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          HD-SDI數字高清監控系統解決方案(HD-SDI+視頻綜合平台+大屏)

          來源:本站   發布時間: 2018-10-10 14:26:43   瀏覽︰709次
          第 一 章 總體概述1 1 設計背景視頻監控作為安防系統的重要組成部分,以其直觀、方便、信息內容豐富而廣泛應用于各行各業。近年來隨著現代科學技術的發展,特別是網絡傳輸技術、傳感技術和計算機多媒體技術的

          第 一 章 總體概述

          1.1 設計背景

          視頻監控作為安防系統的重要組成部分,以其直觀、方便、信息內容豐富而廣泛應用于各行各業。近年來隨著現代科學技術的發展,特別是網絡傳輸技術、傳感技術和計算機多媒體技術的迅速提高,視頻監控系統已經由“看得見”向“看得清”全面轉變。同時,在某些應用場景下,用戶要求視頻圖像高保真無延時,“現場這一秒,就是顯示器上這一秒”。針對上述場景,海康威視從系統的先進性、可靠性、實用性、可擴展性等方面出發,推出了一套端到端的集前端采集、傳輸存儲、拼控上牆、應用管理于一體的數字高清監控系統解決方案。

          1.2 現狀分析

          制約了防控體系技術水平的提高,主要表現在以下幾個方面︰

          缺乏統一規劃、布點不均衡︰現有視頻圖像資源是各部門獨自建設,沒有經過科學、統一的規劃,基層單位在監控前端勘點和系統建設時也缺乏統一指導和協調,導致監控點分布不均衡、建設無序和重復等。

          視頻清晰度低、圖像質量差︰現有的視頻監控資源分辨率低,多以標清為主,整體視頻圖像質量差,夜間成像效果不理想,在一些重要場所無法看清人臉或車牌號碼,只能解決“看得見”,無法實現“看得清”,利用視頻圖像信息進行取證具有一定的困難,同時標清圖像也無法用于視頻环亚AG88国际分析研判,基本喪失了數據挖掘的可能性,大大降低了視頻資源的價值。

          視頻畫面不流暢、畫面延遲明顯︰用戶在預覽視頻圖像時,會經常出現卡頓現象,尤其是網絡環境差的系統,同時畫面存在延遲現象,嚴重影響用戶的業務應用。

          系統集成度低、管理效率低下︰監控系統涉及硬件模塊眾多,模塊間的高度耦合使得系統高度復雜化,設備佔用空間多且配置不靈活,使得管理效率低下,增加了故障節點的產生幾率。

          資源共享不足、深層應用少︰現有的視頻監控資源由于建設時缺乏統一的規劃和指導,沒有形成互聯互通、資源共享的信息化格局,各部門之間無法實現跨部門的視頻圖像共享。同時,現有的視頻圖像使用層次較低,只關注實時的視頻和存儲期限內的錄像信息,缺乏視頻資源的环亚AG88国际應用、綜合應用及深化應用,使大量的視頻資源得不到挖掘使用,影響了業務發展預見性,不能利用視頻信息有效提升業務管理水平。

          系統部署復雜︰現有系統編碼存儲、上牆、拼控等功能需要通過多種設備組合完成,多種設備組合需要佔用較多的機房空間、能耗等資源。

          對舊系統的整合程度不高︰新建視頻監控系統與原有系統之間難以融合,原有監控資源利用率低,造成資源浪費。

          1.3 需求說明

          統籌規劃、合理布點︰充分考慮各部門應用需求及總體布局的需要,統籌規劃視頻圖像監控系統的建設、應用、管理和維護。采取科學的監控點布建原則,對區內視頻監控系統實現精細化全面布局,對關鍵部位、死角盲區,要加大監控點部署密度,做到不留死角,實現對重點區域和部位的全覆蓋。

          清晰成像、全面高清︰全面采用高清視頻監控技術,實現視頻圖像信息的高清采集、高清傳輸、高清編碼、高清存儲、高清顯示,達到真正意義上的“高品質、全高清”,滿足各部門對高清視頻應用日益迫切的需求。

          非壓縮傳輸及顯示︰采用非壓縮的數字信號傳輸,同時采用數字信號直接顯示,減少了編碼和解碼環節的延遲,使前端到顯示的延遲時間可大大降低。

          系統高度集成︰降低系統的復雜度,能夠將解碼、拼控、上牆等設備有機地整合,發揮集成系統的優勢,有效降低能耗及維護成本,減少單點故障率,提高系統管理效率。

          資源共享、統一管理︰建立一套統一的視頻信息管理平台,為各部門提供視頻信息共享和調用服務。同時,所有資源由平台統一進行管理,提高運維效率。

          系統利舊︰從節省資源、降低成本的角度考慮,原有系統可充分利舊。

          1.4 設計原則

          本系統以“先進性、可靠性、實用性、經濟性、擴展性”為基本原則,具體如下︰

          先進性︰采用成熟、主流的設備構建系統,系統建設充分利用當前最新的視音頻、數據、網絡等技術,充分兼顧需求和技術的不斷變化,建設業內領先的高清視頻監控系統。

          可靠性︰系統硬件采用電信級的服務器及專業設備,對關鍵設備采取冗余備份措施,軟件采用模塊化、分層隔離的設計思想,確保整個系統長期穩定運行。

          實用性︰系統的設計突出應用,以現實需求為導向,以有效應用為核心,以技術建設與工作機制的同步協調為保障,確保系統能有效服務于用戶的工作需要。

          經濟性︰系統整體配置性能高,價格合理,建設成本和投入較低,同時方案考慮原有監控系統的利舊。

          擴展性︰系統采用業界主流的硬件設備,提供標準的協議,具有良好的兼容性和通用的軟硬件接口,可以全面兼容主流廠商的設備,並能為其他系統提供接口。

          1.5 設計依據

          本監控系統的建設依據國家相關法律規章、國家和行業相關標準、相關研究成果等資料進行規劃設計,具體如下︰

          1) HDcctv 1.0標準》

          2) 《移動圖像和電視工程師協會制定SMPTE 292M標準》

          3) 《以太網100BASE-T/1000 BASE-T標準》 IEEE802.3

          4) GB/T 13993.2-2002 通信光纜系統》

          5) 《安全防範視頻監控聯網系統信息傳輸、交換、控制技術要求》(GB/T 28181-2011

          6) 《安全防範工程技術規範》 GB50348-2004

          7) 《安全防範工程程序與要求》 GA/T75-94

          8) 《安全防範系統驗收規則》(GA308/2001

          9) 《安全防範系統通用圖形符號》(GA/T75-2000

          10) 《視頻安防監控系統技術要求》(GA/T367-2001

          11) 《民用閉路監控電視系統工程技術規範》(GB50198-94)

          12) 《工業電視系統工程設計規範》(GB 50115-2009

          13) 《視頻安防監控系統技術要求》GA/T3672001

          14) 《視頻安防監控系統工程設計規範》GB50395-2007

          15) 《安全防範系統雷電浪涌防護技術要求》(GA/T670-2006)

          16) 《信息技術開放系統互連網絡層安全協議》(GB/T 17963

          17) 《計算機信息系統安全》(GA 216.11999

          18) 《安全防範系統雷電浪涌防護技術要求》(GA/T 670-2006

          19) 《信息技術 安全技術 IT網絡安全》GB/T25068

          其他法律法規及標準。


          第 二 章 系統總體設計

          2.1 設計目標

          系統基于最前沿的視頻圖像處理技術、網絡傳輸技術和計算機信息技術,通過運用高清監控技術、業務系統集成技術等先進安防技術,實現全網調度、管理和應用,為用戶提供一套“高清化、低延時”的視頻圖像監控系統,最大程度實現現有監控應用系統的技術升級、應用升級和功能升級,滿足用戶在視頻圖像業務應用中日益迫切的需求。本方案主要實現以下目標︰

          建成統一的中心管理平台︰通過管理平台實現區域內統一的視頻資源管理,對解碼拼控設備、存儲設備等設備等進行統一管理,實現遠程參數配置和遠程控制;通過管理平台實現統一的用戶和權限管理,滿足系統多用戶的監控、管理需求,真正做到“坐陣于中心,掌控千里之外”。

          實現系統的高清化、低延時︰通過端到端的高清接入,不經過編解碼環節就直接進行上牆顯示,大大降低延時,為用戶提供更清晰更實時的圖像和細節,讓視頻監控變得更有使用價值。

          系統具備以下特征︰

          高可靠性、高開放性︰通過采用業內成熟、主流的設備來提高系統可靠性,尤其是錄像存儲的穩定性,另外系統可接入其他廠家的攝像機、編碼器、控制器等設備,能與其他廠家符合標準的平台無縫對接。

          高清化、低延時︰通過全高清HD-SDI數字非壓縮技術進行傳輸和顯示,實現視頻圖像的高清化、低延時。

          快速部署、及時維護︰通過采用高集成化、模塊化設計的設備提高系統部署效率,減少系統調試周期,系統能及時發現前端監控系統的故障並產生告警,快速響應。

          高度整合、充分利舊︰新建系統能與原有系統高度整合、無縫對接,能充分利用原有監控資源,避免前期投資的浪費。

          2.2 設計思路

          通過對XXXX項目視頻監控需求的調研分析,本方案的總體設計思路如下︰

          1) 充分掌握各單位、各部門視頻監控需求,科學合理地進行前端監控點位的布建,采用全高清HD-SDI數字非壓縮監控技術實現全天候、全高清、低延時、高質量的視頻監控;

          2) 數字高清非壓縮監控前端經光縴傳輸統一接入對應分控中心的視頻綜合平台,由視頻綜合平台完成視頻切換、控制、上牆、視頻編碼等一系列高清視頻應用功能。選用的視頻綜合平台應具備強大的交換能力,保證切換、控制的實時性,輸出的圖像為非壓縮原始圖像,保證了大屏顯示的圖像質量、清晰度和流暢性;

          3) 采用光縴級聯的方式,將分控中心的視頻綜合平台通過光縴級聯匯聚至總控中心的視頻綜合平台,同時視頻通過光縴以非編碼壓縮的方式傳輸給區縣/市局部署的視頻綜合平台,保證視頻的最小延遲、最高畫質;

          4) 采用分布式與集中式相結合的存儲模式,在分控中心存儲各自區域內的視頻,對于重要的視頻,集中備份到總控中心。對于存儲類型,可根據存儲容量需求,選擇NVR、CVR或者視頻雲存儲;

          5) 建立統一的視頻信息管理應用平台,實現對所有監控點位的接入管理,對所有存儲設備、視頻綜合平台的統一管理。

          6) 充分考慮原有系統利舊,實現新老系統的無縫對接,降低成本,減少資源浪費。

          2.3 總體結構設計

          本系統采用總控中心、分控中心兩級建設,系統物理拓撲如下圖所示︰

          圖1. 系統物理拓撲圖

          u 總控中心

          總控中心通過視頻信息管理應用平台,負責對整個系統的模塊及部件進行配置和管理。

          系統通過視頻綜合平台級聯技術、HD-SDI數字高清非壓縮技術、光縴傳輸技術,視頻圖像能夠不經編碼、解碼就在總控中心進行上牆顯示,保證了高清視頻圖像的低延時。

          總控中心配置存儲設備,負責對重要視頻的存儲和備份。

          u 分控中心

          分控中心負責對前端分散區域高清監控點的接入、存儲和顯示。

          系統通過HD-SDI數字高清非壓縮技術、光縴傳輸技術,視頻圖像能夠不經編碼、解碼就在分控中心進行上牆顯示,保證了高清視頻圖像的低延時。

          分控中心配置存儲設備(可根據需求選擇NVR、CVR或視頻雲存儲),負責對分控中心接入前端的視頻圖像存儲。

          u 監控前端

          主要負責各種音視頻信號的采集,通過部署HD-SDI高清攝像機,將采集到的信息不經壓縮就實時傳送至各個監控中心。

          前端接入可根據實際情況,選擇同軸電纜接入、同軸電纜+HD-SDI中繼器接入、光縴+HD-SDI光端機接入等幾種方式。

          u 利舊部分

          利舊部分包括模擬前端、網絡前端、編碼設備、平台等,根據不同情況,選擇不同的方式與現有系統進行整合。

          第 三 章 系統詳細設計

          3.1 監控前端設計

          前端采用HD-SDI數字高清攝像機,實現高清數據采集及低延時、無損耗的的遠程視頻傳輸,給用戶提供更優質的圖像效果、更豐富的監控價值。

          3.1.1 前端結構設計

          前端系統根據不同的監控點位選擇不同的部署方式,攝像機可選擇壁裝、吊裝、柱桿裝等安裝方式,不同安裝方式需選擇不同的配套件,同時根據不同應用場景可選擇防雷器、LED補光燈等配套設備。

          對于室外柱桿裝的前端攝像機,其部署結構如下圖所示︰

          圖2. 前端系統部署結構圖

          3.1.2 前端攝像機

          本系統前端采用HD-SDI數字高清攝像機,相比普通攝像機具有明顯的技術優勢︰

          1) 數字高清攝像機采用百萬像素級別傳感器,能獲得更多的視頻信息,實現1920×1080甚至更高的視頻圖像分辨率;

          2) 采用HD-SDI高清接口傳輸數字高清視頻信號,實現高清、低延時、無損耗的遠程視頻傳輸;

          3) 攝像機支持雲台轉動、變倍變焦的操作,對于某些特殊場景設計支持遠距離紅外燈補光;

          4) 攝像機支持高清25/秒及以上視頻信號采集,保證視頻的連貫性。

          3.1.3 配套設施

          3.1.3.1 支架及立桿

          監控點根據現場實際情況,可采用立桿安裝、抱箍安裝、壁掛安裝以及吊桿安裝等方式。其中抱箍、壁掛支架以及吊桿支架有成套產品,根據現場選擇符合要求的產品即可。

          室內攝像機的安裝固定,根據攝像機型號和現場情況可采用壁裝、吊裝等多種形式的安裝支架,安裝高度不低于2.5m。

          安裝在室外的攝像機,當可借助建築物附著安裝時,選用相應的安裝支架來安裝;若無合適的建築物供附著安裝,則需要選用視頻監控專用立桿,安裝高度應不低于3.5m。

          3.1.3.2 室外機箱

          室外攝像機的供電、信號等需要在室外進行匯集,需用專用的防水箱進行端接。端接箱內部安裝架的設計充分考慮設備的安裝位置,同時具有防雨、防塵、防高溫、防盜等功能。不便于在立桿上部安裝設備箱的,在地面設置設備機櫃,其設計按照相關的規範標準執行,同時應具有防塵、防雨、防破壞等功能。

          3.1.3.3 補光設備

          在攝像監控中,為了使夜間得到正常的監控圖像,可選擇采用一定的補光措施。補光燈的光源通常有LED、金鹵燈、高壓鈉、白熾燈、氙氣燈(HID)等。

          3.1.3.4 防雷接地

          對前端供電和控制部分,需要采取有效的避雷接地措施,充分保障前端的穩定性和可靠性。

          前端監控的防雷接地主要從以下三個方面進行︰

          Ø  直擊雷防護

          在直擊雷非防護區的每個視頻監控點均配置預放電避雷針,安裝于監控點立桿頂部。提前預放電避雷針利用雷雲電場周圍電場強度向針尖發射高壓脈沖特性,提前一定的時間引導雷電放電,不至于使局部雷雲電荷積累形成過大的雷擊強度,降低監控點雷擊接閃強度和電子設備雷擊電磁脈沖強度,提高了室外監控點的保護裕度。

          Ø  供電設施的雷擊電磁脈沖防護

          電源防雷系統主要是防止雷電波通過電源對前端設備造成︰。為避免高電壓經過避雷器對地泄放後的殘壓或因更大的雷電流在擊毀避雷器後繼續毀壞後續設備,以及防止線纜遭受二次感應,本系統對前端室外防水箱220V電源進線以及室外防水箱到攝像機的低壓電源線路進行避雷接地。220V電源進線避雷標稱放電電流不小于10KV,接地線纜建議不小于6mm2。

          Ø  均壓等電位連接技術

          等電位連接是將正常不帶電(或不帶信息)的、未接地或未良好接地的設備金屬外殼、電纜的金屬外皮、金屬構架、金屬管線與接地系統作電氣連接,防止在這此物件上由于感應雷電高壓或接地裝置上雷電入地高電位的傳遞造成對設備內部絕緣、電纜芯線的反擊。監控點設備(含電源避雷器、控制信號避雷器)宜采用單點接地方式實現等電位連接,獨立接地電阻小于10Ω。

          3.1.3.5 前端供電

          系統前端設備視工程實際情況,可采用集中供電或分散式供電,重要點位應配備相應的備用電源裝置。

          集中式供電︰適用于前端監控點在一個區域內相對比較集中的情況。從附近的供用電低壓台區設搭火點,引到路徑最近或施工最便捷的前端監控點,此監控點的電源提供給附近其他監控點以掛葫蘆的方式取電。采用集中供電具有電源質量相對穩定,產權分界明晰和易于維護的優點,也是前端感知系統主要采用的供電方式。

          分散式供電︰在前端設備的安裝位置附近接取電源。適用于較分散的前端監控點供電,以及無法提供集中供電條件的現場安裝環境。在這種供電方式下,電源供應的質量較差,維護比較困難,是無法集中供電的情況下采取的供電方式。

          3.1.3.6 傳輸線路

          信號線布線須做屏蔽處理,電源線采用埋地布線。

          布線必須遠離其它電源線路,以防其它未作防雷的線路上的感應雷對信號線路產生二次感應。

          采用通信管道或架空方式時,應注意傳輸線纜與其它線路的最小間距和與其它線路共桿架設的最小垂直間距。為避免首尾端設備損壞,在使用架空線傳輸時,應在每一支撐桿上做接地處理,架空線纜的吊線和架空線纜線路中的金屬管道均應接地。中間放大器輸入端的視頻信號源和控制信號源均應分別接入合適的防雷器。

          傳輸線埋地敷設也並不能完全阻止雷擊設備的發生,所以采用帶屏蔽層的線纜或線纜穿鋼管埋地敷設,保持鋼管的電氣連通。如電纜全程穿金屬管有困難時,可在電纜進入終端和前端設備前穿金屬管埋地引入,但埋地長度不得小于15米,在入戶端將電纜金屬外皮、鋼管同防雷接地裝置相連。

          3.1.4 適用場景

          前端攝像機選型應根據不同應用場景的不同監控需求,選擇不同類型或者不同組合的攝像機,保證監控區域內的無盲區、全覆蓋,以達到最優的視頻監控效果。

          3.1.4.1 室內場景

          Ø 室內通道場景

          樓梯、走廊、電梯、出入口等室內固定點監控場景,由于夜晚光線較弱,推薦采用130/200HD-SDI數字高清紅外半球或筒機;大廳等出入口外部夜晚光線較弱,推薦采用130/200HD-SDI數字高清紅外筒機。


          出入口監控效果示例圖

          Ø 室內大型場景

          地下停車庫、室內籃球場、大型辦公區域、倉庫、酒店大堂等大型室內場景,白天或夜晚光線都較弱,推薦采用130/200HD-SDI數字高清紅外球機,可上下左右旋轉並對遠處細節進行變倍放大,定點監控推薦使用130/200HD-SDI數字高清紅外筒機;地下停車庫等出入口如果要看車牌,推薦使用130/200HD-SDI數字高清槍機+護罩+補光燈的方式;(按現場具體環境,如果需要防水防塵,需選用支持IP66的室外護罩,如果無需防水防塵,可直接選用室內護罩或不加護罩的方式。

          注意︰如有逆光環境,如大堂內部安裝的對準大門口或前台等場景下,需要攝像機具備寬動態功能。

          Ø 室內小型區域

          會議室、獨立辦公室、資料室等小型室內區域,分塊監控推薦使用隱蔽美觀的130/200HD-SDI數字高清紅外半球產品。

          3.1.4.2 室外場景

          Ø 室外大場景

          大場景的應用場景主要為具有開闊視野和需要大範圍呈現監控畫面的場景,如機場跑道、停機坪、廣場、火車站台、碼頭、港口等,可應用300HD-SDI數字高清球機,可控制雲台鏡頭進行變焦和轉動,查看區域性全景目標。

          Ø 路面監控

          推薦采用130/200HD-SDI數字高清球型產品來對大範圍監控區域進行監控;室外路面面固定點推薦采用130/200/300HD-SDI數字高清槍型攝像機,滿足在覆蓋範圍內看清過往行人、車輛的行為特征和體貌特征。在重要監控區域推薦采用帶有自動跟蹤功能的HD-SDI數字高清环亚AG88国际球機,對進出人員進行自動跟蹤。

          攝像機要達到IP66的防護等級,避免在雨天等環境下因為雨水或灰塵的進入;在晚上光線不足的環境下推薦采用超低照度功能或紅外功能的HD-SDI數字高清槍機,保障夜晚等光線不足環境下的監控圖像質量。

          路面可控點監控效果示例圖

          Ø 制高點監控

          制高點監控的場景主要為在樓頂、塔頂、山頂等制高點處對所在範圍內的整體的、大範圍的監控,推薦采用130/200/300HD-SDI數字高清环亚AG88国际球型攝像機,或采用HD-SDI數字高清槍型攝像機加大倍率的電動鏡頭配合支持雲台控制的一體化雲台,電動鏡頭的焦距根據實際監控範圍確定選配。設備需支持實時透霧功能,以應對各種復雜環境下的實時監控,同時攝像機要達到IP66的防護等級,避免在雨天環境下因設備進水而導致設備損壞或影響監控質量。

          制高點監控遠景效果示例圖

          3.2 傳輸網絡設計

          傳輸網絡包含傳輸部分和網絡部分,傳輸部分主要負責數字高清視頻信號的實時傳輸,網絡部分主要負責網絡高清視頻信號的傳輸。

          3.2.1 傳輸網絡結構設計

          網絡總體結構設計如下圖所示︰

          圖3. 網絡總體結構拓撲圖

          u 傳輸部分︰數字高清級聯網絡

          數字高清級聯網絡包括以下兩部分︰遠距離的高清監控前端到分控中心、分控中心到總控中心。系統設計中,可自建光縴網絡,也可租用運營商裸光縴通道,配置視頻綜合平台來完成數字信號從前端到分控中心、從分控中心到總控中心的視頻傳輸和交換。

          分控中心到總控中心的數字帶寬可根據前端數量的20%來估算。

          u 網絡部分︰網絡高清視頻傳輸專網

          網絡高清視頻傳輸專網是指通過編碼壓縮後的以太網視頻信號傳輸網絡,主要包括分控中心接入交換機到總控中心核心交換機之間的網絡。系統設計中,可自建光縴網絡,也可租用運營商網絡,進行網絡信號的視頻傳輸和交換。

          分控中心到總控中心的網絡帶寬可根據前端數量的20%來估算。

          u 數據流向

          實時視頻流︰未經壓縮編碼,從前端到分控中心的視頻綜合平台,再到分控中心的大屏進行顯示;未經壓縮編碼,從前端到分控中心的視頻綜合平台,再到總控中心的視頻綜合平台,再到總控中心的大屏進行顯示。

          存儲流︰從前端到分控中心的視頻綜合平台,經過視頻綜合平台編碼後,到分控中心的接入交換機,再到分控中心的存儲設備進行存儲。

          回放流︰從分控中心的存儲設備,到接入交換機,到分控中心的視頻綜合平台,經過視頻綜合平台解碼後,進行上牆顯示;從分控中心的存儲設備,到接入交換機,再到核心交換機,再到總控中心的視頻綜合平台,經過視頻綜合平台解碼後,進行上牆顯示;

          備份流︰從分控中心的存儲設備,到接入交換機,再到核心交換機,再到總控中心的存儲設備進行存儲。

          3.2.2 傳輸設計

          3.2.2.1 傳輸基本要求

          SDI是串行數字接口(Serial Digital Interface)是符合SMPTE(運動圖像和電視工程師協會)標準的基帶數字視頻信號通過一條電纜進行傳輸的技術。

          1)高清串行數字(HD-SDI)信號在同軸電纜的傳輸距離小于100m,如果需要傳輸更長的距離,需要使用中繼器或者選擇光縴介質。

          2HD-SDI規格

          HD-SDI是根據SMPTE 292M,在1.485Gb/s,1.485/1.001Gbps的信號速率條件下傳輸的接口規格。該規格規定了數據格式、信道編碼方式、同軸電纜接口的信號規格、連接器及電纜類型與光縴接口等。

          3.2.2.2 傳輸結構

          HD-SDI視頻監控系統的接入按照傳輸距離來選擇傳輸模式,比如短距離傳輸可使用同軸電纜,遠距離傳輸則考慮使用光縴線路並配套光端機。

          3.2.2.2.1 模式一︰同軸電纜傳輸

          模式一應用于短距離的視頻傳輸,HD-SDI視頻信號通過同軸線纜傳輸的理論數值是100米。可是在實際工程應用中從前端攝像機上輸出的HD-SDI視頻信號,在使用普通視頻同軸線纜傳輸時,距離一般不超過100米(因線材質量和環境影響導致實際距離與理論距離有偏差,實際項目應用中可使用SYV75-5同軸電纜,標準上是使用RG5975歐姆同軸電纜RG6)。

          視頻同軸電纜需采用SYV75-5-1或更高標準,最低規格要求︰

          u 75Ω阻抗;

          u  全銅單芯導線;

          u 128編,銅包鋁箔屏蔽層;

          傳輸拓撲結構如下圖所示︰

          圖4. 同軸電纜傳輸結構示意圖

          3.2.2.2.2 模式二︰同軸電纜+HD-SDI中繼器傳輸

          模式二的應用于實際工程場景傳輸距離大于100米,這時可以應用HD-SDI中繼器,每台中繼器大約可以再延長傳輸距離150米(即實現220米左右的傳輸)。

          HD-SDI中繼器是專用于高清數字分量串行接口(HD-SDI)信號延長傳輸距離的產品。支持所有的SDI格式,如SMPTE-292M1.485Gb/s,1.485/1.001Gbps)。通常是1HD-SDI接口輸入,1HD-SDI輸出。

          傳輸拓撲結構如下圖所示︰

          圖5. 同軸電纜+SDI中繼器傳輸結構示意圖

          3.2.2.2.3 模式三︰光縴+HD-SDI光端機傳輸

          模式三主要是應用于遠距離傳輸場景,通過光縴鏈路來傳輸無壓縮的視頻信號。

          通過使用光縴+HD-SDI光端機的方式,可以實現最遠達幾十公里的傳輸。(根據項目需要,還可以選擇帶有音頻傳輸功能的光端機)。

          選擇光縴傳輸介質的優勢︰

          u  不受電磁干擾;

          u  不需要接地環路;

          u  重量輕、線徑。 虼舜蟠蠹跣×訟呃縷躺枵加玫目佔洌

          u  利用波分復用技術,用一條光縴可進行多信道傳輸;上下行數據傳輸很方便(易于系統擴展);

          u  光傳輸可以滿足未來發展的需要。

          傳輸拓撲結構如下圖所示

          圖6. 光縴+HD-SDI光端機傳輸結構示意圖

          3.2.3 網絡設計

          3.2.3.1 VLAN規劃

          VLAN就是虛擬局域網,隨著視頻專網中用戶和終端設備大規模接入,網絡廣播的流量呈幾何級數量增多,通過VLAN技術,把一定規模的用戶和終端歸納到一個廣播域當中,從而限制視頻專網的廣播流量,提高帶寬利用率。

          每一個VLAN在數據轉發時,可以二層和三層方式實現數據轉發 ,二層VLAN 技術能將一組用戶歸納到一個廣播域當中,從而限制廣播流量,提高帶寬利用率。三層VLAN 是基于IP協議,一組用戶歸納到一個網段內,通過網關與別的組進行交換。

          在網絡用戶VLAN規劃方面,一般可根據視頻用戶、前端設備、後台設備等所屬的部門,以及具體的網絡應用權限來劃分。在具體VLAN規劃中,應合理規劃每一個VLAN中實際用戶數量。

          一般規劃VLAN資源參考如下幾個做法︰

          1) VLAN1在所有設備上不啟用三層接口地址,不使用VLAN1承載實際業務或者作為網管VLAN。

          2) 全網每台設備的網管VLAN可以使用同一個,方便設備預配置與日常管理。

          3) AG环亚娱乐一般建議按照每個區域進行VLAN資源的劃分,所有網絡設備使用的VLAN均遵從所在區域的VLAN規劃。

          4) 盡管在不同的匯聚設備上使用相同的VLAN並不沖突,但是不允許這樣的做法,會對後期的維護和故障的排除造成很大的困難。

          5) 如果建設網絡所使用的設備不能直接在端口上配置互聯用的IP地址,需要綁定相應的VLAN的話,還需要單獨劃分出來一大段VLAN資源用于設備互聯,強烈建議全網設備互聯用VLAN按照鏈路去劃分,每條鏈路使用一個互聯VLAN。

          注︰交換機中標記VLAN的數據長度是12位,所以VLAN取值範圍是0~4095,通常04095是系統保留,1通常是交換機的默認VLAN號。

          3.2.3.2 網絡IP地址規劃

          IP地址的合理分配是保證網絡順利運行和網絡資源有效利用的關鍵,要充分考慮到地址空間的合理使用,保證實現最佳的網絡地址分配及業務流量的均勻分布。

          IP地址空間的分配與合理使用與網絡拓撲結構、網絡組織及路由有非常密切的關系,將對網絡的可用性、可靠性與有效性產生顯著影響。因此在對網絡IP地址進行規劃建設的同時,應充分考慮本地網對IP地址的需求,以滿足未來業務發展對IP地址的需求。

          IP地址規劃原則︰

          1) 唯一性︰一個IP網絡中不能有兩個主機采用相同的IP地址;這就需要選擇一個足夠大的IP地址範圍,不但能夠滿足現有的需要,同時能夠滿足未來網絡的擴展。兩個不同網絡互聯時應避免使用同一網段IP地址,以免造成IP地址沖突。

          2) 簡單性︰地址分配應簡單易于管理,降低網絡擴展的復雜性,簡化路由表項。

          3) 連續性︰連續地址在層次結構網絡中易于進行路徑疊合,大大縮減路由表,提高路由算法的效率;IP地址分配既要考慮到擴充,又要能做到連續。

          4) 可擴展性︰地址分配在每一層次上都要留有余量,在網絡規模擴展時能保證地址疊合所需的連續性。

          5) 靈活性︰地址分配應具有靈活性,以滿足多種路由策略的優化,充分利用地址空間。

          3.2.3.3 網絡傳輸帶寬要求

          考慮到網絡傳輸過程及其它應用的開銷,鏈路的可用帶寬理論值為鏈路帶寬的80%左右,為保障視頻圖像的高質量傳輸,帶寬使用時建議采用輕載設計,輕載帶寬上限控制在鏈路帶寬的50%以內。

          1) 總控中心與分控中心之間的視頻傳輸網絡應滿足視頻調用需求,建議帶寬需達到千兆以上;

          2) 中心網絡設備滿足服務器、存儲設備接入帶寬需求,傳輸帶寬至少達到千兆以上;

          3) 辦公桌面帶寬建議達到百兆以上;

          結合項目實際需求,網絡帶寬規劃可做相應調整。

          3.3 分控中心設計

          分控中心負責數字高清前端的接入、存儲、顯示,同時通過數字高清傳輸網絡、網絡高清視頻傳輸網絡將視頻信息傳輸到總控中心,分控中心系統結構如下圖所示︰

          圖7. 分控中心系統結構圖

          1) 數字高清視頻系統接入

          HD-SDI數字高清前端進行圖像采集,通過多種方式將視頻信號接入視頻綜合平台。

          2) 數字高清視頻信號顯示

          前端數字高清信號接入分控中心視頻綜合平台,通過視頻綜合平台內部交換後,通過輸出業務板進行輸出(可采用DVI、HDMI等多種接口輸出),投送至分控中心的拼接電視牆大屏進行顯示。視頻綜合平台支持1、4、9、16等多種畫面分割顯示模式,單台支持112塊屏幕任意拼接,另外視頻綜合平台還支持拼開窗、漫游、疊加、縮放、半透明等大屏控制功能。

          3) 高清視頻錄像

          視頻綜合平台通過將接入的SDI數字高清信號進行標準H.264編碼壓縮,形成網絡高清視頻信號,然後通過設備自帶網口接入監控專用網絡中,視頻存儲設備通過網絡可以實現對監控網絡內的所有圖像進行集中錄像。

          視頻存儲設備可根據實際情況及需求進行選擇,對于100路以下規模的場景,建議選擇NVR100路以上、1000路以下規模的場景,建議選擇CVR1000路以上規模的場景,建議選擇視頻雲存儲。

          每個前端存儲總容量(GB)=【視頻碼流大小(Mbps)×60秒×60分×24小時×存儲天數/8/1024

          圖像分辨率

          碼流

          錄像大小

          1天(G

          錄像大小

          15天(G

          錄像大小

          30天(G

          4CIF

          2Mbps

          21.09

          316.41

          632.82

          720P

          2Mbps

          21.09

          316.41

          632.82

          1080P

          4Mbps

          42.18

          632.82

          1265.64

          4) 顯示主機信號顯示

          通過將顯示主機接入視頻綜合平台,可以將顯示主機上的視頻信號投放到大屏上。

          5) 網絡鍵盤管理

          網絡鍵盤通過TCP/IP接口與視頻綜合平台相連,方便監控管理人員通過鍵盤控制視頻綜合平台將前端監控圖像切換上牆顯示。

          6) 監控管理終端管理

          通過監控管理終端,可對系統進行配置和管理,同時也可通過終端進行視頻預覽和回放。

          7) 與總控中心數字高清級聯

          視頻綜合平台可以通過光縴級聯板與總控中心的視頻綜合平台進行級聯,實現將非編碼壓縮的數字高清信號直接傳送至總控中心。

          8) 與總控中心網絡高清聯網

          分控中心接入交換機可通過網絡高清視頻傳輸網絡與總控中心核心交換機聯網,實現將經過編碼壓縮的網絡高清視頻信號從分控中心轉送至總控中心。

          3.4 總控中心設計

          總控中心負責對所有前端進行統一管理,同時對重要監控點位進行上牆顯示,總控中心系統結構如下圖所示︰

          圖8. 總控中心系統結構圖

          1) 數字高清視頻信號顯示

          分控中心的數字高清信號,通過光縴級聯板傳送到總控中心的視頻綜合平台,進行視頻綜合平台內部交換後,通過輸出業務板進行輸出(可采用DVI、HDMI等多種接口輸出),投送至總控中心的拼接電視牆大屏進行顯示。視頻綜合平台支持1、4、9、16等多種畫面分割顯示模式,也支持2*2、2*3等多種大屏拼接顯示模式,另外視頻綜合平台還支持拼開窗、漫游、疊加、縮放、半透明等大屏控制功能。

          2) 系統集中管理

          在總控中心構建視頻信息管理應用平台,可以實現對接入監控網絡的所有設備進行集中管理,包括設備健康度巡查、設備權限管理、接入用戶的權限管理、控制優先級管理等。

          3) 高清視頻回放

          通過視頻信息管理應用平台,總控中心可以對各分控中心的存儲設備進行遠程控制,同樣也支持對存儲設備中的錄像文件進行遠程回放、下載和備份等操作。

          監控錄像的回放可以通過監控客戶端來完成,可以進行單幀回放、1/16、1/8、1/4、1/2、常速、2X、4X、8X等多種回放模式,同時還支持將回放畫面投送至監控大屏進行顯示的功能。

          4) 高清視頻備份

          通過視頻信息管理應用平台,總控中心可以對分控中心的重要視頻進行集中備份,備份數據流通過視頻傳輸專網從分控中心到達總控中心。

          5) 顯示主機信號顯示

          通過將顯示主機接入視頻綜合平台,可以將顯示主機上的視頻信號投放到大屏上。

          6) 網絡鍵盤管理

          網絡鍵盤通過TCP/IP接口與視頻綜合平台相連,方便監控管理人員通過鍵盤控制視頻綜合平台將前端監控圖像切換上牆顯示。

          7) 監控管理終端管理

          通過監控管理終端,可對系統進行配置和管理,同時也可通過終端進行視頻預覽和回放。

          8) 與分控中心的數字高清級聯

          總控中心的視頻綜合平台通過與分控中心視頻綜合平台的級聯,實現分控中心非編碼壓縮的數字高清信號接入。

          9) 與分控中心的網絡高清聯網

          通過將總控中心核心交換機接入視頻傳輸專網,實現分控中心網絡高清視頻信號的接入。

          3.5 HD-SDI高清改造設計

          采用HD-SDI數字高清技術將原有模擬監控系統平滑升級為高清視頻監控系統時,需根據系統各個部分的情況進行針對性改造,現將各部分的改造策略說明如下︰

          1) 前端攝像機

          前端攝像機的改造只需將原有模擬攝像機采用HD-SDI攝像機進行替換即可,即插即用,替換時無需繁瑣的配置操作。建議替換的攝像機主要包括以下幾種情況︰

          u  攝像機清晰度達不到客戶應用需求;

          u  攝像機已經達到或者超過使用年限;

          u  攝像機已經損壞且維修成本較大;

          u  前端設備供應廠家已經不存在、或者相應型號已經停產並沒有售後服務。

          2) 傳輸線纜

          HD-SDI 高速數字串行傳輸系統對同軸線纜的選擇要苛刻得多,所有傳送的數據如果不能被完整和可靠地傳送過去,都可能不斷造成數秒鐘的黑屏。所以在HD-SDI 傳輸系統中,如果傳輸系統可靠,圖像將無任何損傷和細節的丟失;如果傳輸系統不可靠,都會造成黑屏、圖像不穩定等重大事故。HD-SDI對傳輸線纜規格及所能支持的傳輸距離說明如下表所示,對于不滿足要求的線纜需要改造,對于超過以下距離的(HD-SDI攝像機到光端機或HD-SDI攝像機到視頻綜合平台的距離),需要增加HD-SDI傳輸中繼器。

          同軸電纜規格

          720p

          1080p

          SYV75-3

          75米左右

          100

          SYV75-5

          100米左右

          150

          3) BNC接頭

          模擬監控所用的 BNC 頭以及連接方式不能適用于 HD-SDI 數字高速串行傳輸,無法提供可靠的屏蔽和較低的衰減。每個 BNC 的連接都會帶來信號的衰減和降低抵抗干擾的能力,因此對于HD-SDI監控系統,需要選擇專用的BNC接頭,對原有BNC接頭進行改造。

          4) 光端機

          采用HD-SDI光端機對原有模擬光端機進行等位替換,包括發送端和接收端的光端機。

          5) 模擬矩陣

          原有模擬矩陣無法滿足高清視頻信號的處理和顯示需求,為了實現高清視頻信號的編碼、解碼、內部交換和拼控上牆,需在監控中心新建視頻綜合平台,模擬矩陣的改造有兩種方案︰

          Ø  徹底改造

          將利舊模擬前端攝像機接入視頻綜合平台,原有模擬矩陣可不再使用,利用視頻綜合平台的模擬矩陣功能模式實現視頻信號快速切換上牆顯示,本方案系統調試難度較低。

          Ø  整體利舊

          利舊模擬前端攝像機仍保持接入模擬矩陣,將模擬矩陣接入視頻綜合平台並進行聯調,實現模擬系統的整體利舊,本方案通常需要第三方廠家開放相關接口,系統調試難度大、周期長。

          6) 存儲設備

          原有存儲設備除了需要滿足高清視頻信號的輸入、存儲、輸出之外,還應滿足攝像機清晰度提升後的存儲空間需求,原有存儲系統往往使用年限過久,無法滿足以上要求,建議將存儲系統全部進行改造,建議改造後的存儲系統選擇NVR、CVR、視頻雲存儲等,因為HD-SDI數字高清信號經過視頻綜合平台統一編碼後,成為網絡高清信號,網絡視頻采用以上幾種形式的存儲更簡單、更高效。

          7) 拼控設備

          視頻綜合平台已經集成了強大的拼控功能,單台設備最多可支持112塊屏的拼接,原有拼控設備可不再使用。

          8) 拼接大屏

          拼接大屏可根據客戶需求及實際情況進行利舊或改造;大屏需支持以下高清視頻接口︰HDMI、VGA、DVI等,線纜應采用相應高清視頻線纜。

          9) 其他

          顯示設備、監控管理終端、線纜等。

          3.6 系統利舊

          為了節約整體投資成本,更好地利用原建系統的資源,本方案考慮對原有系統進行利舊設計。

          3.6.1 系統利舊整體設計

          系統利舊主要包括模擬監控系統或者網絡監控系統如何接入到新建系統。具體設計從以下幾個方面考慮︰

          1) 原有模擬監控系統利舊︰前端模擬設備接入新建視頻綜合平台的方式;

          2) 原有網絡監控系統利舊︰前端編碼設備接入新建平台的方式;

          3) 原有網絡監控系統利舊︰原平台和新建平台進行對接的方式;

          4) 對于前端設備已經使用年限在5年以上的或者前端設備供應廠家已經不存在、或者相應型號已經停產並沒有售後服務的,建議更換設備。

          3.6.2 模擬監控系統接入設計

          模擬監控系統一般都是采用模擬攝像機,通過裸光縴接入監控中心,監控中心將接入的視頻一分二,一路接入矩陣,一路接入DVR存儲。矩陣負責視頻的切換、上牆顯示,同時可以與上級矩陣級聯;DVR負責視頻存儲,同時可以與上級單位聯網,便于調取錄像。

          為了原系統最大程度利舊,現將原有模擬矩陣接入視頻綜合平台,實現視頻資源的利舊整合。視頻綜合平台可以通過矩陣接入網關,接入市面上主流廠家的矩陣,確保模擬視頻的調用、控制等。DVR存儲資源通過SDK等方式接入現有的應用管理平台,如果原先為海康DVR,則不存在兼容性問題,直接接入使用;如果為其他廠家DVR,那麼需要第三方廠家提供相應的SDK,以供平台開發對接使用。

          以上為模擬監控系統利舊整合的模式,具體結構如下圖︰

          圖9. 模擬監控系統利舊結構圖

          原視頻矩陣和新建系統視頻綜合平台之間可以通過矩陣接入網關進行對接,矩陣接入網關相當于是原有模擬矩陣和視頻綜合平台之間通訊的橋梁,實現通信協議的轉換和傳遞,而具體的模擬視頻是通過專門的視頻通道進行傳輸。

          視頻綜合平台可兼容模擬矩陣,通過矩陣接入網關實現模擬矩陣和新建系統的無縫對接,有效保護用戶原有投資。整個系統可以滿足用戶對模擬矩陣、視頻綜合平台的互聯互控,可實現二者之間的互相調用。視頻綜合平台通過矩陣接入網關支持派爾高、紅隻果、博世、博康、英飛拓、霍尼韋爾等多個廠家的模擬矩陣設備的接入,系統架設快速,不影響用戶日常業務。

          3.6.3 網絡監控系統接入設計

          網絡監控系統目前的主流方式是前端采用IPC或者DVR等編碼設備,通過IP網絡,將前端設備接入到統一的視頻管理平台,通過平台對前端編碼設備進行統一管理,實現網絡化的視頻監控。網絡監控系統利舊主要包括兩種情況,一種是前端編碼設備接入現有的新建網絡,同時通過SDK方式接入現有平台;另外一種情況是通過平台對接的方式實現整合利舊,但需要符合一定的平台對接標準。

          系統結構圖如下所示︰

          圖10. 網絡監控系統利舊結構圖

          1) 前端接入模式

          網絡監控系統包括DVR、DVS、IPC等編碼設備,這些編碼設備通過SDK方式接入現有的視頻信息管理應用平台。如果原先設備為海康設備,則不存在兼容性問題,可直接接入;如為其他廠家的編碼設備,則需第三方廠家提供相應的SDK,以供平台對接開發。本章節考慮到視頻圖像的接入,由于錄像資源利舊接入相對復雜,這里暫不考慮。

          2) 平台對接模式

          對于原有平台功能模塊相對較為完整的,前端設備數量較多,可以通過平台對接的模式和新建平台進行對接,最終對原視頻監控系統進行利舊。原平台與新建平台通過聯網網關進行對接,若原平台符合相應的標準,平台對接相對容易實現;若原平台是非標準平台,需開放相應接口。


          第 四 章 系統功能

          4.1 拼控上牆功能

          1) 預覽上牆

          通過大屏客戶端將指定的視頻通道投放到指定監控器/大屏,可以單畫面或多畫面顯示實時視頻圖像;支持多畫面顯示方式;支持實時視頻上牆的同時進行預覽,同時在樹節點的監控點能夠顯示預覽圖標。

          2) 拼接開窗

          支持對監控屏拼接、開窗、漫游。支持漫游疊加、任意開窗與跨屏顯示。

          3) 場景切換

          根據指定的監控點上牆到大屏不同位置可以建立場景並保存,只需切換到指定場景即可實現不同監控點切換到大屏指定位置的功能。

          4) 輪巡預案

          輪巡預案是指在一個區域自動輪流播放多個監控點畫面;包含單場景輪巡與多場景輪巡;單場景輪巡表示在一個場景中輪巡預覽多個監控點;多場景輪巡表示多個場景之間切換預覽。

          5) 回放上牆

          將查詢到的錄像在大屏上播放的功能;支持1、4、9、16 畫面等不同畫面的顯示方式;支持在拼接、漫游的場景下進行回放上牆。

          6) 報警聯動上牆

          接收到報警後可以自動聯動預先定義的關聯監控點視頻在大屏上顯示;支持1、4、9、16 畫面等不同畫面的顯示方式;支持在拼接、漫游的場景下進行報警上牆,已配置聯動的報警事件,在樹節點上顯示不一樣的圖標,便于用戶查看和編輯。

          拼控上牆界面圖

          4.2 基礎應用功能

          1) 實時圖像的瀏覽

          通過C/S客戶端和WEB瀏覽器,可以單畫面或多畫面顯示實時視頻圖像;支持不同畫面的顯示方式︰1、4、6、9、16畫面等方式;還可以支持6、7、8、10、13、14、17、22、24、25畫面多種規格畫面的組合顯示方式;;能夠實現對前端雲台鏡頭的全功能遠程控制;具備圖像自動輪巡功能,可以用事先設定的觸發序列和時間間隔對監控圖像進行輪流顯示等。

          實時圖像預覽界面圖

          2) 錄像回放與下載

          n  錄像回放

          支持單畫面、4畫面、單進、單退、快進(1/2/4/8倍數)、剪輯、抓幀、下載等;在回放的過程中可以圖像的電子放大功能,支持常規回放、分段回放、事件回放、即時回放等多種回放方式,支持錄像回放電子放大,可以對某區域的圖像畫面進行放大,放大到整個窗口,支持單通道剪輯和多通道一鍵剪輯,並將剪輯文件保存在本地。

          n  錄像下載

          支持錄像的批量下載;支持多種備份方式,選擇本地備份則保存在本地文件,選擇刻盤備份則保存在刻錄的光盤里,選擇ftp上傳備份則會上傳到指定ftp服務器的指定目錄里;備份速度與同時開啟備份通道數可以根據用戶不同的需求自主配置;支持動態加載刻錄機。

          錄像下載界面圖

          3) 電子地圖應用

          支持多張地圖顯示,且支持多屏顯示;可以在導航圖上點擊可以將當前窗口顯示的地圖顯示中心快速切換到點擊所指定的位置;支持在地圖上彈出視頻窗口,對監控點的實時圖像進行瀏覽;報警時有警示的波動閃爍提示,並支持報警源相關信息的顯示;支持地圖所有元素的快速、︰閹鞫ㄎ。

          電子地圖應用界面圖

          4) 語音對講

          語音對講功能包括用戶與用戶的語音對講功能,用戶與設備的對講廣播功能,可實現監控中心之間的語音對講,實現監控中心和前端單一設備或多台設備進行語音對講或語音廣播。

          語音對講界面圖

          5) 報警接收

          接收到報警後可以自動聯動預先定義的關聯監控點視頻在客戶端與大屏上顯示;可同時收到多個報警信息時,能夠按照警情級別優先顯示,同級別報警排隊顯示,值班人員可以輸入處警信息、警情確認人信息並保存;所有報警信息自動保存到數據庫,可以統計、查詢和打。 梢醞   錄醇燜髀枷褡柿。

          報警接收界面圖

          6) 日志查詢

          日志查詢功能包括配置日志、操作日志、報警日志、設備日志以及工作記錄查詢等,可以對各業務在統一界面進行查詢統計。

          日志查詢界面圖

          4.3 基礎管理功能

          1) 設備資源管理

          組織機構的管理,包括組織機構的添加,刪除,修改,為本組織的通道分組,根據本組織的所有通道的不同監控職能,進行分組管理。為保證所添加的服務器已經正確安裝,可以在海康威視看門狗程序中查看服務器的運行狀態,以確保設備的正常運行。

          設備資源管理界面圖

          2) 用戶權限配置及管理

          用戶權限管理包含用戶管理與權限管理︰

          n  用戶管理

          管理系統所有用戶的添加刪除,權限分配等操作,具體分為用戶,部門,角色管理。可詳細登記用戶信息︰用戶名、所屬機構、用戶級別、聯系電話、手機、mail等。

          n  權限管理

          用戶權限配置分為三部分︰用戶、部門、角色,不同用戶可以設置所屬部門和隸屬角色,相關操作時根據優先級提供優先級高的用戶優先使用權利,用戶權限可以進行授權、轉移和取消;

          3) 報警接收與聯動管理

          報警管理分為設備掉線報警、服務器異常報警、監控點報警、報警器報警。監控點報警為監控點的視頻類報警,包括移動偵測,視頻丟失,遮擋報警等。報警器報警為設備外接報警器的報警,包括DVR、NVR等設備的報警輸入和報警輸出等。

          4) 錄像配置與管理

          錄像管理,用來管理錄像的存儲,包括對前端設備的錄像計劃配置,集中存儲的錄像計劃配置。

          1)   網絡管理

          網管模塊對系統內的網絡運行狀況,設備運行狀況、服務器運行狀況進行監控和管理,並能以各種圖表的形式進行實時顯示。主要提供資源清單管理、遠程維護管理、性能管理、故障管理、日志管理。對各種維護數據可以進行查詢、統計,並生成相關報表。

          網絡管理界面圖

          2)   地圖管理

          可以配置電子地圖,用于快速定位到監控點的具體物理地置。當監控點有報警發生時,電子地圖會出現報警圖標。

          支持添加、修改、刪除地圖,地圖與組織機構關聯,允許地圖分層、分級管理,一張電子地圖下可嵌套多張子地圖。

          支持地圖元素的添加、修改、刪除,包括監控點、報警輸出、報警輸入點、地圖鏈接、標記;

          地圖管理界面圖

          3)   設備校時

          平台支持設備校時功能,提高視頻錄像時間記錄的正確性。平台支持自動校時與手動校時功能,可固定設置好每天的設備校時時間,系統按照事先設置自動執行校時功能,或采用手動校時方式執行。

          4)   授權管理

          海康威視視頻信息管理應用平台軟件采用license寫入加密狗的授權方式,在安裝完平台後,只需插入加密狗即可完成授權;後繼用戶若需要平台擴容,再導入擴容license即可。

          5)   入侵報警系統接入

          海康威視視頻信息管理應用平台軟件通過海康報警模塊可以實現接收BOSCH、HONEYWELL等報警系統的報警,實現報警執行客戶端聯動、聯動錄像、聯動球機跳轉到指定預置點、聯動發郵件、聯動發短信等功能;也可以實現通過報警模塊對報警主機布撤防與防區旁路等功能。實現監控人員第一時間檢測到報警信息,並做相關處理,對于案件發現與處理的及時性有了提升。

          6)   數據庫備份與恢復

          海康威視視頻信息管理應用平台軟件支持數據庫的備份和恢復。備份平台數據後,備份文件保存在安裝平台的C盤中,也可通過修改平台的配置文件,自定義備份文件的保存路徑;當系統損壞導致數據丟失時,可方便快捷地完成數據的恢復。

          4.4 高級業務應用

          1) 多網域的支持

          海康威視視頻信息管理應用平台軟件支持多網域訪問平台,在安防系統有固定的公網ip地址的前提下,在任何能上網的地方都能夠訪問系統,更加方便客戶的使用。

          2) 手機接入

          海康威視視頻信息管理應用平台軟件支持通過手機終端、平板等遠程實時畫面預覽;支持手機ptz雲台控制,並允許設置步長;支持進行現場抓圖、錄像保存等操作;不僅支持實時視頻預覽、遠程錄像回放、本地圖像管理等功能,還支持GIS地圖應用,可實現轄區組織資源下監控點的地理位置顯示、車載或移動設備GPS位置實時刷新、車載或移動設備軌跡回放及興趣點搜索等功能。該客戶端支持的移動平台有Android系統和iOS系統,其中Android系統上加載的是百度地圖,iOS系統上加載的是Apple自帶的地圖。

          手機客戶端GIS地圖應用界面

          3) Logo自定義

          平台軟件支持用戶自定義公司名稱和logo圖標。用戶只需上傳符合規格的圖片,即可完成CMS登錄頁面、AG环亚娱乐首页和下標的圖片更換。操作方便快捷,更方便了用戶無需定制軟件即可實現logo自定義,節省了軟件成本。

          4) 平台私有協調級聯

          平台私有協議級聯,即為數據庫級聯,用于部署上下級平台,通過同步下級平台的數據庫,使得上級平台可以查看下級平台的設備、監控點等信息,具有流程簡單、穩定性高、實時性強等優點。數據庫級聯模塊包括添加平台、數據庫同步、報警管理、電子地圖四個組成部分。

          5) 視頻質量診斷

          平台可提供視頻質量診斷功能,通過對前端設備傳回的碼流進行圖像質量評估,對視頻圖像中存在的質量問題進行环亚AG88国际分析、判斷和預警。能在短時間內對大量的前端設備進行檢測,檢測內容包括多種視頻故障,如清晰度異常,亮度異常、偏色、噪聲干擾、畫面凍結以及信號丟失等;同時支持模擬和數字視頻接入,對于第三方私有碼流,需要提供其SDK。

          6) 視頻圖像拼接

          平台可提供視頻圖像拼接功能,用于具有開闊視野和需大範圍呈現監控畫面的大場景,如機場跑道、停機坪、廣場、火車站台、碼頭、港口等,應用視頻圖像拼接技術,將來自不同視角的多個攝像機的監控圖像拼接在一起,從而得到高分辨率圖像,解決一個攝像機無法真正提供大場景的清晰、高質量畫面的問題,滿足用戶大場景的高清晰監控的迫切需求。

          視頻圖像拼接前後對比圖

          4.5 主要效果展示

          4.5.1 單屏顯示

          組合大屏的每個單元單獨顯示一路視頻畫面,每個單元的視頻信號可以任意切換(顯示效果如下圖所示)。

          單屏顯示示意圖

          4.5.2 整屏顯示

          整個大屏顯示一路完整的視頻圖像,顯示的圖像可以是復合視頻(PALNTSC)、VGA、RGB、BNC、S-Video、YPbPr/YCbCr、DVI/HDMI。

          拼接顯示示意圖

          4.5.3 任意分割組合顯示

          以一個屏為單元可任意1、4、9、16路畫面分割顯示。

          分割顯示示意圖

          4.5.4 圖像疊加漫游

          可以將任意一個或者多個信號疊加到其他信號之上顯示,並且可以隨意移動,進行漫游。

          疊加顯示示意圖

          4.5.5 圖像半透明混合處理

          可將任意一個信號疊加到其他信號(地圖)之上,圖像透明度可調,即可以看到實圖像又不覆蓋其他信號。

          半透明顯示示意圖

          4.5.6 圖像拉伸

          可將一個信號在整個屏幕牆上隨意縮放。

          圖像拉伸顯示示意圖

          4.5.7 LOGO/OSD顯示

          在不佔用視頻輸入的情況下,可通過網絡在任意單元上以任意大小顯示任意多幅靜止圖像,也可以是LOGO信息或地圖。可在任意單元任意位置顯示適量字庫文本信息,文字透明度可調。

          OSD顯示示意圖

          4.5.8 網絡抓屏

          可通過網絡將遠端電腦的操作界面投射到電視牆上(例如將客戶端操作投像到大屏顯示)。

          網絡抓屏顯示示意圖

          第 五 章 系統特色

          5.1 全高清

          系統從視頻的采集、視頻信號的編碼壓縮、視頻信號的傳輸、視頻的瀏覽、錄像文件的回放等環節全面高清化,具體優勢表現如下︰

          1) 高清采集︰前端采用數字高清攝像機,數字信號未經壓縮,圖像色彩還原效果更佳,高度保真,可靠度高,可作為环亚AG88国际監控所需的最佳高清圖像來源。

          2) 高清視頻傳輸與交換︰視頻綜合平台支持多種高清視頻信號的輸入與輸出,並能夠在視頻綜合平台內部實現高清視頻的轉換與交換。

          3) 高清存儲︰視頻存儲設備為高清視頻提供存儲服務,確保存儲環節達到高清效果。

          4) 高清視頻顯示︰視頻綜合平台結合大屏對視頻圖像進行多種方式的拼接控制,拼接屏支持1080P及以上更高物理分辨率,可把前端大視場、遠距離的監控畫面進行拼接顯示,體驗更好的高清效果。

          5.2 低延時

          該系統的實時視頻信號從前端采集、傳輸到上牆顯示,未經編碼壓縮,具備更小的延時,是實時監控最好的方案,具體體現在以下幾點︰

          1) 實時視頻接入︰前端攝像機采集到數字高清視頻信號後,未經編碼壓縮,經數字高清專網傳輸到分控中心,減少了視頻信號編碼壓縮的時間。

          2) 實時視頻顯示︰視頻綜合平台接收到數字高清視頻信號後,無需經過解碼,而是直接通過高速交換將數字高清視頻信號進行上牆顯示。

          3) 實時視頻轉發︰分控中心與總控中心的視頻綜合平台通過數字高清專網進行級聯,總控中心需要實時預覽的視頻圖像,由分控中心視頻綜合平台經過級聯業務板傳輸到總控中心,未經編碼壓縮,同時通過數字高清專網傳輸,大大地減少了視頻轉發的延時。

          5.3 高集成化

          系統采用高集成化設計,主要體現在視頻綜合平台部分,具體優勢如下︰

          1) 集成多種視頻信號︰視頻綜合平台具備多種視頻輸入輸出接口,包括BNC、VGA、HDMI、DVI等,支持高清網絡視頻、高清數字視頻、光縴數字視頻、模擬視頻等多種信號的輸入及輸出。

          2) 集成多種應用功能︰視頻綜合平台基于NETRA平台,采用高性能的視頻處理芯片,通過模塊化的部署方式,靈活部署各種業務板卡,集成了視頻信號的輸入、輸出、編碼、解碼、轉換、交換、拼接、控制等功能。應用功能的集成在一定程度上減少了監控中心的設備數量,減少了設備間走線,減少了安裝調試周期,提高了機房的整潔度等。

          3) 集成了平台軟件︰視頻綜合平台可以集成X86板,能夠部署平台應用管理軟件,達到軟硬件一體化。一體化方案在對高清GIS地圖進行上牆顯示的時候,可以不采用桌面背投的方式,而是采用更為先進的GIS圖源通過視頻綜合平台處理,進行拼接上牆顯示,達到超高清分辨效果。

          4) 縮短上線周期︰單獨購買服務器、平台軟件、解碼器、拼接器等設備,然後各自進行安裝調試,並需要聯調,整體調試建設周期長、建設成本高,而軟硬件結合的一體化設計將多種設備到貨周期減小到最低,並在出貨時已經將軟件等全部調試完成,現場調試無需再單獨配置並聯調縮短項目建設周期。

          5.4 高可靠性

          系統設計具備高可靠性,主要體現在以下幾點︰

          1) 設備可靠性︰前端、存儲、網絡、服務器等設備都具備高可靠性,如前端的精密散熱設計,可有效延長攝像機使用壽命;存儲的环亚AG88国际研判管理,可降低功耗,延長設備使用壽命;網絡、服務器等設備的雙電源設計,可提高部件的可靠性;等等。

          2) 鏈路可靠性︰服務器與交換機之間可通過網口綁定技術,提高網絡帶寬的同時,提高鏈路可靠性;視頻綜合平台與交換機之間可通過多鏈路綁定技術,提高網絡帶寬的同時,提高鏈路可靠性;接入交換機與核心交換機之間可通過鏈路聚合技術,提高網絡帶寬的同時,提高鏈路可靠性。

          3) 平台可靠性︰視頻信息管理應用平台的中心管理服務器可通過熱備技術提高平台的可靠性;平台的重要模塊如流媒體、存儲管理等可通過N+1的方式提高可靠性。

          4) 數據可靠性︰數據存儲可通過RAID冗余技術提高可靠性,防止因硬盤損壞而導致數據丟失。對于重要數據,可通過異地備份的方式,將數據備份到總控中心的存儲設備中。

          5) 系統可靠性︰整個系統是一個有機的系統,每一部分之間是松耦合的關系,某一分控中心拆出來看,也是一個獨立的系統。即當總控中心出現故障時,分控中心依然可正常運行;某分控中心出現故障時,整個系統依然可正常運行。

          5.5 高開放性

          系統高度開放,具體如下︰

          1) 系統符合HDcctv標準,具備良好的兼容性。

          2) 系統開放接口︰系統具備良好的集成能力及二次開發能力,可提供開放的接口,實現與各類信息系統的對接和集成應用。

          5.6 高擴展性

          系統具備高擴展性優勢,具體如下︰

          1) 視頻綜合平台的模塊化擴展︰視頻綜合平台可通過模塊化的部署方式,根據實際需要靈活部署各種業務板卡,實現後期對報警信號、高清網絡視頻、高清數字視頻、光縴數字視頻、模擬視頻等的線性接入,同時平台升級擴展也可以借助于增加X86板實現,系統的擴展優勢非常明顯。

          2) 平台軟件的高擴展性︰平台軟件不僅具有標準的內外部接口,同時模塊化的軟件設計易于後期擴展,特別是對于項目規模擴大,需要升級的情況,只需增加相應的刀片服務器配置,結合相應的服務模塊,從而實現系統擴展。

          3) 其他︰網絡、存儲等部件都是模塊化設計,可平滑擴展;甚至整個分控中心可看成是一個獨立的“部件”,可平滑擴展。

          5.7 高易用性

          該系統具有高易用性,體現在易部署、易操作、易管理、易維護方面,具體如下︰

          1) 易實施︰系統改造過程中可充分利用原有布線,支持即插即用,方便施工。在監控中心使用視頻綜合平台就可實現視頻圖像統一接入管理,並完全兼容原有模擬矩陣,整個系統施工更加方便,極大節省人力物力。

          2) 易管理︰系統通過視頻信息管理應用平台對視頻資源進行統一監控、統一管理,管理平台提供了簡單、易操作的的人機交互界面,可提高系統的整體管理效能。

          3) 易維護︰系統支持對攝像機進行自動故障檢測,如清晰度異常、亮度異常、信號丟失等,能夠及時發現問題並發出警告信號,使故障能得到及時處理,提高視頻監控系統維護效率。

          第 六 章 典型案例

          6.1 長沙“平安城市”項目

          1)應用介紹

          a)前端監控點︰在城市公共區域新建高清數字IP監控攝像機XX個,重點監控點新建XXHD-SDI監控攝像機直接接入市級監控中心。

          b)網絡︰新建監控點至派出所監控室之間租用接入光縴XX條(其中XXHD-SDI監控攝像機所用的光縴直接接入市級監控中心),派出所監控室至區縣市公安分局監控中心租用單模光縴XX對,區縣市公安分局監控中心至市級監控中心租用單模光縴XX對,新增網絡交換機組建以太視頻專網。

          c)存儲設備︰按照集中控制、分級存儲模式,為新增攝像機提供XX天連續存儲設備XX套,容量為XX PB。

          d)管控平台︰依托視頻專網,建立市局、分縣市局兩級管控平台,按屬地原則實現視頻圖像資源的授權訪問控制,經市級監控中心授權,實現對各分縣市局視頻監控圖像資源的訪問。

          系統拓撲示意圖︰

          系統結構拓撲示意圖

          2)設計亮點

          HD-SDI監控點為重點監控點,為了保證視頻監控效果,直接將視頻信號傳輸到市局,而不是先到派出所、分局通過網絡傳輸過來的,圖像無壓縮基本無延時的在市局顯示大屏上進行顯示,圖像質量高、控制響應靈敏。

          此系統建設最終實現的監控效果得到了用戶的滿意,在視頻監控應用中發揮著重要作用。

          6.2 上海“浦東新區”項目

          1)應用介紹

          實現HD-SDI高清視頻傳輸編碼與顯示,可控高清攝像機的非壓縮HD-SDI高清視頻信號通過光縴接入派出所,在派出所將HD-SDI高清視頻信號送入派出所高清編碼器實現高清視頻編碼,並通過光縴傳輸HD-SDI高清視頻信號到分局監控中心實時圖像高清顯示。

          主要是基于高清數字圖像采集技術、高清圖像傳輸技術、高清圖像編碼技術和IP網絡傳輸技術,並與高清圖像解碼技術、高清圖像存儲技術、高清顯示技術緊密結合的監控模式。借助外場敷設的光縴資源和“派出所分控中心總控中心”搭建的萬兆圖像網,高清數字圖像在此之上完成采集、傳輸、交換、存儲、解碼、顯示與共享。

          分布式集中存儲構架︰實現圖像的高效檢索和遷移取證等功能,派出所DVR、NVR存儲設備為檢索和遷移取證提供標準接口、各種視頻資源和服務。

          系統結構拓撲示意圖

          2)設計亮點

          Ø  非壓縮圖像實時切換

          為了保證對可控高清前端的PTZ控制實時性,延時。 凳蓖枷裰饕 捎梅茄顧醺 迨滯枷窆獯 漵虢換,在派出所和分局中心均借助高清視頻交換設備來切換顯示實時高清圖像。

          通過萬兆圖像網從流媒體服務器獲取壓縮後的實時碼流來預覽圖像作為前一種預覽手段的備份。

          Ø  派出所集中編碼

          高清可控前端的高清視頻非壓縮傳回派出所,在派出所進行集中編碼,為了便于設備管理,減少設備佔據的物理空間,選擇機架式集中編碼器對可控高清視頻圖像進行編碼。

          此系統建設最終實現的監控效果得到了用戶的滿意,在視頻監控應用中發揮著重要作用。


          第 七 章 其他

          //注︰本章僅供售前人員閱讀和參考,以便更好地了解HD-SDI相關知識。在具體的項目設計方案中,請刪除該章節。

          7.1 HD-SDI產生的背景

          隨著社會經濟的快速進步與發展,人民生活水平不斷提高,視頻監控系統也越來越廣泛的應用在AG环亚娱乐的生產生活中,但是傳統監控攝像機的清晰度低、觀察範圍不夠大、觀察範圍內目標不夠清楚,在拍攝記錄和壓縮傳輸等方面都存在一些問題,給治安監控、調查取證等工作帶來一定的困難。

          另外,當前“平安城市”項目進展如火如荼,它對監控系統的要求已經不再僅僅是“看到”,而是要“看清”,實時的看。標清系統或者更早的模擬系統所能提供的畫面清晰度,已經成為系統升級的瓶頸,特別是环亚AG88国际交通的電子警察,違章車輛跟蹤和車牌識別,更是要求前端實時圖像高清化,否則环亚AG88国际分析將無從下手。

          HD-SDI高清攝像機,是基于SMPTE(電影與電視工程師協會)串行鏈路標準,通過75歐姆同軸電纜來傳輸未壓縮的數字視頻的一種高清實時攝像機。

          基于SDI接口的高清視頻系統具有以下優點,如高清圖像無延遲實時傳輸,高清圖像無損失不失真。所提供的未壓縮高清圖像是环亚AG88国际監控所需的最佳圖像來源。另外,SDI接口即使外延也不會帶來網絡外延問題,中心系統與前端系統是完全隔離的,不可能經過SDI接口產生網絡入侵,安全性較網絡系統要高。此外,由于視頻是實時傳送,不會出現網絡系統中的視頻中斷或者延遲,避免帶來錯誤的信息。

          基于以上的市場需求,HD-SDI高清攝像機應運而生。

          7.2 HDcctv介紹

          HDcctv系統是一種視頻監控系統,與廣播行業兼容的高清晰度(HDTV)視頻信號可以經由傳統的CCTV媒介進行數字化傳輸而不需要打包,並且不會出現人眼可感知的壓縮延遲。在HDcctv中的串行數字傳輸鏈路是從為專業廣播市場開發的SDI基本技術派生而來的,SDI技術獲得了廣泛的部署並得到了很好的驗證。

          7.2.1 HDcctv技術概況

          隨著安防監控技術的發展,現有基于模擬信號的監控技術越來越不能滿足要求,數字高清監控技術成為市場追逐的方向,人們的需求日益迫切,圍繞著這個方向,目前國際上主要有三大聯盟,分別是HDcctv、ONVIFPSIA,其中HDcctv聯盟的標準是基于傳統的CCTV視頻傳輸媒介,即75歐姆同軸電纜和75歐姆BNC連接器;而ONVIF(開放型網絡視頻接口)和PSIA(實體安防互通聯盟)都是基于IP的數字高清視頻監控,因此,可以概要地說,數字高清監控技術的發展主要有兩個方向,分別是基于傳統傳輸媒介的HDcctv數字高清技術和基于IP網絡傳輸媒介的網絡數字高清監控技術。

          基于IP網絡傳輸媒介的網絡化數字高清監控技術是目前市場大多數廠家和研發機構的主流方向,為多數人所熟知,而HDcctv目前也已經擁有分布全球的四十多家企業聯盟,且HDcctv技術標準擁有許多優勢,未來也必然能夠持續發展。

          HDcctvGennumHD-SDI芯片)、Stretch(編解碼芯片)、OviiHDcctv攝像機)、EverFocusHDcctv設備)、ComartSystemHDcctv設備)、CSST(監控器)等公司創立和發起,是擁有HDTV視頻質量的高清視頻監控,采用HD-SDI串行數字信號,並符合720P、1080Pi清晰度標準。並可實現1080P/60HZ的最高等級的高清視頻清晰度標準。

          HDcctv采用HD-SDI信號,其優勢在于有符合廣播行業標準的法律依據、高清晰HDTV信號數字傳輸、使用的傳統CCTV線纜超過100米的傳輸距離、無打包遺失,無壓縮延遲、HDcctv可對現有模擬的CCTV系統“即插即用”即可實現高清視頻監控的升級,從而可減少已投入的成本,因此,HDcctv擁有可以成為視頻監控技術發展的下一代的技術優勢。

          HDcctv技術標準1.0版定義了720P清晰度設備的互操作性,並明確傳輸HD-SDI信號,系統設備包括攝像機、DVR、矩陣、監控器、視頻分配器及矩陣等。

          由此可見,HDcctv技術標準的關鍵在于︰在安防監控領域引入HD-SDI信號,並在HD-SDI信號標準的基礎上,通過技術改造,使其符合安防監控的要求,包括在系統設備上實現HD-SDI信號編解碼,在HD-SDI信號上嵌入音頻、語音對講、實現系統通信等。

          SDI接口是“串行數字視頻接口”。SDI是數字化的Y、U、V在一根同軸電纜上串行傳輸的方式,使用在高端的數字產品中,在數字廣播器材中得到廣泛使用。串行接口是把數據字的各個比特以及相應的數據通過單一通道順序傳送的接口。由于串行數字信號的數據率很高,在傳送前必須經過處理。HD-SDI接口,按照SMPTE259M定義的高清晰度格式,由ARIB規範,是高清電視放送的規格標準。作為高清電視廣播放送用的HD-SDI接口,有如下指標︰組成成分︰亮度(Y)、色差(PbPr);取樣頻率︰74.25MHzY)及37.125MHzPb,Pr);取樣方式︰Y︰Cb︰Cr4︰2︰2;位數︰8bit10bitS-002B規範);清晰度︰720P;碼率1485Mbps。

          由于HD-SDI能夠傳輸的最高碼率是1485Mbps,也就是通常所說的1.5Gbps,因此超過1485Mbps碼率的信號如4︰4︰4高清RGB全帶寬信號(1866.24Mbps)或1080/50P、1080/60P2488.32Mbps)逐行掃描信號必須采用兩條HD-SDI電纜傳輸,這就是SMPTE372M標準的“雙鏈接”傳輸方式。

          為了實現用一條電纜“單鏈接”傳輸4︰4︰41080/60P信號的目標,SMPTE完成了可以傳輸3Gbps碼率的HD-SDI串行數字接口的標準化文件SMPTE424M,也即是3G-SDI。因此,HDcctv已經擁有了實現1080/60P的技術基礎。

          HDcctv是一個傳輸標準,是通過同軸電纜傳輸無損的數字高清視頻信號,傳輸進去的時候是視頻信號,出來後依舊是視頻信號。

          基于HDcctv標準的HDcctv系統,更新以及安裝都非常方便。把線纜保留下來,只需用更換前端的模擬攝像機、後端的存儲設備以及配套的顯示設備,就可以把系統由模擬變成高清的。同時它也可以避免比較復雜的管理,跟IT架構相比,HDcctv電纜系統是一個非常簡單的系統。

          7.2.2 HDcctv聯盟

          負責推動HDcctv標準的組織是HDcctv聯盟HDcctv Alliance(全球數字高清視頻監控HDcctv接口標準協會)。自從2008年以來,已有約來越多的廠家加入聯盟並推廣HDcctv標準。

          當前HDcctv聯盟成員主要包括如下︰

          大華、EXAR(艾科嘉)、SEMTECH、GKB、WEBGATE、DEDICATED MICROS、EYENIX、MICRODIGITAL(麥道微電子有限公司)、NADATEL、Hisilicon(海思)、HTS、Techpoint(聚通科技)、CTR、NEXTCHIP、GRAIN MEDIA、CALSYS、Pixelplus、 Vimicro(中星微電子)、潤光泰力、IC Realtime、EqcoLogic、Shany(欣禾企電子)、SNM、Rifatron、Newbridge、RONIX、Open Roads、Norelsys…

          7.2.3 HDcctv核心傳輸方式

          HD-SDIHDcctv中最為重要的核心傳輸方式,HDcctv利用了專業廣播電視行業開發的SDI鏈路,在此基礎上為數字高清視頻傳輸定義了視頻分辨率和幀率等信息的握手協議。

          業內通常把HDcctv高清監控系統稱為HD-SDI高清監控系統。

          1、 SDI標準介紹

          SDI是“數字分量串行接口”(serial digital interface)的首字母縮寫,接口說明由于串行數字信號的數據率很高,在傳送前必須經過處理。用擾碼的不歸零倒置(NRZI)來代替早期的分組編碼,其標準為SMPTE-259MEBU-Tech-3267,標準包括了含數字音頻在內的數字復合和數字分量信號。在傳送前,對原始數據流進行擾頻,並變換為NRZI碼,確保在接收端可靠地恢復原始數據。這樣在概念上可以將數字串行接口理解。SDI接口能通過270Mb/s的串行數字分量信號,對于16︰9格式圖像,應能傳送360Mb/s的信號。

          2、 SDI標準內容

          1SD-SDI︰即標清SDI,主要針對標清分辨率,每秒25幀或30。 J  蟺氖悠蕩澩籩攣span>250Mbps左右(如果是16:9,則為360Mbps左右);

          2HD-SDI︰即高清SDI,主要針對分辨率為720P幀率為25\30\50\60。span>1080P幀率為25\30。 J 緩蟺氖悠蕩砦span>1.485Gbps;

          該標準規定了數據格式、信道編碼方式、同軸電纜接口的信號規格、連接器及電纜類型與光縴接口等(HD-SDI接口采用同軸電纜,以BNC接口作為線纜標準,有效距離為100M)。

          33G-SDI︰高清高幀率SDI,分辨率仍為1080P,但是幀率增大到50幀或者60。  緩蟺氖悠蕩砦span>2.97Gbps。

          數字信號傳輸一般采用DVI、HDMI或者HD-SDI傳輸,其中DVIHDMI的傳輸距離只有幾米,不適合用于監控項目的現場使用。而HD-SDI信號不但可以傳輸百米左右,而且可采用CVBS同軸電纜傳輸,所以通常被應用在現場采集設備與百米內的控制設備間的信號傳輸連接。

          7.2.4 HDcctv相關標準

          7.2.4.1 HDcctv 1.0

          HDcctv 1.0是在2009年發布的,它是基于SMPTE 292MHD - SDI),並作了嚴謹的兼容性測試。經過兼容性認證的HDcctv產品100%支持多廠商的互操作性,並可即插即用。

          監控行業需要為HDcctv接口定義,具體的技術要求如下︰

          1)        提供了一個高帶寬的下行傳輸鏈路信道,傳送視頻,音頻、元數據和數據;

          2)        提供應用支持的下行傳輸鏈路信道帶寬達到1.5 Gb/s

          3)        針對高清視頻提供720P/1080P視頻信號;

          4)        實現8/10每組的可變顏色深度傳輸;

          5)        能夠符合EMI FCC / CISPR B標準與邊緣至少6dB

          6)        提供熱插拔檢測和鏈路狀態的故障檢測;

          7)        提供全帶寬的傳輸通過直接驅動至少100米同軸電纜RG59

          8)        實現誤碼率小于10-12

          以上是實現不同的供應商的HDcctv產品在系統互連時的關鍵點。

          u 物理鏈路

          包括所有的物理鏈路的傳輸介質和傳輸數據的協議。

          S1200 - 2009 - 10文檔中“同軸電纜接口”定義的物理鏈接RG5975歐姆同軸電纜RG6。

          u 下行數據結構

          下行數據鏈路里包括了視頻和元數據。

          1)        下行視頻的要求和標準

          S1002 - 2009 - 09”文檔中“720/1080線的視頻格式的圖像,HDcctv數字接口”定義了720/1080線逐行視頻數據的視頻幀結構和顏色空間。

          2)        下行元數據的要求和標準

          S1100 - 2009 09文檔中“視頻,音頻,數據和元數據封裝為串行數據格式”,定義了視頻和支持的元數據的完整框架結構。

          S2001 - 2009 09” 文檔中“HDcctv接口流ID”,定義了元數據格式和流ID值。

          u 系統要求和標準

          其他可參考的文檔包括︰//部分文檔可能需要購買下載,需要查看HDcctv官網;)

          Ø S4000 2010 09

          Ø S4001 2010 09

          Ø S4002 2010 09

          Ø S4003 2010 09

          Ø S1001 2009 09

          Ø S1002 2009 09

          Ø S1200 2009 10

          7.2.4.2 HDcctv DT 2.0

          DT即數字傳輸(Digital Transmission),HDcctv DT 2.0支持遠程控制信號的傳輸。HDcctv DT 2.020142月發布,向前完全兼容HDcctv 1.0產品。

          7.2.4.3 HDcctv AT 2.0

          AT即模擬傳輸(Analogue Transmission),HDcctv AT 2.0是基于大華的HDCVI技術產生的,于20142月發布,支持遠程控制信號的傳輸。

          7.2.5 HDcctv標準路標

          7.2.6 HDcctv市場分析

          7.2.6.1 HD-SDI監控廠商類型分析

          第一類是從傳統模擬監控轉入到HD-SDI的廠商,如亞邦、上海泰智等,這類廠商是從傳統模擬監控直接轉到做HD-SDI,為了緊隨監控高清化的趨勢。

          第二類是從模擬到數字的監控產品類型較為齊全的廠商,如海康威視、大華、英飛拓、三星等,這類廠商為了完善監控產品線,而將HD-SDI產品作為一個新增的產品線。這類廠商一般佔據了較大的市場份額,其傳統模擬產品、IP產品的銷售渠道較完善,且產品類型較豐富,推廣HD-SDI產品之後更有利于市場份額。

          第三類是在視頻監控高清趨勢下從中端、後端逐步走向前端,形成了一整套的高清解決方案的廠商,如漢邦、中威電子等,這類廠商在HD-SDI部分產品功能上可能相較于其他廠商會有優勢。

          7.2.6.2 HD-SDI未來發展分析

          業界對于HD-SDI高清發展前景主要有以下幾種觀點︰

          1. 觀點一分析

          HD-SDI高清擁有模擬和IP網絡高清所不具備的獨特優勢,但其同樣擁有兩者所不具備的劣勢。例如,傳輸距離短、造價高等缺陷,但即使如此,仍然有部分支持者看好其在安防市場的發展前景。

          1) 隨著技術的進步,HD-SDI發展中的瓶頸問題逐步被改善。比如,長距離傳輸問題、纜線材質抗干擾能力等會得到提高。

          2) 通過HDcctv標準,可以很好地解決數字編碼影像信號格式與不同品牌HD-SDI設備間接口的兼容性問題。

          3) 隨著相關技術的升級,多家芯片廠家將陸續推出HD-SDI的一些新器件,將會大副地降低設備的成本。

          4) 部分廠家已經推出的完整體系的HD-SDI產品︰HD-SDI攝像機、HD-SDI編碼器(卡)、HD-SDI視頻服務器、HD-SDI光端機、HD-SDI矩陣、HD-SDI轉換器、HD-SDI硬盤錄像機等,成熟的配套產品也將大大促進HD-SDI的發展。

          2. 觀點二分析

          部分人認為HD-SDI高清只是模擬與網絡競爭中的過渡產品而已,短期內,它將很難替代IP高清,其在市場認知度仍較為有限。

          問題主要集中在︰

          1) 未經壓縮的巨大數據量存儲和傳輸距離上;

          2) HD-SDI高清和以往的模擬監控系統結構相似,無法和後端其他的應用相配套並進行二次開發;

          3) 沒有對網絡化發展產生重大的影響。

          3. 觀點三分析

          也有人認為HD-SDIIP高清各有所長,各自有著自己的典型應用,在未來的角逐中,他們將平分秋色,各具特色。既不會出現IP高清代替HD-SDI的局面,HD-SDI也不會逐漸消失匿跡,二者相輔相成,在安防市場上共存。

          4. 觀點四分析

          當前,除了HD-SDI,其他高清技術也在快速發展,如HDTVI,它能夠傳輸更遠的距離,而且能夠很好地對原先的線纜進行利舊,所以,在高清改造過程中,將會有更多的選擇。

          7.3 HD-SDI技術特點

          HD-SDI存在以下優勢︰

          1) 兼容老系統,投入成本低。在布線方案上可以沿用老的模擬系統的成果,無需重新布線,設備管理也可以沿用老的模擬系統架構,從老系統升級,只需更換硬件設備(攝像機,DVR),無需再有其它投入;也無需再經過系統變化所需的新的知識培訓;

          2) 可靠度。它不像網絡監控數據是在壓縮後以封包方式網絡傳輸;而是以未經壓縮的數字信號在同軸電纜上傳輸,不會失真,圖像具有高清晰度、高分辨率、更豐富的色彩等優點,圖像質量更接近自然本色。前端攝像機采用高端CCD成像芯片,全天24小時都能完美呈現高清晰實時畫面;

          3) 高清等級的實時圖像。它在傳輸過程中沒有產生壓縮與封包化的動作,不會像一般數字高清產生圖像延遲、拖尾、丟幀等問題,在講究實時監控的場合如城市交通監控、標志性大型場館、銀行、賭場、機場等特別適合;

          4) 秉承閉路監控系統視頻連接方式,系統安全穩定性高;

          5) 即插即用。無序繁瑣的操作和設置,非常適合廣播教育系統,以及通過CCTV實現的遠程培訓教學等;

          6) 提供环亚AG88国际監控(IVS)所需高清圖像。HDcctv所提供的未壓縮過的高清圖像,圖像的完整性有保障,可提供环亚AG88国际監控所需的最佳高清圖像來源。

          縱觀AG环亚娱乐當前監控市。 爍 寤  ,聯網與集成、环亚AG88国际表現同樣也是市場發展的主流,對于HDSDI監控設備來說,高清化的順應程度自不必說,但如果涉及到聯網與环亚AG88国际化,不得不承認這是難題。談及聯網,保證網絡傳輸順暢的主要方式是對數據進行壓縮,而“壓不得”的HDSDI技術無疑被龐大的傳輸數據將自身束縛在信息孤島上,與此同時,遠程監控與網絡集成能力的低下也影響HDSDI环亚AG88国际化功能的擴展和應用。除此之外,HDSDI技術的先天不足還體現在︰

          1、前端防雷不好解決

          SDI來自廣電領域,一直以來,由于SDI產品在傳輸、存儲方面的獨特之處給系統防雷帶來了重大困惑。原因其一是SDI產品的傳輸特性使得其傳輸頻率要求高,SDI以無高清圖像采集、無延時傳輸及無失真等卓越性能著稱,這就對傳輸線纜及防雷器提出了更高要求。SDI傳輸速率最高能達到1.485G,甚至高達3G,而傳統模擬視頻信號最大10M,普通模擬視頻防雷器則很難滿足SDI這一硬性要求,就更無須提及防雷性能,這一難題也深深困擾了眾多的防雷廠家。其次,SDI產品對傳輸通道要求更寬。SDI不僅僅傳輸未經壓縮的視頻信號,而且還可以通過載波技術傳輸音頻、控制以及電源等信號,其設計原理完全區別原有模擬視頻信號防雷器及IP網絡防雷器。SDI產品防雷的關鍵在于內部防雷的合理化設計,而實際上,很多安防企業的SDI產品在內部防雷方面(比如PCB防雷、導電防雷的合理防雷電路設計方案和合理布局對外接口)並沒有很好的解決方案。

          2、線纜的等級

          HD-SDI高清視頻信號最好能在專門的SDI線纜上傳輸以保證視頻信號的最好效果,但專門的SDI線纜包括接頭都很貴,在實際項目中,如果全部采用專用的SDI線纜將增大建設成本,而經過實際測試,選用高級別的同軸電纜和BNC頭也能基本保證視頻效果。況且,只要SDI使用逐漸廣泛,相關輔材的價格一定會大幅下降。

          3、存儲的解決

          如上所述,高清非壓縮視頻信號數據量非常大,用這樣的數據量直接去存儲的代價是相當大的,所以從實際考慮,視頻的存儲還是需要進行壓縮的,具體來說,可以采用SDI-DVR解決也可以用SDI編碼器配合NVR解決。可根據項目實際靈活選擇。即使如此,HD-SDI系統相比HD-IP系統的優勢也是明顯的︰在保持存儲容量質量一致的前提下,HD-SDI系統在實時操控方面全面勝出,同時,HD-SDI系統由于操控完全無延遲,所以可以做到所見即所存,不會丟失重要的視頻。

          7.4 HD-SDIIP高清視頻監控對比分析

          表1 HD-SDIIP高清視頻監控對比表

          對比項

          HD-SDI高清

          IP高清

          系統組成

          高清攝像機,光端機,矩陣,編碼器、DVR或視頻服務器,視頻分配器等附件

          IP高清攝像機,網絡交換機,網絡視頻管理系統,解碼器,NVR/IPSAN存儲

          視頻格式

          非壓縮數字

          壓縮數字,H.264,H.265

          畫質

          很高,無損

          較高,有損

          分辨率

          720P/1080P

          理論上無限制

          傳輸方式

          同軸線纜(可沿用CCTV的布線)

          光縴

          IP網絡或無線

          傳輸距離

          同軸電纜︰100米,

          光端機︰10km/20km/40km

          單根網線︰<100

          光縴收發器︰20km/40km/80km

          帶寬

          原始數據1.485Gb/s

          編碼後6~8Mb/秒(200@30fps

          720p:1-2Mbps

          1080p:2-4Mbps

          視頻分發

          通過視頻分配器分發

          通過流媒體轉發或組播

          存儲

          HD SDI高清DVR存儲,或編碼器轉換為IP高清信號用NVR/CVR存儲

          NVR/CVR存儲

          實時性

          40ms左右

          延時150ms左右

          穩定性

          安全性

          閉路監控,安全性高

          開放性系統,網絡安全性缺乏可靠手段保證

          易操作性

          容易,不需培訓

          中等,需要專業培訓

          兼容性

          符合HDcctv標準,接入即可用

          需做解碼、協議集成開發後,方可接入使用


          7.5 HD-SDI數字高清系統設計流程

          7.5.1 新建系統設計流程

          視頻安防監控系統工程的設計應按照“設計任務書的編制一現場勘察一初步設計一方案論證一施工圖設計文件的編制(正式設計)”的流程進行。

          對于新建建築的視頻安防監控系統工程,建設單位應向視頻安防監控系統設計單位提供有關建築概況、電氣和管槽路由等設計資料。

          7.5.2 改造系統設計過程

          原有模擬監控系統改造為HD-SDI高清監控系統,在改造的過程中用戶要求盡可能保留原有線路。在系統方案設計之前,首先對原有線路質量情況進行詳細評估。

          最好的方式是使用帶有眼圖和抖動測量功能的波形監控器對原有線路進行評估測試,看是否可以滿足HD-SDI高清視頻的傳輸要求,來保證高質量視頻信號的傳輸。

          其次,再參考視頻安防監控系統工程的設計流程來進行設計,其中施工圖設計將參考原項目的施工圖紙。

          7.6 HD-SDI數字高清系統應用設計注意事項

          1、HD-SDI視頻的確可以通過同軸電纜傳輸,但是要保證顯示效果,對同軸電纜規格的要求很高,要求同樣嚴格的還有相關的接插件,原有普通BNC視頻接頭在顯示HD-SDI時將對顯示效果大打折扣。

          2、原有的模擬監控系統基本都使用了5年以上,有些甚至更長,這些系統中的同軸電纜規格肯定不夠高,同時不可避免的存在老化現象,接插件同樣存在這個問題,在這樣的系統中想僅僅更換SDI設備難以實現HD-SDI的效果,而如果要全部更換線纜和接插件,那麼HD-SDI所宣稱的一個很大的優勢將不復存在,而新建一個高清監控系統,如果對延時性沒有過分嚴格的要求,為什麼不采用IP高清解決方案呢?

          3、HD-SDI解決方案同樣存在視頻存儲效果低于顯示效果的問題,非壓縮視頻數據量巨大,不經過壓縮,基本不具有長時間存儲的可能性,而通過編碼器或者HD-SDI硬盤錄像機,則保存的視頻的畫質上已經失去了HD-SDI的優勢。

          4、HD-SDI解決方案目前最大的優勢就是高清和操控幾乎無延時,這個優勢只適用于少數對視頻的畫質和延時性有苛刻要求的用戶。對于這部分用戶,完全可以按照標準全新搭建一套HD-SDI系統。

          而對于絕大多數用戶來說,IP高清將會是更合理的選擇。IP高清的開放性具有很大的優勢,在網絡可達的任何地方,理論上都可以接入,這個優勢是別的系統無法比擬的。而對于HD-SDI高清解決方案,可以單獨構成一套系統使用,但是更有可能的情況是和別的系統結合使用或者作為整個大監控網絡中的一個節點。

          5、隨著技術的進步,IP高清的畫質將更好,延時也將更。 詿酥 ,HD-SDI將可能會作為某些特種行業的高清過渡解決方案存在,而這種存在很大程度上將是小規︰馱菔鋇。

          6、HD-SDI線路暫時不支持復合傳輸,音頻信號和控制信號需要通過敷設相應信號的傳輸線纜,暫無應用無線傳輸來傳送HD-SDI 的信號。

          7.7 系統調試方案

          調試順序為分設備調試(或自檢)、分系統調試和系統聯調。

          1. 設備調試

          調試常用的設備和儀器有萬用表、場強儀(用于射頻傳輸系統)、視頻清晰度卡、標準灰度測試儀、照度計、示波器、邏輯筆、和彩色信號發生器(或方格機)。

          調試專用設備有︰噪聲測量儀(用于系統信噪比的測量)、波形監控器(用于系統中心的測試、圖像等級評估等)、掃頻儀(用于頻帶寬度的測量)等等。

          單項設備的調試一般應在設備安裝之前進行。對各個產品在安裝之間進行測試,確保產品的質量和品質。

          2. 分系統調試

          分系統的調試包含兩個方面內容。一個是按其功能或作用劃分;另一個是按所在部位或區域劃分。

          監控工作室和多媒體設備的調試就是前者,對各個子系統進行分項測試,滿足相關技術規範和招標要求。然後根據監獄不同的區域,進行系統設備的調試。

          3. 系統聯調

          當單項設備的調試及分系統的調試進行完畢後,就可進行系統聯調。在系統聯調中,最重要環節就是供電電源的正確性(不能短路、斷路,供電電壓要符合設備的要求)。其次就是信號線路的連接正確性、極性的正確性、對應關系的正確性(例如輸入、輸出的對應關系)。在系統聯調的過程中,也可以同時完成某些性能指標的測試,這樣既利于系統的調試,又利于在調試中出現問題時作為分析判斷問題的依據。

          7.8 配套設施

          配套設施主要是避免HD-SDI傳輸中的問題。

          為確保工程的安裝質量,對于 HD-SDI信號這樣有著很高的數據傳輸速率的數字信號而言,必須正確地選擇適當的電纜型號,BNC連接頭,BNC頭的壓制也很重要。在安裝電纜的過程中,應當仔細認真,避免不正確地打褶、扭曲、彎曲電纜或者對電纜施加種種不適當的應力,這樣才能使信號沿著電纜順利地傳輸。在工程安裝期間,為了確保每一鏈路的傳輸性能以及確保每一設備均符合其技術規範,必須進行簡單的測試和測量,最好的方式當然是使用一款帶有眼圖和抖動測量功能的波形監控器。

          7.8.1 同軸線纜的選擇

          1.在模擬監控系統中,對于線纜的選擇通常比較隨意。HD-SDI 高速數字串行傳輸系統對同軸線纜的選擇要苛刻得多,所有傳送的數據如果不能被完整和可靠地傳送過去,都可能不斷造成數秒鐘的黑屏。所以在HD-SDI 傳輸系統中,如果傳輸系統可靠,圖像將無任何損傷和細節的丟失;如果傳輸系統不可靠,都會造成黑屏、圖像不穩定等重大事故。

          2.在模擬監控系統中,降低線纜的規格僅會影響視頻的清晰度。在 HD-SDI 高速數字串行傳輸系統中,降低線纜規格帶來的問題將更為嚴重︰視頻不穩定,不斷出現黑屏,或接收端根本接收不到視頻。

          3.同軸線結構簡單說,有三個基本因素︰中心導體,絕緣層,屏蔽層。各種因素的優缺點如下︰

          1)中心導體︰分“實心”和“散心” (多股絞合)兩種。信號衰減程度的關鍵部分。

          2)絕緣層︰包括“實心”、“發泡”、“高發泡”三種類型。與“實心”絕緣層相比,“發泡”和“高發泡絕緣層”具有更小的衰減和更低的介電常數,因而被用于高清信號的傳輸。然而,“發泡”、“高發泡”絕緣層含有空氣,因而在外力下易變型。應注意電纜的安裝使用環境。在遠距離傳輸系統中,HD-SDI線纜需要采用“高發泡”材料的同軸線纜。

          3)屏蔽︰分“編織”屏蔽和“編織加鋁箔屏蔽”兩種類型。編織屏蔽有單層、雙層和三層銅網或鍍錫銅網類型。編織加鋁箔屏蔽性能極好,但是由于鋁箔易損不適合在流動的場合使用。在遠距離傳輸系統中,HD-SDI線纜需要采用編織加鋁箔屏蔽的同軸線纜。

           

          線纜結構示意圖

          7.8.2 同軸線纜的安裝

          1)從電纜的結構方面來看,當彎曲超過一定界限的時候,會導致電纜的傳輸性能下降。

          2)容許彎曲半徑的定義如下。

          Ø  固定配線時的彎曲半徑︰固定電纜後,可以長時間保持傳輸特性的彎曲半徑。

          發泡同軸電纜(FB)及高發泡同軸電纜(HD),為6D或以上;

          Ø  布設中的彎曲半徑 ︰即在電纜布設中所容許的電纜彎曲半徑。

          發泡同軸電纜(FB)及高發泡同軸電纜(HD),為15D以上;

          D=電纜外徑

          尤其需要注意在牆角布線時,90轉彎處的處理。

          3)在進行電纜的布設及配線等的時候,對電纜的特定部位施加負荷後,電纜則會產生變形,引起回波損耗。

          4)特別需要注意的是直徑較細的發泡同軸電纜之間的重疊對電纜所造成的擠壓。

          5)由于HD-SDI線纜采用高發泡同軸電纜,線扎的緊度不允許太緊。

          連線示意圖

          7.8.3 HD-SDI線纜專用壓線BNC結頭

          模擬監控所用的 BNC 頭以及連接方式不能適用于 HD-SDI 數字高速串行傳輸,無法提供可靠的屏蔽和較低的衰減。每個 BNC 的連接都會帶來信號的衰減和降低抵抗干擾的能力,因此需要選擇專用的BNC接頭。


          壓線BNC結頭示意圖

          如上圖所示,上方為通常“模擬監控”采用的壓接 BNC頭方式,下方為HD-SDI 系統建議的方式。

          7.8.4 HD-SDI傳輸中繼器

          1)在傳輸距離超過100米以上,建議你采用 HD-SDI 中繼器進行距離的延長。每級中繼器可以延長距離150米,理論上可無限多級級聯。

          2)中繼器無法消除外界的高頻干擾,這種噪聲將會被累加和傳遞。所以HD-SDI布線應當避開強烈的高頻干擾源,部分強烈的高頻干擾是無法完全屏蔽。

          3)每個級聯的 BNC 接插件都會帶來信號的不可靠。所以過遠的距離應該考慮采用光縴。

          4)使用帶有線路檢測功能的中繼器,可以定位前級信號是否穩定可靠地傳輸到當地。

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