监控领域视频发展轨迹(一)

    关键词：监控 光端机 矩阵 模拟矩阵 IP矩阵 BVX矩阵 电开关 全数字交换 压缩 非压缩  

    前言：当今的世界是一个飞速发展的世界，信息传递也成为人们相互交流中必不可少的环节。人，从外界获取的信息，70％来自视觉，因此，在监控系统中，视频图像成为了最主要也是最重要的信息来源。在监控系统中，如何将监控点的视频图像快速、准确、清晰的反映到人眼呢？人们获取视频信息，必须分成视频采集、视频传输、视频管理以及视频显示四个步骤。因此，围绕这四个部分，人们开发出了多种的技术手段，在此我主要从技术的角度和大家探讨一下监控领域中视频传输和管理这两方面的发展轨迹。

    我个人将视频在监控领域中的发展分成从无到有、发展成熟和更新换代三个循序渐进的阶段，并就这三个阶段分别和大家做如下讨论：

    第一篇 从无到有――近距离传输和模拟交换20世纪80年代，视频监控逐渐在国内民用领域兴起，此时的视频图像的传输方式很简单，直接利用视频（同轴）电缆线将视频从监控点传回监控中心，送达监视器供管理者使用。但后来，随着视频监控点的增多，人们发现，监控中心也必须随之扩大，这样问题出来了：1、视频显示设备的增多。在一对一的情况下，每增加一个监控点就必须增加一台显示设备，导致系统成本大幅度增加，这里成本主要包括了设备成本和中心机房占用面积的成本。2、管理人员的增多。由于人自身的局限性，如果一个管理者应对太多的视频图像，就不可能作出及时、准确的反应和处理，所以人员成本也大幅度增加。那么，为了方便管理者的，人们引入了视频交换，即将视频图像从任意一个输入通道切换到任意一个输出通道输出。完成此项功能的设备即我们通常所说的视频矩阵。矩阵的出现，解决大量视频图像的显示、切换调看和分配共享等问题。不过当时的矩阵远远谈不上完善的视频管理切换系统，仅仅只是非常简单的矩阵切换器。

    有了视频采集系统（摄像机）、视频传输系统（视频电缆传输）、视频管理系统（矩阵）和视频显示系统（监视器），一个可供使用的具备基本功能的视频监控系统就搭建起来了。所以这个阶段是视频监控从无到有的阶段。

    但是这个阶段只是将视频图像送达到了管理者的眼睛，视频图像的质量如何？系统使用的效果如何？这也是人们关心的问题。没有好的图像质量，人们无法观看，更不能做为视频证据，这也就达不到监控的效果。那么我们就从视频传输和管理两个方面来分析一下当时的图像情况：

    一、近距离视频传输

    使用简单，成本低廉，使得电缆线（同轴电缆）传输视频是当时唯一的可用于民用监控领域的视频传输方式，因为高成本的无线电传输还只能适用于国防、航天以及广播电视等领域。但是视频信号通过线缆传输也有天生的缺陷：

    首先，视频信号是电信号，在电缆线传输过程中不可避免会产生衰减，衰减的程度于传输的距离有关（当然线缆质量的好坏也会产生影响）。为了得到相对清晰的图像，保证图像质量，传输距离不超过500米，如超过500米也可加装视频补偿器，对视频信号进行放大以完成更远距离的传输，加装放大器后可以将传输距离延长到800～1200米，但由于在加入放大器的同时使系统噪声放大，且高频分量衰减很大，造成图像频谱失真，所以若做更远距离传输则不能保证图像质量。其次，随着现代文明的不断发展，各种大功率电器设备日益增加，电磁干扰越来越多，例如外界的强磁场、高电压都会对视频信号的电缆传输产生干扰。使大部分地区电磁环境不好，这些干扰频率一般在4MHz以下，而采用视频基带利用同轴电缆的0～6MHz来传输图像信号，所用带宽完全在干扰频带之内，因此抗干扰能力较差，受干扰的图像容易产生斜纹、网纹、雪花及重影，严重影响图像质量。所以，在电磁环境恶劣的环境中很难使用同轴电缆传输。此外，同轴电缆使铜质金属材料，所以传输线路容易发生信号被窃听、传输线路被盗以及线路导电，容易造成安全隐患等缺陷等情况。

    不过，虽然具有上述缺陷，但电缆传输仍然在现今的监控系统中广泛应用。特别是现在出现了很多新的电缆视频传输技术，例如双绞线视频传输，在传输线路的两端加装较为便宜的双绞线传输设备后，传输距离可达1000～2000米，由于双绞线抗电磁干扰能力强，图像传输质量也比同轴电缆传输要好。此外还有同轴电缆共缆传输方式，这种方式可在一根电缆上传输数十路视频信号，其传输距离和图像质量也比传统的同轴电缆传输方式强许多（如传输距离可达2000米；其将视频信号搬移到112 MHz以上的高频载波传输，可避开常见干扰频率），不过，这种采用方式也得在传输线路两端加装共缆传输设备。

    二、单系统视频切换

    初期的矩阵是功能简单的矩阵切换器，仅具有视频切换功能，切换器设备也是固定配置的，如8路切换器、16路切换器等，容量有限且很难做到方便扩充。模拟视频切换器是基于模拟技术的电子开关技术，可分为输入、输出和控制三组模块，通过电开关实现视频从输入通道到输出通道的切换。此时，我们无法做到远距离大容量的视频传输，也无法做到多中心多级联网，视频传输距离和容量以及矩阵联网的瓶颈限制了监控系统的规模。所以监控系统要想发展首先必须解决这两个问题。