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監控傳輸:有線及無線的優缺點對比

來源:www.dianfanle.com     時間:2014-07-30    
監控係統往往要根據不同用戶、係統規模、覆蓋麵積、信號傳輸距離、信息容量等對係統的功能及質量指標要求不同,而采用不同的傳輸方式。
監控係統往往要根據不同用戶、係統規模、覆蓋麵積、信號傳輸距離、信息容量等對係統的功能及質量指標要求不同,而采用不同的傳輸方式。

  監控傳輸之無線方式


  目前無線圖像傳輸尚未形成典型的產業化發展模式,實現的技術方式也各不相同,下麵就一些可用於無線圖像傳輸的相關接入技術作簡要介紹。

  CDMA技術

  CDMA即碼分多址技術,它允許用戶在端到端分組轉移模式下發送和接收數據,而不需要利用電路交換模式的網絡資源;從而提供了一種高效、低成本的無線分組數據業務。CDMA無線網絡的移動傳輸技術具有保密性好、抗幹擾能力強、抗多徑衰弱、係統容量配置靈活、建網成本低等優點。對於安全防範係統來說,一般采用低傳輸幀率以保證傳輸的清晰度,因為隻有CIF以上的圖像清晰度才可以滿足調查取證的需要。但是,CDMA傳輸存在帶寬不足的缺陷,其下行帶寬153K,上行帶寬70K~80K,因而傳輸流暢的視頻基本上不可能實現。由於圖像隻有幾幀,隻能以抓圖的形式來傳輸,並且為小畫麵尺寸,因此無法滿足實時移動圖像視頻監控的需要。

  GPRS技術

  GPRS是一種基於GSM係統的無線分組交換技術,支持點對點和點對多點服務,以“分組”的形式傳送數據。GPRS最主要的優勢在於永遠在線和按流量計費,不用撥號即可隨時接入互聯網,隨時與網絡保持聯係,資源利用率高。但是同CDMA一樣,它存在帶寬不足的問題,無法滿足高質量實時的視頻監控需求。

  Wi-Fi技術

  Wi-Fi屬於短距離無線技術,覆蓋範圍可達100米,Wi-Fi的技術和產品到目前為止,已經相當成熟。Wi-Fi無線保真技術,其傳輸速度快,802.11b的帶寬可以達到11Mbit/s,而802.11a及802.11g更可達54Mbit/s。但隻能做到通視傳輸、定向傳輸,難以支持移動傳輸,從而限製了它在視頻監控係統的應用,而且由於安全性較差,非常容易受到來自外界的攻擊。

  WiMax技術

  WiMax是基於IEEE802.16標準的無線城域網技術,能提供麵向互聯網的高速連接,適用於靜止和半靜止狀態下訪問網絡,其傳輸速率可達60Mbps。在安全性方麵,WiMAX提供了加密機製,在介質訪問層(MAC)中定義了加密子層,通過使用數字證書的認證方式確保無線網絡內傳輸的信息得到安全保護。WiMAX是點對多點的寬帶無線接入技術,采取了動態自適應調製、靈活的係統資源參數及多載波調製等一係列新技術,並兼具較高速率的傳輸能力(可達70Mbit/s?100Mbit/s)及較好的QoS與安全控製,覆蓋範圍可以達到1-3英裏,主要定位在移動無線城域網環境,然而802.16e獲得足夠的全球統一頻率存在一定難度,且建設成本和設備價格較高。

  COFDM技術

  COFDM圖像傳輸技術具有頻譜利用率高和可對抗多徑時延擴展等特點,是早期用於軍事無線電傳輸的一種多載波數字通信調製技術,也是較為完備的移動接收和傳輸技術。COFDM的實用價值主要是突破了視距限製,對噪聲和幹擾有著很好的免疫力,並能繞射和穿透遮擋物。它能同時分開多個數字信號,並且可以在幹擾的信號周圍安全運行。它能夠持續不斷地監控傳輸介質上通訊特性的突然變化,其通訊路徑傳送數據的能力會隨時間發生變化,且COFDM能動態地與之相適應,並接通和切斷相應的載波,以保證持續成功地通信。同其他基於OFDM的技術一樣,COFDM繼承OFDM的優點的同時,也不可避免地存在OFDM技術的普遍不足。對頻偏和相位噪聲比較敏感,頻偏和相位噪聲會使各個子載波之間的正交特性惡化,僅僅1%的頻偏就會使信噪比下降30dB。功率峰值與均值比(PAPR)大,導致射頻放大器的功率效率較低,高峰均值比會增加對射頻放大器的要求,導致射頻信號放大器的功率效率降低。負載算法和自適應調製技術會增加係統複雜度。負載算法和自適應調製技術的使用會增加發射機和接收機的複雜度,並且當終端移動速度每小時高於30公裏時,自適應調製技術就不是很適合了。

MiWAVE技術

  MiWAVE係統采用4G核心技術,繼承了COFDM的優點,摒棄COFDM的不足之處。上行空口技術采用DFT-S-GMC,即基於離散傅立葉變換擴頻的正交頻分多址,采用DFT進行頻域擴頻,因而降低了傳輸信號峰均比,適合上行鏈路傳輸。同時DFT-S-GMC采用逆濾波器組變換(IFBT),實現頻分複用和頻分多址。DFT-S-GMC每個子帶的寬帶相對於載波頻偏和多普勒頻移較大。同時每個子帶之間具有一定的頻域保護間隔,此外每個子帶的頻譜具有陡峭的帶外衰減,這些特征使得GMC對載波頻偏和定時誤差引起的多用戶間幹擾具有較強的頑健性,相比於傳統的OFDM空口技術性能更佳,MiWAVE下行空口技術OFDMA比傳統的FDMA提高了頻譜利用率。此外,OFDMA采用時、頻兩維資源調度,可提供精細的數據率顆粒度,以支持具有不同服務質量要求的多媒體應用。

  相對於利用WiFi、WiMAX、COFDM、CDMA1X等技術的圖傳監控係統,MiWAVE具有較大優勢。MiWAVE係統將上行DFT-S-GMC與下行OFDMA技術有機融合,與上下行都采用OFDMA的係統相比,具有設備功耗小,覆蓋範圍大,多用戶幹擾小,以及基站信號檢測算法複雜度低等特點。單基站覆蓋範圍大,最遠覆蓋半徑可達25km,能實現遠距離數據傳輸,組網所需基站數少,成本低。係統擁有高帶寬,高吞吐量,單基站可達60Mbps,且組網靈活,支持多種拓撲結構,可同頻/異頻組網,頻譜利用率高,支持120km/h的移動通信,支持高速車載使用。可實現視頻、語音、數據圖像傳輸等多媒體交互業務,業務配置靈活,可根據需要配置上下行傳輸帶寬比例,調節上下行吞吐量,以支持特定業務。基於全IP的應急通信係統可通過衛星接入、微波中繼、地麵固網接入(ADSL、Cable)等多種接入方式與IP骨幹網和互聯網相連,拓展了應用範圍,降低了設備的應用和維護成本。

  MiWAVE係統基於寬帶無線多媒體(Broadband Wireless Multimedia,BWM)國家標準,兼容於WiMAX標準框架,采用了鏈路自適應、自動混合重傳、寬帶多載波傳輸、無線資源調度、扁平網絡結構設計等關鍵技術。鏈路自適應技術可根據信道狀態自適應地調節其發射功率、調製編碼方式以及數據的幀長來克服信道的時變特性從而獲得最佳通信效果;自動混合重傳技術能夠很好地補償無線移動信道時變和多徑衰落對信號傳輸的影響,可有效地降低係統的誤碼率以確保服務質量;無線資源調度算法則充分利用信道的時變特性,得到多用戶分集增益,提高係統的吞吐量;采用扁平架構設計的係統不需要BSC這樣的集中控製實體,MiWAVE基站將傳統BS、BSC的功能以及分組數據服務節點的某些功能融於一身,使網絡部署更為簡單。由於建網所需的元件數量減少,網絡變得更加可靠、靈活、易於部署,而且運營成本更低廉。

  監控傳輸之有線方式


  1、視頻基帶傳輸:最為傳統的電視監控傳輸方式,對0~6MHz視頻基帶信號不作任何處理,通過同軸電纜(非平衡)直接傳輸模擬信號。

  優點:短距離傳輸圖像信號損失小,造價低廉,係統穩定。

  缺點:傳輸距離短,300米以上高頻分量衰減較大,無法保證圖像質量。布線量大、維護困難、可擴展性差,適合小係統。尤其是現在非標線材盛行的今天,當你發現有視頻幹擾,加矩陣後字符跳動,通過視頻分配器後畫麵有幹擾時,查查自己使用的線纜達標嗎?

  2、光纖傳輸:常見的有模擬光端機和數字光端機,是解決幾十甚至幾百公裏電視監控傳輸的最佳解決方式,通過把視頻及控製信號轉換為激光信號在光纖中傳輸。

  優點:傳輸距離遠、衰減小,抗幹擾性能最好,適合遠距離傳輸。標準的光端機都0---20公裏傳輸距離,8路光端機性價比最高,這個跟光頭有關係,做光端機的朋友都知道。現在光端機價格很便宜,但質量好的還是很貴。

  缺點:對於幾公裏內監控信號傳輸不夠經濟;光熔接及維護需專業技術人員及設備操作處理,維護技術要求高,不易升級擴容。有的工程人員為了省那便宜的光跳線和法蘭,直接尾纖接設備了,以後維修的時候你就知道那根跳線和法蘭有多重要。

  3、網絡傳輸:解決城域間遠距離、點位極其分散的監控傳輸方式,采用MPEG2/4、H.264音視頻壓縮格式傳輸監控信號。

  優點:采用網絡視頻服務器作為監控信號上傳設備,有Internet網絡安裝上遠程監控軟件就可監看和控製。

  缺點:受網絡帶寬和速度的限製,隻能傳輸小畫麵、低畫質的圖像;每秒隻能傳輸幾到十幾幀圖像,動畫效果十分明顯並有延時,無法做到實時監控。不過我很看好網絡傳輸。

  4、雙絞線傳輸(平衡傳輸):也是視頻基帶傳輸的一種,將75Ω的非平衡模式轉換為平衡模式來傳輸的。是解決監控圖像1Km內傳輸,電磁環境複雜場合的解決方式之一,將監控圖像信號處理通過平衡對稱方式傳輸。

  優點是:布線簡易、成本低廉、抗共模幹憂性能強。

  缺點:隻能解決1Km以內監控圖像傳輸,而且一根雙絞線隻能傳輸一路圖像,不適合應用在大中型監控中;雙絞線質地脆弱抗老化能力差,不適於野外傳輸;雙絞線傳輸高頻分量衰減較大,圖像顏色會受到很大損失。

  5、共纜傳輸:視頻采用調幅調製、FSK數據調製等技術,將數十路監控圖像、伴音、控製及報警信號集成到“一根”同軸電纜中雙向傳輸。說白了就是有線電視網絡倒著走,完全是閉路電視的傳輸技術,很成熟,很實用。

  優點:充分利用了同軸電纜的資源空間,二十路音視頻及控製信號在同一根電纜中雙向傳輸、實現“一線通”;施工簡單、維護方便,大量節省材料成本及施工費用;頻分複用技術解決遠距傳輸點位分散,布線困難監控傳輸問題;射頻傳輸方式隻衰減載波信號,圖像信號衰減很小,亮度、色度傳輸同步嵌套,保證圖像質量達到4級以上國家標準;采用75Ω同軸非平衡方式傳輸使其具有非常強抗幹擾能力,電磁環境複雜場合仍能保證圖像質量。

  缺點:采用有線電視傳輸技術,是個接頭工程。對做監控的朋友來說有點跨行業,共纜傳輸主要在設計這塊,當然產品上也有層次。射頻的好多東西還是經驗很重要的,係統調試技術要求高,必須使用專業儀器。

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