基于有线电视网络实现IP智能视频监控

山东广电网络有限公司招远分公司 崔文臣

一、引言

随着有线电视数字化进程的推进，各地有线网络正加紧双向改造，以便于实现双向、交互、多功能发展的新业务。近年来，以强化城市治安管理为目标的“平安城市”、“平安工程”建设不断升温，应用范围从当初的平安城市逐步扩大到交通安全、社会安防、国家大型活动安全保障、特殊事件的移动监控及家庭监控等范围。广电凭借管理统一、平台统一、系统开放、运营个性化等优势，基于自身网络特点和运营经验开展视频监控业务，必将为有线电视网络运营商带来一个新的业务增长点，给广电产业注入新的生机和活力。

二、广电要重视视频监控市场

据统计，早在2005年底，中国的视频监控行业应用市场总产值就达到182亿元人民币，而且每年还在以20%左右的速度持续增长，市场前景广阔，国内已有专业从事视频监控租赁的公司，目前该行业需求呈现两大特点：一是需要实施视频监控的范围越来越广阔，已经由传统的安防监控向管理监控和生产经营监控发展，且要求监控点要多、面要广。二是要求监控系统与管理信息系统、网络系统结合，实现对大量视频数据的压缩存储、传输和自动处理，从而达到资源共享，为各级管理人员和决策者提供方便、快捷、高效的服务。

广电行业利用有线电视网络进入智能视频监控领域有着其固有的先天优势：

⊙巨大的大众用户群。

⊙媒体运营优势。视频监控本质上也是一种媒体业务，可在有线电视媒体网络上统一承载，对于媒体资源的管理运营相对电信运营商更具经验优势。

⊙完善的网络管理平台。各地的有线电视网络公司都有着自己完善的网络结构和管理平台，只需投入较少的人力、财力就可以实现视频监控业务。

三、视频监控传输网络层技术对比

视频监控系统的工作核心内容，是将各监控摄像机的信号汇集到监控前端进行观察、存储，这实质上是一套摄像机的动作控制和视频信号的传输、存储技术。由于计算机技术的迅猛发展，摄像机的运行控制和视频信号的存储已成易事。现今对城市安防监控系统，其难点和重心始终在视频信号传输这一关键环节上。因为监控系统内摄像机数量众多，少则数百、多则数千，且分布面很广，如何将分布在数十乃至上百公里范围的众多摄像机信号，实时而又高清晰地传输到监控前端，就成了系统成败的关键。

视频监控系统的传输网络层的技术主要有传统的ADSL、点对点光纤收发器和新兴的EPON方案。三种接入平台技术对比如下：

（1）ADSL方式。ADSL方式实际可以提供的带宽较小而且由于每次拨号后分配的lP地址都不相同，系统需要额外的设备DNS服务器等设备才可以保障监控中心与各监控点的通信。

（2）点对点光纤收发器方式。一个大型的监控网络的监控点数量是非常多的，而点对点的方式就需要占用大量的光缆资源，对于城域网中普遍比较紧缺的光缆资源来说，该方式的实施会对运营商带来巨大的压力。而且光纤收发器仅仅提供一个透明的通道，无法实现可靠性、QoS、安全性、OAM等方面的保障。

（3）EPON方式。EPON（以太无源光网络）是一种新型的光纤接入网技术，其物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。因此，EPON综合了PON技术和以太网技术的优点：低成本，高带宽，扩展性强，灵活快速的服务重组，与现有以太网的兼容性，方便的管理等。EPON自身的网络结构特点、宽带入户的特殊优越性及与计算机网络天然的有机结合，已经成为国内外主流的宽带接入技术。

四、CATV视频监控系统承载分析

CATV监控传输方案就是利用有线电视信号的双向传输原理，来进行监控摄像机信号的传输方案。它与有线电视传输方案的共同特点是，在一根同轴电缆上，都可以并行不悖地传输上百路高画质音像信号和摄像机所需的各类控制信号。不同之处是，在线电视传输方案中，将前端机房的信号传输至各家用户；而在CATV监控传输方案中，将各监摄像机的信号传至前端机房。在CATV监控传输方案中，上行的是经射频调制后的各摄像机音像信号；下行的是经射频调制后的各摄像机运行所需的控制信号。

项目材料管理人员，根据材料到货清单、采购合同、材料资质证明、国家验收规范等资料，结合现场实物检查材料是否合格，并填写验收表格。这个环节包括材料自检和材料送检两个方面。

由于每台摄像机最多仅10余种状态控制数据，所以控制各摄像机运行的已调数码信号的通道带宽远比CATV双向网络系统中的上行信号带宽窄得多；加之CATV监控传输方案中的上下行信号通道，均不存在现今CATV双向系统中的反向汇聚噪声等棘手问题，所以其技术实践难度也比CATV双向网要低得多。

（1）CATV视频监控传输方案是采用频分复用方式传输各监控摄像机信号的新技术，仅用一根同轴电缆（或一根光纤），即可解决上百台摄像机的信号提取和各摄像机的运行控制信号的传输问题。相对一根光纤仅能传1路～4路摄像机信号的光端机方案，系统的造价和随系统能力流量成指数增长的以太网方案，CATV传输方案无疑存在着绝对性的压倒优势。

（2）在CATV视频监控传输方案中，摄像机信号无需像“以太网”信号那样，要经过压缩、解压、复接、分接、包交换、差错控制等流通过程，不仅信号的即时性很高，因信号无任何压缩损伤，网络在任何条件下都可以确保DVD级别以上的高画质信号传输。在以太网方案中，要实现高画质图像信号传输是件极其困难的事情，而在CATV传输方案却显得简便易行。

（3）CATV系统成本低廉、技术成熟、专业维护人员遍布，为城市安防监控系统的快速普及和应用奠定了良好的基础。

（4）因CATV传输方案是射频信号传输网，对物理层面的要求远没有以太网中的基带视频信号那样“娇气”；加之CATV射频信号允许在设备末端有±20dB动态范围内的电平变化，环境适应能力很强，其可靠性远在以太网和光端机之上。

（5）城市安防监控系统采用CATV传输方案后，因信号通道与遍布城乡的CATV系统有众多相似之处，两者完全可以进行共网传输。

五、CATV视频监控系统案例介绍

1.系统结构

图1 在有线电视网络上建设的视频监控系统图

本案例是在广电有线电视HFC+EoC双向网络的基础上，充分利用已有的网络资源来承载视频监控系统，系统结构示意图如图1所示。

被监控点大致有三种情况：在光节点附近；在有线电视网络覆盖的范围内；没有直接可借用网络，但可从光节点或有线电视网络新架一段光缆或电缆延伸到被监控点。

图1中在光节点附近的被监控点利用光缆中的空光纤两端加光纤收发器，用RJ45口连接到视频服务器，在服务器上挂2个摄像头，这样被监控的图像送入视频服务器进行编码和打包，通过光纤收发器和光纤构建的以太网络实现视频图像回传到控制中心。

在有线电视网络覆盖范围内的被监控点，直接从网络延伸电缆到被监控点，

通过EoC终端、视频服务器和摄像头把被监控图像送回控制中心。由于被监控点取电困难，可以应用同轴电缆60V供电的特点，把电源送到EoC终端，向视频服务器和摄像头供电，还可以向摄像头的云台提供12V，15V，24V等电压和RS232，RS485等控制信号。

在现有有线电视网络覆盖范围以外需要安装视频监控点，则需要从现有的网络上延伸电缆到被监控点，同时要解决摄像头的安装、供电、防护等，需要专用防护箱和支撑杆等，监控相关设备的供电由有线电视网络供电。

2.关键设备介绍

（1）监控基站

监控基站采用一体化设计，机箱小巧；集成电源、视频传输模块；单线进出，安装极为便利；电源提供12V，24V，48V，220V等多接口，适用于多种摄像头、云台、ONU的供电；提供两路视频和一路音频输出，便于在路口安装，节约成本；带宽传输模块专业检验，适应高温及低温检验；可远程网管，维护便利。

（2）网络摄像头

摄像头放置的位置环境复杂，因此对摄像头提出了更高的要求，首先，必须具备防水的功能，为了能够保证24小时不间断地监控录像，红外线的功能必不可少。

（3）EoC局端设备

EoC局端上连光纤收发器或EPON设备，将以太网信号变为5MHz～30MHz之间的射频信号，在同轴电缆上按频分方式与电视信号实现共缆传输，它由EoC局端模块、电源、信号插入器等部分构成。

3.系统特点

⊙内供电单缆传输，监控点位灵活，可忽略设备供电取电的麻烦。

⊙节约野外点位电源线路的搭建，成本低。

⊙借用了现有HFC路由，省掉大量网络投入和改造时间。

⊙HFC网络已经具备野外工作的可靠性能，使监控网络可靠性得到保证。

⊙可以共用HFC的维护工具和维护队伍，一支队伍既开展了HFC网络的维护，又保障了监控网络的维护，减少维护投入。

六、结束语

我国是有线电视大国，广电拥有强大的技术力量、完善的传输网络、丰富的施工经验，利用有线电视传输方案来解决安防监控的信号传输问题，有着十分重要的经济意义和社会意义。

见www.dcw.org.cn