视频有线传输与抗干扰技术的探讨.doc
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1、视频有线传输与抗干扰技术的探讨2005年9月23日上午,EIE实验室高级工程师李基生与北京恒星科通科技发展有限公司技术总监刘军来到慧聪网参加对话焦点第13期网上直播的现场访谈,与广大安防业内人士就“视频有线传输及抗干扰技术”这个话题展开讨论。 参加本期节目的两位嘉宾在视频有线传输和抗干扰技术方面都有着多年的实战经验和精湛的技术,并对目前抗干扰技术的现状和应用持不尽相同的观点。以下慧聪网编辑简称“慧聪安防”,两位嘉宾分别为李基生、刘军。 慧聪安防:欢迎两位嘉宾参加慧聪安防行业的第十三期对话焦点。这期对话焦点的主题是视频有线传输以及抗干扰技术方面的探讨。首先请两位介绍一下自己的专业特点跟自己公司的
2、整体情况。李老师请。 李基生:烟台EIE公司,烟台开发区EIE电子工程有限公司。我实际上不是公司的正规成员,已经退休很多年了。 慧聪安防:公司主营的业务是什么? 李基生:90 年代主要是做工程的,当时是山东省第一批一级资质单位。进入21世纪的这几年开始主要是搞产品,现在工程不做了,光做开发和生产产品。主要还是围绕传输和 干扰这个方向走。因为我们过去做工程深有体会,这两个问题一直没解决好,干扰产品买不着,射频过去我们用过,做工程的时候,遇到干扰了,射频调一调。慧聪安防:看来李老师的公司的产品是根据您多年的实践经验定位的。谢谢您光临我们的现场。 刘军:我 们公司全名叫北京恒星科通科技发展有限公司,
3、主要从事的是一线通广播产品,基于同轴电缆,在一根同轴电缆上划分不同的通道,用来传输不同的信号,单向或者 双向的信号。现在主营的产品由过去的一线通广播上升到一线通监控。主要采取射频调制的办法。但是在传统的射频调制办法基础上进行二次创新,比如传统的射频 监控是单向可以传视频,现在可以反向传输控制信号,而且还可以传报警信号,在原有的射频上是没有的,这是一线通的监控产品。一线通监控产品还延伸出来一个 产品叫视频扩展器,采用中频调制和ESP处理技术做的产品,电缆可以传视频传一千米。主要是这些产品。还有一线通的广播产品,主要应用在教育行业和旅游景 区,这是一个比较不错的产品。2002至2005年全国有一百
4、多家用我们的视频监控产品。 慧聪安防:应该说两位专家对于技术方面不仅有多年的理论学习,而且有多年的实践经验,两位对现在抗干扰技术应该是非常了解。首先请两位分别谈一谈目前视频有线传输技术都有哪几种,互相之间比较有什么优劣?李基生:谈 谈我的看法。过去我还没有系统地把这个问题回忆整理,这次利用这个机会考虑了一下。一个是基带同轴传输,传视频信号。视频是06兆,再加负载波,是 08兆,视频原信号加音频,也可以调制在这里面,都可以。视频基带传输目前有两种介质,一个是同轴电缆,是最早的,第二是双绞线,双绞线也属于基带传 输。同轴基带传输是唯一的一种可以直接传输原信号,不需要任何传输设备,拿根电缆,就能把视
5、频信号从这儿传到那儿,也是应用最早,大家最熟悉的一种。 06兆带宽频率比较低,传输的绝对衰减很少。所有介质的传输衰减和频率有关系,视频基带的传输衰减特别少。这是最大的好处,也有最大的困难,最大的困难 就是06兆高低频的衰减差,频率失真,这个问题太大了,这个频率失真是任何传输技术里都没有这么大的。高低频率的衰减差太大,有衰减少的好处,又有高低 频率衰减差距大,频率失真,很困难,这也是它长期技术进步非常慢、非常少的原因。按照现有的传输技术,如果不加传输设备,按咱们国家的行业标准,传输标准,755同轴电缆的传输距离,在网上经常应用的是120米左右,757大概 200米左右,我说的是传输标准,并不是说
6、工程里边大家看的图像主观感觉,这是两个概念。主观感觉,我认为行就行了,在这种情况下,可以做到200、 300米,甚至还有300、500米,在网上最远还有传到一公里的,不加任何传输设备。但是这些都只能是个人认可的,谈不到什么标准的问题。现在EIE实 验室根据多年做工程研究这个问题,最后突破了,主要是利用同轴电缆低频衰减少的优势,主攻频率失真,2000年突破了,解决了,这个问题算真正突破,彻底 解决了,也有传输设备,同轴电缆加设备,共同组成一个视频传输通道。如果只在末端加,前端不要,在末端加一个设备,视频恢复,755可以传到2公里。现 在发展到前端有源,末端有源,前后端都加传输设备,射频、光端机、
7、双绞线传输一样,两端都有,757三公里,755达到两公里。现在同轴视频传输已经 发展到,不光传输质量还是成本,可以和已经完全达到,甚至于某些指标超过了模拟光缆机的水平,已经达到这个水平了。与光端机厂家合作的时候,他们也有这个 看法。这个问题目前在网上,大家对这个东西还是不了解,实际上同轴电缆的传输现在已经解决的比较好了,但是它的问题,一路信号一根电缆,必须这样,有50路信 号,就得一大捆,得50根电缆。而且目前来看,我们做的,或者国内做的技术,也只是同轴电缆,同轴视控也可以,我们目前还没有直接做同轴视控,按理说可 以,也可以反向控制。但是从目前的图像传输来看,还只能一路一个,这是它的缺点。再一
8、个,现在的传输距离远了,干扰的问题就会突出,因为电缆越长,干扰越 大。到今年1月份,这项技术也突破了,解决干扰问题。目前一个新的概念叫抗干扰视频传输距离,有一个新的概念,抗干扰的传输距离,在末端加一个视频恢复设 备,755传两公里,这是不抗干扰的传输距离。如果遇到干扰的情况下,前端加抗干扰器,这样传输距离就会很远。所以抗干扰传输的问题,总的来讲,同轴基 带传输,目前从传输距离和抗干扰技术比,现在基本上都有了突破性的,包括产品应用现在已经具备一定的规模了。 双绞线传输方式从技术范畴来看也是基带,是用平衡传输的,同轴算单机的非平衡传输。双绞线传输,从本身线缆来看,从线缆的传输特性来看,是目前传输视
9、频当 中衰减频率失真最严重的。和755电缆比,大概400多米双绞线的衰减和频率失真相当于755电缆一千米这么长距离的衰减和频率失真特性。因为它是用 平衡方式传输的,所以需要把摄像机的视频信号进行变换,由不平衡变成平衡,所以需要有双端传输设备变换,由不平衡变平衡,显示时由平衡再变不平衡,需要双 端设备。这个技术咱们国家这几年发展的比较快,产量现在网上也很多,说法比较多,基本上目前比较成功应用的在一千米左右。最近还有一个说法,双绞线视频传 输的普及应该是大势所趋。第二个说法是五类线代替双绞线已成为必然。我认为根据不太足,没有见到他们提出实践依据或者理论依据。我有一个看法,在几种传输方式当中,传统很
10、成熟的,光端机传输的,视频也与有线电视、广播电视技术,也是很成熟的技术,自有双绞线技术是起步最低的一种, 目前我个人认为它的技术还不成熟,我认为从技术来讲,它是一个早产儿,产的太早,不成熟,拿出来当产品卖,目前还没有一家有产品技术指标的,有传输标准的 技术直白,都是拿着监视器看图像,觉得挺好。应该说这是很初级阶段的东西。视频传输设备不能靠谁去拿眼看。举个例子,汽车的生产有汽车的生产标准,不能让 一个司机开着看看,这个车开着挺舒服,挺好,就认为很好,这是两个概念。目前大部分厂家的产品还是处于主观评价产品,关键问题在在这儿,它和工程里,验收 拿到工程,哪一路合格不合格,不能用工程验收的方法来替代产
11、品的技术标准,这是两个概念。目前的双绞线,我觉得存在的问题还是在这儿,还没有发现有几个主 攻这个方向的,而且互相炒的很厉害,你生产我也能生产,把它看的很简单。因为衰减的特性比同轴电缆的还大,所以要传好、传远,它的技术难度比同轴电缆的还 要难,现在做的很简单。但是它的好处是同轴电缆本身便宜。目前包括在宣传上,在实事求是方面恐怕要加强一点儿。 刘军:李 老师讲的很详细,也很客观。我谈一下我的认识和看法。从传输方法来说,大的方面可以分为五种方法。第一种是基带传输,视频通过同轴电缆。第二种是双绞线传 输,阻抗为600欧的双绞线传输。第三种方法是射频传输,就是宽频一线通,采取频率搬移的办法,把06兆的信
12、号搬移,搬移到载波上进行传输。为什么这么 做呢?因为同轴电缆的带宽很宽,从0到1G,这种技术也是很成熟的技术,咱们是采取FDM技术,同轴电缆形象地打比方,相当于同轴电缆是一种双向若干车道 的高速公路,咱们把它划成大车道、小车道、慢车道,甚至可以划出专用车道,把不同的图像搭载到不同的载波上,在不同的车道上行驶,这是基本理论和基本思 路。这条电缆可以划成双向的,像现在的高速公路,北京的三环、四环、五环,双向大车道,正向四车道,反向四车道,正向传输视频信号、音频信号、报警信号, 反向还可以传控制信号。而且这种方法有一定的抗干扰性,当然这个干扰,截止目前为止,没有一种产品能够讲我这个东西是万能的,任何
13、东西都不会干扰,这是不 会的,只不过像李老师刚才讲的,结合工程实践,主要的视频干扰从哪里来的,把主要的避免、解决了,我们认为这个问题就解决了。从工程实践中,我过去也做过多项大型工程,包括一直在新疆和哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、巴基斯坦、塔吉克,海关口岸,通过多年的工程实践,各种视频干扰基 本都在10兆以内的干扰。视频是06兆,10兆以内的直接干扰会干扰到视频。采取的是频率搬迁以后,10兆以内有干扰,我利用10兆以外没有干扰的波 段,搬到有线电视的频道,搬到一频道,一频道48.5兆上,这样有可以有效地避免干扰。而且搬上去以后的频道可以任意变化,按照现在国家有线电视的标准, 制式标准,图像是6兆带宽
14、,图像是以调幅调制的方式,伴音是调频调制的方式,搭载在图像6.5兆的载波上传输,解调的时候通过一个频率分开,图像有调幅的 解调,还原成视频图像。如果遇到干扰以后,搬到五频道上,可是五频道有空间干扰怎么办?无所谓,搬到十频道上去。现在有些电视频道有好几十套,对监控来 讲,现在的技术标准做到550兆传40套节目,频率的空间,通道的空间,资源是相当丰富的,这条路走不通可以走另外一条路。我们在自己产品宣传的时候,做 完这个产品以后,为了推广,在市场宣传方面做了一个形象化的口号宣传,叫“条条大路通罗马”,这条走不通可以走另外一条。过去讲一条大路通罗马,射频监控 在监控图像的传输里,叫“条条大路通罗马”,
15、这也是过去监控方式的一种改变。李老师讲到了视频基带传输要一一对应,摄像机到终端,一路信号一根电缆。而视频传输的方法,最大的好处就是可以采用一根电缆传输40路AV信号,还可以加 反向控制、报警,甚至把广播都加进去,因为频谱资源是相当丰富的,随便都可以把这些功能加进去。这是视频的第二个好处,可以实现一根电缆多路节目的传输, 而且扩容相当方便。这根电缆现在是500米长,明年这个地方需要加5个头,把这根电缆延伸一下就可以了。射频传输的方法也不是万能的,不是顶级最好的,也 有它的弊端。射频这个东西调试起来相当麻烦,要有相当的理论水平和工程实践经验。如果平台做的不好,或者调制单元电路做的指标不够,图像之间
16、就会相互干 扰。第一,对产品的技术要求和标准比较高,第二,对施工人员的施工水平,理论水平和施工经验要求比较高。如果不懂高频理论的人,这个东西是没法调出来,调 出来是一塌糊涂,没法看。一号摄像机的画面可能叠加在二号摄像机上,相当于有一个背影一样,这是射频的弊端。从厂家来讲,调试这个东西需要借助专业仪器, 尽量做到傻瓜化,在节目不多的情况下,尽量在设备上,比如建筑设备上做一些自动控制,在输出电平上,通过LED看电平的高与低或者正常,尽量做到傻瓜化, 这样方便在工程实践中使用。这是第二个传输方法,就是射频监控。刘军:第 三个是微波监控。从产品技术角度来讲主要分为两种,一种是模拟微波,大部分采取的是调
17、频调制的办法,占用25兆带宽,和90年代一直到2000年以前模拟 微波卫星转发的技术基本一样,占用25兆带宽,调频用这个办法传输视频信号。当然这种方法只是适合远距离的,对视频的图像信号传输节目不是很多的情况下使 用,因为微波设备造价比较昂贵,现在的价格下来了。我过去在军工企业做微波的时候,一套微波最低价卖一万八,不包括反向控制。当然微波也有好处,施工简 单,现在一般有线台是几公里的传输,而它可以做到几十公里。我曾经在郑州河务局,黄河水利委员会下属的部门,从花园口水文站一直传到市里,传38公里,理 论上讲无遮挡是100公里,实际上做不到,在地球表面传输只是60公里,因为地球本身就是弯的,一般来讲
18、,理论来讲是60公里。微波设备从现在使用的频段 来讲,一般分为L波段、S波段和Q波段。L波段是12G,S波段是23G,中心频率是2.32.5G。Q波段是1011G。微波的频段较宽,每一 个频段最多可以传7、8套到10来套的节目,频率资源有限,一般来讲7、8套、10来套是可以的。多了以后,第一是造价太高,第二,频率资源不够用,相互 干扰。现在又出现一种数字微波,基本上都是采取2.4G的扩频传输的方法。扩频传输的方法,等于把微波,有的直接就是视频通道,有的是和电线的标准一样,给一个2兆口,等于把微波作为无线网,采取TCPAP协议,数字微波已经和网络传输可以融合到一起了。第四种叫网络传输。这两年在网
19、上炒的很厉害,厂家宣传的也很 多。现在网络传输从传输方式来讲主要有两种,一种是以太网,基于IP协议下的传输,这种传输方法要求对数据采集量化,然后进行编码,或者视频压缩,打包进 行传输,就要有视频传输的设备,也就是视频服务器,通过视频服务器传输,这种方法现在也有大量的宣传和大量的使用,这是以太网的传输。还有一种是互联网的 传输,把视频信号量化以后,视频服务器有自己的IP,可以用IE浏览器,只要在网络里用一根电缆,IE浏览器就可以看到图像,这是在互联网上传输的。而以 太网网络的传输是近年来才真正发展起来的,应该是进入21世纪,2000年以后才发展起来的,实际在工程实践中,网络传输的方法,因为受到网
20、速的限制,在 局域网里传十几套可以,传几十套以后,受到网速的限制,会发生传输速率比较慢的问题。因为现在视频传输,按照咱们国家卡尔定律的方法,每秒钟25桢以后才 认为是连续的画面,行话叫实时传输,实际上在网络里所谓的实时传输,用肉眼看没有技术标准,也没有技术规范,用肉眼看好像是实时的。上次一个展会的一个厂 家,我做了一个简单的试验,他说是全实时传输,这是摄像机,这是我的手,手在摄像机前面快速运动,这时画面上看到的就不是手,是一片皮肤的浅黄色,一片黄 色,就说明有延时,手在快速移动的时候。网络传输对于静止画面来讲没有问题,对于高速运动的画面,还是有问题的。网络视频的信息量是很大的,要让有限的网 络
21、带宽以一定速率传输,必须要进行压缩,而且要进行深度压缩,频率越高,携带的信息量越大,就会发生丢失,颜色就不是很鲜艳了,灰蒙蒙的一片,边界不是很 清楚,人的脸和黄色的背景不是很清楚,好像脸和背景有过渡色,就是压缩太深的现象。现在有H.264,MPEC1、MPEC4。从视频的压缩方法和传输技 术上还没有根本的解决。一般来讲,他们要求小画面传输,356288,从满屏的时候看一下,这时画面就下降了。 网络传输,现在我认为视频质量受网络速度的影响而导致的数据传输的图像质量不高,不能实时传输。但是网络也有好处,因为网络是交互的东西,不管是 Internet网络还是以太网上,只要有一个网络接口,敲进去一个I
22、P,就可以进行监视任何一个画面,这是网络的好处。网络这块现在主要是这几个问题。 数字传输的过程不会像模拟传输,模拟传输都是经过一次处理,对模拟的视频信号来讲,处理一次就要失真一次。现在不管是同轴电缆传输、双绞线传输还是别的传 输方法,模拟传输方法都是通过一个指标,每处理一次,变化一次,失真的指标控制在可控的范围之内就可以了。数字的东西,要么有,要么就是没有,要么是0, 要么是1,不会在0和1之间有一个0.5。如果技术出现重大突破以来,数字是最好的传输方法。 最后一个方法是光纤传输。光纤传输现在也是两种方法,一种是模拟,一种是数字。模拟的是调到激光上进行传输,这是最原始的。现在也出来一些数字光端
23、机,数 字压缩以后采取满荷复用的方法,把视频信号进行数字化,进行编码,编码以后发文件包,那边根据文件包的标识还原出视频来。光纤传输最大的优点是传输距离 远,抗干扰性较好。光缆的介质不是金属,不会受到电磁波的干扰,而且传输距离特别远,如果单用光纤,可以传60公里,现在的激光新技术可以传到60公里, 但是光纤传输也有弊端,第一个弊端就是造价过于昂贵,第二是施工不方便,因为光纤的焊接都需要专门的设备,而且光纤的连接对施工人员的要求也是很高的,检 修不方便,一旦工程做完以后,光纤有问题,必须厂家有专业的仪器处理,一般小规模的工程商和直接用户是没法解决的。现在市场上视频主要的传输方法,这是我 认为在市场
24、上的技术,各有利弊,各有所长,任何一个产品都不是万能的。一些企业宣传的很厉害,可以传20公里、30公里,有些东西是不可取的,就像李老师 讲的,理论根据不存在,所以我认为有些东西是不可取的。安防这个行业国家标准很多都是滞后的,而且门槛较低,进来以后很多施工人员停留在摄像机连接视频线,连到机房的水平,所以往往受一些虚假信息的蒙蔽。 慧聪安防:刚 才两位介绍了五大技术,基带、射频、微波、网络传输以及光纤传输。李老师还介绍了双绞线传输,双绞线属于基带传输。这几种传输方式对于安防现状的介绍,应 该是基带传输是比较常用的,现在由于施工人员素质的限制,还有门槛低,在市场的工作中经常遇到的一个问题,很多人问到
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