一管理,系统中的任何一个环节都可以在网管系统中进行反映。每路视频的工作状况、每条光纤的连接情况、每个设备的工作状态都可以用软件平台进行网管。

(4)不需要通信系统支持,完全不占用SDH带宽,节省整体造价成本。

利用光端机的传输优势,整体监控解决平台是光端机应用的一个突破口,像中威的VAR等一些传统的老牌光端机厂家都推出了整体监控解决平台,而且已经在高速、平安城市建设上应用。因此,该光传输交换平台将是光端机一个发展趋势。

3 未来发展

可以发现目前用户光端机市场的混乱的源头还是在于PDH技术本身,要想从根本解决问题便需要SDH设备从核心层和汇聚层走向末端,这便需要设备厂商不断提高自身的技术水平以降低SDH光端机的成本。但是PDH光端机也有它自身的一些显著优势,加上国内运营商普遍面临资金压力,在还能满足用户基本需求的情况下,PDH光端机依然会在市场上找到属于自己的位置。而多业务接入和无源光网络将是光端机技术发展的两个主要方向。

当传统的外地模拟监控方式逐渐不能满足某些行业大范围、远距离监控的需求时,经济的发展促使着人们提高安防意识。如银行跨地区联网监控时,通过网络将图像进行远程传输的集中网络视频监控方式应运而生。目前,随着互联网的大范围普及,远程网络视频监控已经渗透到教育、政府、娱乐场所、医院、酒店、运动场馆、乡村治安等多种领域。

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[2] 刘大伟,唐又林.高速公路集中监控解决方案探讨[J].2009, (7).

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