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    當前位置:技術交流 圖像質量可控的同軸視頻傳輸系統
      下列文章是我公司EIE實驗室根據公司產品開發、實驗、工程等實踐經驗及數據所寫,均為原創文章。希望能與廣大同行進行交流。未經我公司許可不得轉載。
     
    圖像質量可控的同軸視頻傳輸系統
     
    ---本篇文章已被發表在“慧聰安防技術市場——商訊互動”第59期2004.04.20
     
      圖象質量取決于視頻源信號的傳輸質量。傳統傳輸系統只能“被動的”傳送視頻信號,不能修復和改善視頻失真。新型 “同軸視頻傳輸系統” 的出現,改變了被動傳輸的局面,實現了監控系統圖像質量的“主動”控制,有望能夠推動監控系統進入高圖像質量的新時代。
     

    一、從一根同軸電纜說起

    例一:工程中,一臺攝像機距離主機350米,用一根75-5同軸電纜傳輸,圖像還不錯。另一臺攝像機距離800米,用一根75-7同軸電纜傳輸,圖像也還可以。

    例二:一個10公里外的遠距離監控區,有8個攝像機,距離集中點從50米到800米不等。視頻傳輸系統設計是:距離集中點300米以內的,用75-5同軸電纜;300米以上的用75-7電纜傳輸。在集中點,用多路單模單纖光端機集中傳輸,在末端用光端機解調出8路視頻信號。
    評價上面兩個設計例子,應該說還比較合理,圖像評價也不錯。

    如果我們再問:傳輸系統是怎么組成的呢?
    回答是:例一中什么也沒用,例二中用的是光端機!有問題嗎??工程都通過驗收了!

    如果對這個工程的傳輸特性進行檢測,結果會發現:同軸傳輸100多米以上的大都不合格,傳輸特性沒有達到視頻失真度規定標準。問題出在哪里呢?是光端機不合格么?我們這里是假定所用光端機100%高保真。那問題就出在同軸電纜上!這是一個被忽視,也是最簡單的“視頻傳輸系統”。我們原以為它能“忠實”地、不失真的傳輸攝像機的源信號。

    現在回到上面的問題,傳輸系統都用了些什么視頻傳輸設備呢?
    回答是:

    例一中,用了一個“同軸傳輸系統”,它是由一根350米75-5同軸電纜組成的,不帶任何補償設備。這個“傳輸系統”的傳輸特性就是這段電纜的傳輸特性。

    例二中,前端也是采用了“同軸傳輸系統”,結構和例一相同,只是電纜的型號和長度有多種而已,遠傳又采用了光端機傳輸系統。所以例二中實際采用了兩套串聯傳輸系統。它的傳輸特性也應該是由兩個分系統共同決定的。由于我們這里是假定所用光端機100%高保真。所以問題還是和例一相同,系統特性也就取決于這段電纜的傳輸特性了。

     

    二、傳統視頻傳輸系統的特點
    圖像質量的決定因素是視頻傳輸質量。傳輸系統的具體結構組成盡管各種各樣,但多數都可以等效為上述傳輸原理。微波、光纖、射頻等傳輸系統,大都如此。這些傳統視頻傳輸系統的特點是:

    1. 都是“被動”傳輸系統。
    假定這些傳輸系統都是100%高保真系統!氨粍印钡暮x就在于輸入到這些系統的信號。當輸入高質量的信號時,它就傳送并解調出高質量信號;當輸入衰減并失真了的低質量信號時,它就傳送并解調出同樣衰減并失真了的低質量信號,設備本身對輸入的失真信號沒有補償、恢復和改善功能,這就是“被動”的含義。值得注意的是,監控系統中的分配、矩陣、硬盤、畫面分割等設備,也都屬于“被動”設備:如硬盤系統對電纜衰減十分敏感問題。所以,系統設計應該清醒地認識這一點。

    2. 沒有把同軸電纜作為一種“傳輸系統”來看待。
    因為過去一直沒有配套的同軸傳輸設備,所以限制了同軸電纜的使用距離。工程中當遇到較遠的攝像機時,只能選用粗電纜來“湊合”解決,只能做到什么程度算什么程度了。

    3. 盡管我們上面假定這些傳輸系統都是100%高保真系統,但在實際工程應用選材中,還是會遇到不少不合格的設備。包括:有的微波傳輸設備視頻帶寬只有4M、有的射頻傳輸設備本身的傳輸特性不合格、甚至有的光端機傳輸特性竟然相當于300-500米75-5電纜的衰減特性等等。這里只是想提醒工程商和配套商在采購設備時應注意這些問題。

     

    三、同軸視頻傳輸系統新概念

    1. 同軸視頻傳輸設備——頻率加權視頻放大設備。
    同軸電纜是一種傳輸介質,不同型號、不同長度的同軸電纜具有不同的傳輸特性,而且是固有的特性,不能改變;作為一種傳輸系統,除傳輸介質外,還必須有傳輸設備,這種設備應該具有和同軸電纜傳輸特性完全相反的補償特性。這就是“頻率加權視頻放大設備”。

    2. 頻率加權視頻放大技術
    這是一項擁有我國自有知識產權的專利技術。采用這項專利技術,已經成功開發出了以頻率加權視頻放大為核心技術的“視頻恢復主機”系列產品(簡稱“e放大器”)。

    3. 視頻恢復主機(“e放大器”)性能要點:
    ★ 產品種類:單路、4、8、16、32路;有1進1出和1進2出兩種。
    ★ 最大補償距離:SYWV75-7電纜:3000m;75-5電纜2000m;75-3電纜750m。
    ★ 補償特性:采用頻率加權視頻放大補償專利技術,距離上全程連續可調,適應于各種型號同軸電纜,可按PAL-D視頻失真度標準要求實現完全補償。
    ★ 特點:遠程補償、輪廓增強、高頻提升三項技術,具有視頻傳輸的遠程圖像質量有效恢復、近程圖像質量有效改善優異性能,可使監控系統圖像質量全面達到前所未有的新水平;

    4. “e傳輸系統”
    完整的同軸視頻傳輸系統,是由同軸電纜和末端視頻恢復主機構成的(以下簡稱“e傳輸”)。這種新型的視頻傳輸系統的特點是:
    ★ 這是一種“主動”視頻傳輸系統。它首次實現了視頻傳輸質量和圖像質量的主動可控功能,在工程現場,不同型號和不同長度電纜,只要在設備規定的最大補償距離范圍之內,都可以手動調整到攝像機源信號質量水平。
    ★ 按照我國PAL-D視頻失真度標準要求:75-7電纜無補償最大傳輸距離大約是200米,配套視頻恢復主機后,符合這一標準的傳輸距離擴展到3000米,75-5電纜2000米。
    ★ 視頻恢復主機特有的輪廓增強和高頻提升功能,可有效改善圖像主觀評價的清晰度。
    ★ 采用末端補償技術。更加方便實用,沒有前端調制或變換設備,沒有中繼放大設備,

     

    四、同軸視頻傳輸系統的積極影響
    “e傳輸”是一種簡單、實用的同軸視頻傳輸系統。不僅可以直接應用,而且可以與光纜傳輸系統、微波傳輸系統、射頻傳輸系統靈活組成性能優秀的復合傳輸系統。改變它們的“被動”面貌,把整個監控系統變成一個圖像質量可控的主動系統,全面改善系統圖像質量,創造出更多的優質工程。

    1. 監控系統圖像質量全面升級。
    利用“e傳輸”系統圖像質量“主動”可控功能,不僅可以補償電纜傳輸失真,而且可以對傳輸、切換、分配等等相關設備的失真“算總賬”,實現最后的理想效果!癳傳輸”系統的目標:不僅能提高圖像嚴格的主觀評價水平,而且力求在嚴格的傳輸特性參數測試中,全面提高合格率。

    2. 擴展了傳統同軸電纜監控系統的監控范圍,同時改善/提高了圖像質量,有效降低中近程監控系統的造價。如1-3公里監控范圍,同軸電纜替代遠程傳輸設備,粗電纜可以改為細電纜傳輸等。

    3. 與傳統遠程傳輸系統(光纖、微波、射頻)合理組合,可化簡系統結構、改善提高傳輸質量、降低系統造價。例如,遠端監控區分散的監控點,可以先用“e傳輸”集中到一點,然后用多路單纖傳輸系統遠傳/解調。不僅系統簡潔,而且必要時前端“e放大器”還可以適當補償遠傳系統的特性不良,使傳輸最后結果達到最理想。

    4. “e傳輸”系統中,采用抗干擾“e電纜”,可以實現強電磁干擾環境下的“安全”布線和傳輸;(有關“e電纜”介紹,請參看慧聰商情2004年3月號,商情互動“挑戰同軸視頻干擾”文章)。

     
    視頻信號的同軸傳輸仍然是目前監控系統的主流。把對同軸電纜的認識提高到“同軸視頻傳輸系統”的高度來設計監控系統,將推動監控系統進入高圖像質量的新時代。
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