高清监控系统传输方案的应用研究

摘 要 视频监控技术日益发展，对图像传输技术的要求日益提高，主要描述平安城市之类大型监控系统可选用的数字光端机、PON网、无线传输网三大类主流传输方案，并对各类方案进行分析，推荐了各类建设场景下的可选方案，为监控系统建设工程的方案制定提供了参考。

【关键词】通信传输视频传输方案 综述 光端机 PON 无线

1 前言

随着社会的进步和网络的高速发展，视频监控越来越被广泛地应用到各个领域，视频监控技术经历了模拟时代、半数字时代直至现在的全数字高清监控时代。在视频监控技术发展的各个时代均经历着视频编解码技术、图像传输技术、服务器处理技术的不断发展和提高。图像传输技术作为视频监控技术的三个重要环节之一，在传输带宽、传输实时性能等方面的要求不断提高。

2 基于数字光端机的视频传输方案

在模拟视频时代，视频传输采用同轴电缆进行传输。当传输距离较长，超出同轴电缆的传输距离的情况下，通过视频光端机对模拟的同轴电缆内的视频信号采用非压缩数字光电转换技术通过光纤点对点传输图像，实现视频信号的实时传输。在半数字时代，主要采用的接入方式为数字光端机的接入方式，可以满足数字和模拟两种信号的接入，仍然是点对点光纤接入模式。以上两种传输方式在目前仍是目前在用视频监控系统的主流传输方式。采用视频光端机和数字光端机的传输方式均要求所有视频采集点布放点对点的物理光缆才能完成视频图像到汇聚机房的传输。

该传输方案的显著特点就是所有视频采集点到监控中心必须开通点对点的光通路，对光纤资源利用率低，建设成本高的显著缺陷，此外对建设环境、机房物理空间的要求都很高。

在高清数字监控成为当下发展主流的背景下，视频传输技术的应用方案也亟待提高，随着数字视频时代的来临，视频信号在视频摄像头的嵌入式系统直接进行数字化编码后以网络数字信号的方式传输，将视频流媒体信号转换为通用的数字信号进行传输，使得各种主流的网络传输技术可以在视频监控系统中灵活应用，如PON传输技术、无线传输技术等。下文将针对视频传输的特定环境要求探讨各类主流传输技术的应用。

3 基于PON网的视频传输方案

PON（无源光网络）是由一个安装于中心控制站的光线路终端（OLT），以及一批配套的安装于用户场所的光网络单元（ONU）。在OLT与ONU之间的光配线网（ODN）组成。基于PON的视频传输组网方案如图2所示。

在视频采集点安装ONU设备，监控点摄像机输出数字视频流通过ONU设备接入PON网，再通过光分路器实现多点到点的接入OLT设备，通过OLT设备与数字视频网络，对接实现视频采集的信号传输。ONU的GE带宽完全有能力稳定地传输多路1080P像素的1080P的高清图像信号（平均传输带宽约6M，峰值带宽约30-50M）。

PON的传输技术在高清数字监控系统中应用的优势主要体现在以下方面：

3.1 传输带宽性能保障

百兆视频光端机的点对点传输能力对于高清视频30-50M的峰值传输带宽能力显得捉襟见肘，而千兆光端机的使用会大大提高建设成本。而PON的ONU设备传输带宽的GE级别可以轻松地完成多路高清视频信号的实时高效和无丢帧传输，为监控中心数据的完整获取创造了良好的条件。

3.2 PON网承载技术作为业界主流接入组网技术

组网结构简单，系统稳定性高，网络适应能力强，在系统功能、需求发生重大变好石可以灵活应对，且该承载技术具备良好的扩展能力。在建设初期可以为设备留足端口，基于多点对点的接入方式确保了监控系统具有良好的扩容性。

3.3 PON传输大大节约了建设成本

目前PON技术全面推广使用，PON设备的采购和建设成本远低于视频光端机和数字光端机的点对点布线和传输方式。

4 基于無线技术的视频传输方案

无线视频传输系统就是指不用布线利用无线电波来传输视频、声音、数据等信号的监控系统。曾经的3G带宽有限、资费较高，WiFi传输距离有限、可移动性较差，无线视频监控并没有得到大规模商业应用。随着4G时代的来临和规模化商业应用，无线视频监控与具体行业的深度融合，将成为移动视频监控市场发展的必然趋势。第四代移动通信技术4G，包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式，支持100Mbps～150Mbps的下行网络带宽，4G运用于安防行业监控视频及图形信息的传输，不仅能够加快数据的传输速度，同时也能够满足客户对于高清画面的要求。

通过在视频采集点安装无线传输设备，通过无线技术利用无线基站将数据信息传输至监控中心。实现高清数据设备的、甚至是移动视频设备（如车载监控）的实时数据传输能力。

无线传输技术在视频监控中的应用优势主要有：

（1）通信速度更快、网络频谱更宽、兼容性能好。可以在不同场合不同环境选择不同的接入方式，在建设组网或是监控系统扩容时，对已经建成系统的影响很小。随着未来无线技术的进一步发展这种优势会越发显著。

（2）组网灵活。可以灵活快捷地在各种复杂地形进行布点。在车载监控、临时监控布点等方面具有着不可比拟的优势。

（3）网络结构扁平，易建设、易组网、易维护的性能在这种结构得到了凸显。

5 高清视频传输方案的选择分析

虽然基于数字光端机、PON网、无线网的不同传输方案在视频监控建设过程中各有优劣，但是他们在当前乃至未来相当长一段时间内都会在各种不同的场景得要应用。如数字光端机方案比较适用与对原有标清视频系统的改造工程，此类节点通常已经具备的点对点的光路条件，数字光端机的建设方案将在最大限度范围内减少改造难度，降低工程造价。基于PON网的传输技术方案适用新建全新视频网络，这一方案能利用稳定可靠地有线光缆实现多对一的收敛组网，大大地降低了工程建设成本。而基于无线技术的传输方案受限于当前建设成本、通信资费和网络稳定性方面的因素，更适合于在不具备物理布线的环境下使用，也可以作为有线光纤传输方案的备份方案。在实际工程建设和组网方案选择时，需要综合考虑已有条件、投资规模、系统重点等方面的因素，灵活选择各种方案甚至是混合传输方案的应用。

参考文献

[1]冯传滨.高清视频监控PON承载方案[J].电信技术，2012（03）.

[2]深圳市慧明捷科技有限公司，4G公网无线高清图像传输，http：//www.hmjtx.com/，2016.

作者简介

石小兰（1980-），女，江苏省常州市人。硕士研究生学历。现为中睿通信规划技术有限公司工程师、项目主管，曾经参与多个大型平安城市视频监控项目研究工作。

作者单位

中睿通信规划设计有限公司 广东省广州市 510630