“模数结合”问题重重
一个智能小区，充分利用计算机技术、自动化控制技术、视频技术、报警技术、网络技术、传输技术、系统集成技术等为居民生活提供一个安全、舒适、便捷的生活环境。视频安防
监控系统，是智能小区安防系统中最重要的系统组成部分，它能做到事前预警、事中报警、事后取证，对违法犯罪分子起到强大的心理震慑作业，实现小区安防系统的智能化管理。
而事前预警、事中报警、事后取证的关键在于视频图像清晰度和实时性的效果，视频图像越清晰越实时，越能为小区的安保人员或公安机关的侦察破案提供更加有力的视频图像证据。
目前大多已建的智能小区的既有视频安防
监控系统的建设采用的是“模数结合”（模拟摄像机+数字硬盘录像机+模拟视频矩阵）方式，其视频图像质量普遍存在的问题是：前端摄像机老化，出现无图像、图像不清、图像像素低、人物面部特征难以分辩、颜色偏差大等问题，严重影响视频图像的取证。如果要升级到高清网络系统，则需要重新布线，路面开挖和复原的工程量较大，并且需要新建一套布线系统和网络系统来支撑，系统升级改造的造价会比较大。
所以，本文主要介绍如何利用既有的视频同轴线缆传输来实现从“标清模拟系统”升级到“高清数字（网络）系统”的方案技术及应用。
“模数结合”（模拟摄像机+数字硬盘录像机+模拟视频矩阵）系统介绍
系统组成主要由前端设备（摸拟摄像机）、传输部分、控制设备（模拟视频矩阵）、显示设备（模拟监视器）、存储设备（数字硬盘录像机）组成。
传输部分：短距离（一般500米以内）的传输线路采用视频同轴线缆；长距离的传输线路采用光纤+视频光端机方式。
控制部分：采用矩阵控制键盘，通过模拟视频矩阵进行视频的切换调看和控制。
这种“模数结合”方式，从前端摄像机到控制中心的控制、显示、传输的信号都是模拟信号，其优点是：
• 视频模拟信号通过模拟视频矩阵进行切换调看，视频图像实时性好；
• 视频模拟信号通过数字硬盘录像机的数字编码压缩变成数字信号，通过以太网络进行传输和组网，可以实现大型或异地组网的监视、回放和存储。
• 但这种“模数结合”方式在视频图像清晰度和编码压缩后的视频图像实时性存在一定的局限性：
• 目前模拟摄像机的水平线数最高为750线，有效像素点（PAL：976（H）×582（V）），相当于约57万像素，相比百万像素以上的高清网络（数字）摄像机的像素点还是较低；
• 视频模拟信号通过数字硬盘录像机的数字编码压缩为数字信号后，通过数字硬盘录像机来调看视频图像时存在一定时间的延时，实时性稍差，一般延时在300ms内，如果是多级结构的组网，那视频画质的实时性更差。
利用既有视频同轴线缆的传输线路实现“模拟”到“高清”的应用
目前能利用既有视频同轴线缆的传输线路实现“模拟”到“高清”的应用，主要有以下两种技术架构来实现。
高清数字系统（HD-SDI）的应用
HD-SDI（High Definition- Serial Digital Input，高清晰度串行数字接口），其核心为SDI信号接口，是美国SMPTE制订的一种广播级信号标准，HD-SDI是依据SMPTE 292M标准，在1.485Gb/s或1.485/1.001Gb/s信号速率条件下传输的接口规格。
该技术已非常成熟，市场上已有相应的HD-SDI设备，其系统组成主要由前端设备（HD-SDI摄像机）、传输部分、控制设备（HD-SDI视频矩阵）、显示设备、存储设备（HD-SDI硬盘录像机）组成。
传输部分：短距离（100米以内）的传输线路采用视频同轴线缆；超过100米后的图像质量衰减很大，建议传输线路采用光纤+HD-SDI视频光端机方式。
控制部分：采用矩阵控制键盘，通过HD-SDI视频矩阵进行视频的切换调看和控制。
这种基于HD-SDI技术应用的高清数字系统，其系统结构与上文的“模数结合”系统结构一样（见图1和图2），但不同的是这种基于HD-SDI技术，其从前端摄像机到控制中心的控制、存储、显示传输的信号都是数字信号，其视频图像的优点是：
• 无压缩、无失真、还原效果好；
• 无时延、实时性好；
• 支持1080P高清显示。
所以，针对既有的模拟视频安防
监控系统，视频同轴线缆同样作为传输介质，只需要更换前端摄像机、后台的视频矩阵和存储设备，几乎不需要操作培训，就能平滑实现从“标清模拟监控”到“高清数字监控”的应用，不需要更换布线系统和显示设备，不改变既有的操作和使用习惯，不改变设备管理、维护和保养方式，与既有的模拟系统设备一样简单。
但这种技术应用只适合于采用视频同轴线缆传输距离在100米以内，超过100米的传输距离，视频图像衰减非常大，视频图像质量会更差。
“基于IEEEP 1901的EoC技术”实现“高清”的应用
目前市场上已有“基于IEEEP 1901 的EoC（Ethernet over Coax）技术”的产品（俗称“介质转换器”），它可以在视频同轴线缆中进行以太网数据信号的传输，其原理就是将以太网信号经过调制后在视频同轴线缆中进行数据传输，这样就可以轻松利用既有的视频同轴线缆的布线系统，实现从“模拟标清”升级到“高清网络”的视频监控系统（其系统结构示意图见图2）。
应用一：点对点应用，适合改造类工程，利用既有视频同轴线缆/网线/电话线等2芯线升级到高清网络系统。
应用二：串并联应用，适合新建和改造类工程，利用既有视频同轴线缆/网线/电话线等2芯线最多连接20台设备进行高清视频、控制、对讲等信号传输。
其技术产品的优势：
• 基于IEEE P1901技术，支持在视频同轴线缆、电力缆和电话线等多种介质上传输网络高清视频和高速数据信号。具有传输距离长、通信速率高、支持多媒体业务、支持组网等特点；
• 通信距离最大无中继跨度可达2000米（以太网最大通信距离才100米），极大方便了布线，对于普通的SYV75-5视频同轴线缆，在2000米距离时，可以保持TCP/IP吞吐量不低于30Mbps；
• 支持多路信号传输，一条视频同轴线缆上最大支持20路百万像素的视频、报警、对讲、控制信号（而以太网和模拟系统都是单线单点方式）；
• 支持多路高清同时传送而无延时，仅对数字信号进行介质传输，无任何损害；
• 升级容易，利用既有的视频同轴线缆直接升级为高清网络系统，该技术产品即插即用，也无需软件硬件设置；
• 支持PoC集中供电，使用视频同轴线缆直接给高清网络摄像机供电，可以简化工程安装，节约成本，500米SYV75-5视频同轴线缆可以支持40W的功率输出；
• 扩展能力强，如需要增加节点，无需重新布线，在负载范围内，任意通过三通等接头接入，并且可以与网络布线系统兼容。
综上所述，利用既有的视频同轴线缆的传输布线系统，不需要重新开挖路面（或少量因增加监控点的线路敷设开挖），不会因为路面大面积施工造成对周围环境和居民生活的干扰，既可以实现长距离的传输，又可以实现百万像素以上的高清网络监控，需要更换以下设备：
• 前端摄像机：模拟摄像机→高清网络摄像机；
• 后台的控制系统设备：模拟视频矩阵→视频管理服务器、视频矩阵控制键盘→网络控制键盘；
• 存储设备：数字硬盘录像机→网络硬盘录像机或IPSAN。
还需根据监控数量规模适当增加交换机设备和介质转换器的发送/接收设备。
但高清网络摄像机在视频实时性方面存在一定的弊端：因为高清网络摄像机是内置了编码、数字处理和网络传输等功能为一体的摄像机，视频模拟信号在摄像机内部通过ISP/DSP进行了编码压缩后再通过网络传输模块直接输出图像码流的数字信号，在这个“模拟”转“数字”的过程中就存在一定的时延，摄像机输出的图像码流再通过网络系统进行传输，前端摄像机到后台设备的传输时延一般在300ms以内，所以高清网络摄像机在视频实时性方面会稍微差一点。
在实际工程改造中需要注意的事项
上文所介绍的两种利用既有视频同轴线缆传输的技术应用，在实际工程改造应用中，需要注意以下事项：
• 检查视频同轴线缆的敷设质量，测试视频效果。因为很多既有系统中视频同轴线缆没有严格按照施工规范和工艺要求进行敷设，导致视频同轴线缆与强电同管敷设或长期泡在水中或没有套管**在外等情况造成视频信号受到干扰和衰减，这种情况就需要重新布线；
• 更换BNC接头，采用高可靠性的全铜质BNC接头进行端接。因为既有系统中的摄像机的BNC接头大多因为使用时间长久已经氧化，会造成视频信号衰减，所以建议更换；
• 供电系统方面，建议采用独立的UPS集中供电系统和分散/集中相结合的变压方式；
• 室外立杆摄像机，必须做好防雷接地措施，必须安装防浪涌器，并且越靠近摄像机安装防雷效果越好，立杆应采用镀锌钢管制成，在杆的顶部设有避雷针，能够引导直击雷入地，立杆的基础接地建议采用独立接地方式，采用接地电极以及由扁钢和角钢组成的接地网，接地电阻要求≤10Ω。
以上四点是经常造成视频图像干扰或不清晰等情况最容易忽视的地方，所以一个高清的视频监控系统，除了在设备产品质量选型外，还要特别注意以上事项。
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