主頁（http://www.130131.com）：淺析：高清監(jiān)控應用中的幾大傳輸技術

　　近幾年隨著圖像傳感器技術的發(fā)展，目前大量使用的高清產品都是基于網絡傳輸技術的，直接傳輸方式在高清時代幾乎絕跡，但關于對網絡傳輸是否適合監(jiān)控圖像傳輸的爭論從來就不絕于耳。因此尋找一種與實際應用相符，技術能滿足，成本盡量低的傳輸模式對于監(jiān)控的應用尤為關鍵。

　　模擬信號傳輸方式

　　目前標清視頻信號絕大多數依然采用模擬信號傳輸方式，帶寬為6M，應用75-5的同軸電纜傳輸100米，在犧牲一些高頻細節(jié)的情況下，可以傳輸200-300米，甚至更遠。由于這樣的性能，從監(jiān)控應用伊始，這種傳輸模式就一直就沒有改變過。但是到了高清時代，由于傳輸的高清信號帶寬的擴大，1080P需要27M的帶寬，用傳統的75-5同軸電纜傳輸，幾米就衰減下去了，根本無法在監(jiān)控項目中使用，而高清網絡攝像機的傳輸方式和標清的相比沒啥變化，所以當高清時代來臨時，就成了網絡攝像機的獨角戲，直接傳輸模式很少有應用。

　　數字傳輸模式

　　既然高清模擬傳輸方式無法在監(jiān)控實際應用中使用，唯一的方法就只有數字傳輸了。在討論數字高清傳輸技術以前先分析高清信號的數字特性，30幀/秒1080P圖像信號的帶寬是：1920×1080×16×30=995.328M;30幀720P圖像信號的帶寬是：1280×720×16×30=442.368M，也就是說加上一些消隱數據，30幀/秒1080P的圖像不超過1G，720P的不超過500M，在數據通訊技術領域，實現這么大數據流量的傳輸方法很多，常用的介質有同軸電纜，雙絞線和光纖。

　　同軸電纜傳輸技術

　　同軸電纜傳輸技術在標清時代廣泛應用于標清模擬視頻信號的傳輸，與標清模擬視頻信號相對應的數字視頻信號標準是SD-SDI接口(270Mb/s)，這種接口由于成本和性能的原因，在監(jiān)控上很少應用。高清數字信號的標準是HD-SDI(1.485Gb/s)，在應用加解擾技術，發(fā)端預加重技術，收端均衡技術的前提下，可以把傳輸距離延伸到100米。

　　加解擾技術是用擾碼的不歸零倒置(NRZI)來代替早期的分組編碼。在傳送前，對原始數據流進行擾頻，并變換為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為一種基帶信號調制。NRZI碼是極性敏感碼。用“1”和“0”表示電平的高和低，如果出現長時間的連續(xù)“1”或連續(xù)“0”，會影響接收端從數字信號中提取時鐘。因為串行數字信號接口不單獨傳送時鐘信號，接收端需從數字信號流中提取時鐘信號，所以要采用以“1”和“0”來表示有無電平變換的NRZI碼。接收NRZI碼流時，只要檢出電平變換，就可恢復數據，即使全是“1”信號，導致的信號頻率也只是原來時鐘頻率的一半，再經過加擾，連續(xù)“1”的機會減少，也就使高頻分量進一步減少了。在數據流的接收端，由SDI解碼器從NRZI碼流恢復原數據流。

　　預加重技術就是在發(fā)端把信號放大，均衡技術可以理解為頻率補償，通常是使用濾波器來實現的，通過濾波器來補償失真的脈沖，判決器得到的解調輸出樣本，是經過均衡器修正過的或者清除了碼間干擾之后的樣本。自適應均衡器直接從傳輸的實際數字信號中根據某種算法不斷調整增益，因而能適應信道的隨機變化，使均衡器總是保持最佳的狀態(tài)，從而有更好的失真補償性能。自適應均衡器一般包含兩種工作模式，即訓練模式和跟蹤模式。

　　訓練模式首先由發(fā)射機發(fā)射一個己知的定長的訓練序列，以便接收機處的均衡器可以做出正確的設置。典型的訓練序列是一個二進制隨機信號或是一串預先指定的數據位，而緊跟在訓練序列后被傳送的是用戶數據。接收機處的均衡器將通過遞歸算法來評估信道特性，并且修正濾波器系數以對信道做出補償。在設計訓練序列時，要求做到即使在最差的信道條件下，均衡器也能通過這個訓練序列獲得正確的濾波系數。這樣就可以在收到訓練序列后，使得均衡器的濾波系數已經接近于最佳值。而在接收數據時，均衡器的自適應算法就可以跟蹤不斷變化的信道，自適應均衡器將不斷改變其濾波特性來保障數據傳輸的穩(wěn)定性。

　　但通過預加重和均衡技術來延長SDI的信號傳輸距離在實際應用中還是存在許多問題，線纜的特性對傳輸距離影響很大，再加上同軸電纜傳輸是一個單端傳輸系統無法抑制共模干擾。模擬監(jiān)控中工程現場如果線路不好就會帶來干擾，這些都會嚴重影響SDI信號的傳輸距離，則不難理解目前對于HD-SDI傳輸距離為何莫衷一是。理論傳輸距離和實際差異太大，而且最糾結的是如果HD-SDI信號超過它的傳輸距離，收端就無法解出任何信號來，這一點比傳統的標清模擬傳輸系統的性能差遠了。所以HD-SDI傳輸技術要大面積應用于監(jiān)控系統還是有很多問題和困難的。