IP與SDI高清監(jiān)控系統(tǒng)如何整合為單一系統(tǒng)

高清監(jiān)控在2012年走入全高清高解的全面應(yīng)用年份，包含IP網(wǎng)絡(luò)高清與HD-SDI高清，甚至連960H的模擬高線都進(jìn)入高清應(yīng)用議題中。但是在一片高清趨勢(shì)聲中，筆者在制造與工程商間發(fā)現(xiàn)不少對(duì)于HD-SDI高清與960H高解析高線數(shù)攝影機(jī)的應(yīng)用存疑態(tài)度，也發(fā)現(xiàn)不少對(duì)于IP高清之外的其它解決方案的不信任與不了解的趨勢(shì)明顯，這個(gè)情況不免讓我們想到2008年IP網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)剛起步時(shí)，市場(chǎng)對(duì)IP的系統(tǒng)應(yīng)用的存疑一樣的情況。如何來(lái)化解及化解這些疑慮與擔(dān)心呢?高清既是一個(gè)不可回頭的趨勢(shì)，那就該思考如何將IP與SDI這些不同方式的高清型式予以整合，接下來(lái)就讓我們一一來(lái)探討如何運(yùn)用方法來(lái)解決這些需求吧。

IP、HD-SDI高清與模擬高線攝像機(jī)如何共存

在HD-SDI于2011年底大舉出現(xiàn)后，IP網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)與HD-SDI攝影機(jī)在安防業(yè)界就存在一個(gè)”既生瑜何生亮”的市場(chǎng)應(yīng)用情結(jié)，對(duì)于二邊在實(shí)務(wù)應(yīng)用上的優(yōu)缺點(diǎn)屢屢被媒體及廠商放大來(lái)討論，但其實(shí)從工程務(wù)實(shí)的角度來(lái)看IP與HD-SDI及模擬高線都是為了提高監(jiān)控影像的辨識(shí)率與清晰度而出現(xiàn)的產(chǎn)品，目的相同，應(yīng)用也一致，應(yīng)該是可以混合共存的才是高清監(jiān)控應(yīng)用的王道。首先我們?cè)诟咔迮c高解析前端來(lái)看;不管IP或是SDI高清，其訴求都是看得清看得廣，也都訴球?qū)崟r(shí)及順暢，在應(yīng)用上沒(méi)有必要舍棄任一可能提供高清的影像機(jī)會(huì)，但要如何在前端共存使用這些不同的高清攝影機(jī)呢?

要共存使用我們?cè)谑褂蒙媳仨毾瓤紤]在既設(shè)傳輸上的架構(gòu)問(wèn)題，假如原系統(tǒng)是同軸傳輸系統(tǒng)，那我們就可以分為二種方式來(lái)解決工程上這三種攝影機(jī)的共存方式。第一種在傳統(tǒng)同軸電纜的架構(gòu)下(如圖-1)我們可以在IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)后端加裝SLOC(SignalLinkOverCoaxial)的發(fā)射與接收單元，利用傳輸與轉(zhuǎn)換的原理機(jī)制，讓IP高清攝像機(jī)得以使用原系統(tǒng)既有的同軸線纜，同時(shí)在SLOC傳輸設(shè)備上也可以同時(shí)提供TCP/IP信號(hào)及Video視頻信號(hào)輸出，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)入SLOC傳輸設(shè)備接收后再還原為網(wǎng)絡(luò)信號(hào)可進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)路由架構(gòu)，而Video影像視頻信號(hào)則可以進(jìn)入既有模擬影像矩陣或是HD-SDI矩陣系統(tǒng)或是數(shù)字錄有機(jī)DVR上，這個(gè)部份首先解決了IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在傳統(tǒng)同軸電纜傳輸?shù)恼系K問(wèn)題，也連帶解決無(wú)法汰換模擬系統(tǒng)主架構(gòu)或纜線無(wú)法抽換的窘境。在過(guò)來(lái)HD-SDI的SMPTE-292廣電信號(hào)原本就可以在傳統(tǒng)同軸電纜上傳輸，因此;在接收SDI信號(hào)后則可以直接將信好輸入HD(SDI)-DVR或是矩陣系統(tǒng)中，如此一來(lái)對(duì)于系統(tǒng)改換高清架構(gòu)并且讓IP與SDI高清得以并存實(shí)現(xiàn)。若是考慮既有模擬攝影機(jī)或是960H高解攝影機(jī)也要一并納入系統(tǒng)，那在一樣同軸電纜的架構(gòu)下要將960H模擬高解會(huì)是一般模擬攝影機(jī)透過(guò)DVR或是矩陣進(jìn)行整合為同一系統(tǒng)并存也非難事，事實(shí)上在目前在多個(gè)混合案例中這樣的架構(gòu)也是很多工程商采用的方式。

第二種是既設(shè)傳輸系統(tǒng)架構(gòu)為TCP/IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時(shí)(如圖-2)，此時(shí)IP網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的主架構(gòu),而對(duì)于非IP的HD-SDI高清與960H模擬高解會(huì)是一般模擬攝影機(jī)要并入一個(gè)系統(tǒng)中則必須同樣在傳輸與轉(zhuǎn)換上有一個(gè)運(yùn)用的機(jī)制才能讓模擬與HD-SDI高清同樣順利的運(yùn)行一個(gè)單一的監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)下，要如何做到呢?我們可以有二個(gè)不同方法來(lái)將HD-SDI信號(hào)變成TCP/IP網(wǎng)絡(luò)可以整編的結(jié)果，我們可以采取將所有系統(tǒng)中的HD-SDI高清攝影機(jī)先收編于HD(SDI)-DVR上，再將DVR輸出的TCP/IP信號(hào)予以收編為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備路由，這樣可以透過(guò)CMS軟件或是DVR本身的瀏覽器人機(jī)即可對(duì)HD-SDI攝影機(jī)進(jìn)行影像視頻的管控及PTZ的控制。

再來(lái)我們還可以透過(guò)SDI-DVS影像編碼器，將HD-SDI的攝影機(jī)信好直接采用編碼器Encoder的方式將信號(hào)變成TCP/IP信號(hào)，如此則就如IP攝影機(jī)一樣可以個(gè)別的將HD-SDI影像變成網(wǎng)絡(luò)信號(hào)直接在路由上進(jìn)行IP監(jiān)控的方式。至于960H模擬攝影機(jī)一樣的原理透過(guò)960HDVR收編后再直接以IP路由進(jìn)行監(jiān)控收編,另外當(dāng)然也可以將影像video信號(hào)直接以影像編碼器DVS進(jìn)行信號(hào)改造成TCP/IP方式以符合網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控架構(gòu)的需求。

話說(shuō)到此;一定會(huì)有工程商質(zhì)疑部份傳輸距離與最后一哩的影像格式問(wèn)題，更一定會(huì)有工程商或讀者開(kāi)始質(zhì)疑960H與HD-SDI信號(hào)在部份傳輸與收容設(shè)備上的兼容性問(wèn)題，甚至還有屏幕顯像顯示格式問(wèn)題，另外對(duì)于后端單元格式的互換與經(jīng)過(guò)壓縮后的解析比較等，這些問(wèn)題都很好，都很切實(shí)際我們?cè)诮酉聛?lái)的段落中就挑選一些比較重的議題來(lái)討論一下。

IP、HD-SDI與模擬高解的傳輸距離問(wèn)題

說(shuō)到上述讀者及工程商可能會(huì)質(zhì)疑問(wèn)題部份，首先我們來(lái)看傳輸上的一些可能存在無(wú)法實(shí)際克服的距離與轉(zhuǎn)換問(wèn)題，一般在比較IP網(wǎng)絡(luò)高清與HD-SDI高清時(shí)，業(yè)者或是工程商經(jīng)常會(huì)會(huì)以HD-SDI或是模擬的距離來(lái)說(shuō)明IP與HD-SDI的優(yōu)劣勢(shì)所在，但以筆者在工程應(yīng)用上的看法實(shí)在沒(méi)有必要在高清監(jiān)控需求下去將這三類的傳輸距離與最后一哩的影像格式做為系統(tǒng)整合的障礙理由，且以目前IP網(wǎng)絡(luò)高清及HD-SDI高清甚至是960H高解析模擬攝影機(jī)在一個(gè)高解析的共同目標(biāo)也沒(méi)有必要在選型上因?yàn)閭鬏攩?wèn)題而裹足不前，事實(shí)上以目前較大型的監(jiān)控工程來(lái)說(shuō);由于光纖通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，也使得光纖傳輸監(jiān)控系統(tǒng)的造價(jià)大幅降低，所以光纖和光端機(jī)在各種高清監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來(lái)越普及、目前調(diào)查發(fā)現(xiàn)光纖已廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)領(lǐng)域。另外在監(jiān)控系統(tǒng)中HD-SDI信號(hào)傳輸方面，一般的短距離100-200米左右大多可以采用同軸電纜傳輸、也可以加中繼器(Booster)的方式，將可傳輸距離延伸到400-500米左右。如果是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中長(zhǎng)距離傳輸，目前最普遍的也是HD-SDI通過(guò)轉(zhuǎn)Fiber的光端機(jī)轉(zhuǎn)換為光纖電纜傳送，同時(shí)為了能滿足多路的HD-SDI信號(hào)的單向或雙向傳送，光端機(jī)傳輸架構(gòu)也有以WDM/DWDM/CWDM等多頻道光波長(zhǎng)分頻方式的傳輸，達(dá)成一路以上的HD-SDI或是模擬影像光纖信號(hào)載送傳輸要求，這可以讓模擬及HD-SDI攝像機(jī)信號(hào)傳輸達(dá)到30-70公里。此種傳輸應(yīng)用的原則上與網(wǎng)絡(luò)傳送的一般大多數(shù)行業(yè)應(yīng)用距離來(lái)說(shuō)已是旗鼓相當(dāng)，這種以光纖網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，加上互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)及同軸為輔，的架構(gòu)已在監(jiān)控工程中被大幅的采用中，且這種架構(gòu)最大限度的可以節(jié)約成本及降低帶寬對(duì)IP或HD-SDI高清影像傳輸?shù)挠绊憽?/p>

IP與HD-SDI高清`令人較為頭疼的存儲(chǔ)共享

原本模擬系統(tǒng)及HD-SDI統(tǒng)大部份存儲(chǔ)系統(tǒng)都采用本地DVR本機(jī)存放的方式，以目前而言;不管是HD-SDI信號(hào)或是模擬加上網(wǎng)絡(luò)的高清圖像都可采用嵌入式HD-DVR，HD-NVR進(jìn)行接入及存儲(chǔ)。以HD-SDI為例，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)分辨率為720P或1080P，幀率為25或者30，模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)量為1.485Gbps，用這樣的數(shù)據(jù)量直接去存儲(chǔ)的代價(jià)是相當(dāng)大的，所以從實(shí)際考慮，視頻的存儲(chǔ)還是要回歸網(wǎng)絡(luò)壓縮處理、而且也可以適度的采用D1畫(huà)質(zhì)進(jìn)行一般錄像、與事件高清錄像等方式與IP同樣的處理方式。這樣不但無(wú)損于高清圖像的轉(zhuǎn)錄，更可以提供實(shí)時(shí)順暢的錄像源。若按照720P或1080P@30幀的轉(zhuǎn)換錄像推估，每小時(shí)400-650兆的數(shù)據(jù)量計(jì)算的存儲(chǔ)量一個(gè)月每路大概需要350-500G的容量，以此類推可以估算出需要的數(shù)字硬盤錄像機(jī)的數(shù)量以及配置是高清監(jiān)控在使用IP或HD-SDI高清最佳的錄像方式。

IP與HD-SDI高清如何在后端管理運(yùn)作

目前除了IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理平臺(tái)之外，很多廠商都針對(duì)HD-SDI矩陣或是HD-DVR推出新的全數(shù)字化的、開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)視頻聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，可以調(diào)用矩陣編碼或是HD-DVR編碼后的視頻、能夠?qū)崿F(xiàn)與IP綜合監(jiān)控管理平臺(tái)VMS或NVR間系統(tǒng)間的相互集成、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、信息集成以及控制信息的統(tǒng)一發(fā)布和管理。具備強(qiáng)大數(shù)據(jù)管理功能，可對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理、檢索、查詢、分析和統(tǒng)計(jì)，包括各類事件信息、報(bào)警信息等。但目前還是很多人對(duì)于HD-SDI攝像機(jī)目前管理平臺(tái)工具抱持懷疑態(tài)度，但其實(shí)在整合、集中管控上是真的會(huì)遇到問(wèn)題。但要實(shí)現(xiàn)這一需求并不是很難、前端部分采取同軸纜線搭配光端機(jī)的傳送方式將所有路側(cè)信號(hào)送回控制中心，影像解調(diào)后再連接到大屏幕實(shí)時(shí)監(jiān)視，同時(shí)也將信號(hào)解調(diào)后進(jìn)入有連網(wǎng)功能的HD-SDI錄像機(jī)、用管理平臺(tái)軟件將所有的SDI矩陣或HD-DVR進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)管理收編，這樣不僅可以達(dá)成IP平臺(tái)管理的要求，更可以便捷、快速的進(jìn)行各監(jiān)控點(diǎn)不同高清格式的畫(huà)面調(diào)撥工作，同時(shí);也有另一種解決方案是影像解調(diào)后通過(guò)編碼器編碼后進(jìn)入高清NVR/NAS/SAN以進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。

以上僅僅就如何利用傳輸與轉(zhuǎn)換整合各類高清高線監(jiān)控方案做一個(gè)工程應(yīng)用地簡(jiǎn)單說(shuō)明，但筆者相信在無(wú)實(shí)務(wù)練兵之下，一定還是會(huì)有工程商對(duì)整合共存這些不同的高清與高解部份產(chǎn)生質(zhì)疑。這個(gè)筆者能理解，畢竟部份HD-SDI高清及960H高解的知識(shí)普及及應(yīng)用實(shí)例為數(shù)不多，要工程商與讀者先進(jìn)去完全接受恐怕仍須時(shí)日，不過(guò)有一點(diǎn)觀念必須在此說(shuō)明，高清是必然的監(jiān)控要求趨勢(shì)，但不同的高清與高解析格式都一定有其發(fā)展的理由及應(yīng)用的立基點(diǎn)，這是身為工程商或集成商不可沒(méi)有的看法。