無線監控系統採用的無線傳輸方式淺析

    在無線監控系統中，無線監控中心需要實時得到被監控點的視頻信息，並且該視頻信息必須是連續、清晰的。在無線監控點，通常使用攝像頭對現場情況進行實時採集，攝像頭通過與視頻無線傳輸設備相連，由無線電波將數據信號發送到監控中心。與傳統的有線監控方案相比，無線監控具有可擺脫線纜束縛，安裝周期短、維護方便、擴容能力強，綜合成本低、可迅速收回成本;組網靈活，可擴展性強，即插即用，管理人員可迅速將新的無線監控點加入到現有網絡中，不需要為新建傳輸鋪設網絡、增加設備，輕而易舉實現遠程無線監控;維護費用低，無線監控維護由網絡提供商維護等優勢。

　　目前無線監控系統採用的無線傳輸方式主要有衛星、微波系統、無線行動網路、寬帶無線等。其相關產品主要有：以圖片抓取為主的低端無線產品或消費電子類產品，如彩貓，適於無線監控走進家庭的產品形式;基於CDMA(Code Division Multiple Access，即碼分多址技術)/EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution，即增強型數據速率GSM演進技術，為GPRS到3G的過渡性技術方案)網絡的多信道捆綁無線視頻伺服器、車載錄像機、便攜終端等，能實現音視頻的實時傳輸，可組建大規模無線監控系統;基於COFDM的無線視頻傳輸設備，主要用於小規模，有限活動範圍內的移動監控;視頻編碼器+無線傳輸設備的組合方式，如視頻伺服器+衛星收發器、視頻伺服器+無線路由器、視頻伺服器+其它專用無線網橋等。

　　衛星系統，想說愛你不容易

　　2008年5月12日，四川汶川發生8.0級大地震，整個四川瞬間成為「信息孤島」，省內行動電話、座機難以接通，此時，無線設備成為連接災區與外界的重要橋樑，特別是衛星通信在其中得到廣泛應用，而衛星視頻系統也被應用到抗震救災之中。在震區救援行動中，救援人員拍攝整個救援過程，通過衛星車將視頻信號傳輸到指揮中心，相關領導再根據衛星傳輸回來的影像資料進行總體指揮、調度救援工作;進入震區的電視台記者通過衛星車向電視觀眾直播抗震救災情況，等等，衛星視頻系統應用案例在抗震救災行動中比比皆是。

　　衛星通信技術的最大優點是服務範圍廣、功能強大、使用靈活，不受地理環境和其它外部環境的影響，尤其是不受外界電磁環境的影響。

　　目前主要有兩種衛星傳輸視頻信號方式，即「靜中通」(衛星車在固定點進行實時傳輸)和「動中通」(衛星車在移動過程中可進行相應的監控)。深圳市科衛泰實業發展有限公司總經理呂振義介紹，近年來「動中通」傳輸設備在國內的公安部門深受歡迎。目前，省級公安廳和一些經濟條件比較好的市級公安局，很多都配備了衛星「動中通」系統的應急指揮車。各個配備通信指揮車的公安局，可以實時將現場的圖像數據傳送回省公安廳和公安部，甚至再由公安專網傳送到各個相關的地方部門，為打擊犯罪，處理災難事故和對於重要活動的安全保障工作，提供了有力的通信手段。

　　不過，回到安防無線監控領域中來，衛星監控系統並不是主流應用，也不是安防無線監控廠家的開發重點。大多數業內人士認為，基於衛星傳輸的無線監控系統沒有得到較大應用的原因，主要是因為其信號傳輸成本昂貴，月租費用達到數千元不等，而且它還存在覆蓋盲點，在山區、隧道、城市樓房比較密集且相對較高等有物體遮擋的死角，其傳輸信號會受到影響，甚至可能出現中斷的情況。因此，廣州金鵬集團副總裁、廣州金鵬信息技術有限公司總經理楊學軍認為，儘管按嚴格意義來講，衛星傳輸可算作無線傳輸，但在無線監控領域中，通常人們並不將其看作移動監控系統，因為衛星傳輸具有與其它無線技術相比較更為特殊的概念，且其所占市場比例不大，不足夠形成市場主流。

　　北京世紀樂圖數位技術有限責任公司總經理計毓卓介紹，樂圖開發的LOTOO Infosat衛星無線監控設備，包含可攜式、車載靜中通、車載動中通三種類型，可應用於無線監控、衛星數據廣播與接收、無線上網等。據了解，當前國內的安防監控業內，像北京世紀樂圖這樣有開發衛星監控設備的廠商並不多見。
微波，無線監控生力軍

　　奧運聖火在廣州境內傳遞，廣州市主要通過衛星信號將圖像傳輸到省廳和公安部。但在整個聖火接力傳遞過程中，有一部分地區，如高樓太多的地區和白雲山風景點，由於衛星信號被高樓和山體阻擋而無法傳輸，這時候，基於OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 正交頻分復用技術的專用無線傳輸設備就發揮了重要作用，其直接將圖像傳輸到市區的制高點接收基站，然後進入公安的光纖網絡，傳輸到省公安廳和公安部。據深圳科衛泰的呂振義介紹，該公司開發的MV2000系列移動視頻設備除了在廣州，還在深圳、惠州、汕頭三個城市及江西省的井岡山等地的聖火傳遞活動中得到應用。

　　微波技術可分為模擬微波和數字微波，目前在國內得到廣泛應用的微波技術是數字微波(即COFDM，多載波正交頻分復用技術)。安徽創世科技有限公司總經理尼秀明介紹道：「採用COFDM無線視頻傳輸技術，視頻質量較好，延時小，但是傳輸距離有限，其要傳到幾十公里的距離則需要10多瓦的發射功率，而且它的系統容量小，在有限區域內多個終端之間會存在相互干擾，導致視頻質量迅速下降甚至無法使用。」尼秀明還表示，採用模擬微波技術和COFDM技術的無線監控系統是完全開放的，不具備安全性可言。

　　由於微波傳輸不受障礙物的影響，在不考慮安全性的情況下，於小範圍內無線監控應用中具有明顯的優勢，因此微波監控設備得到了較多的應用，也促使國內大多數安防無線監控廠商都有涉及微波監控設備的研發及生產，如深圳科衛泰、安徽創世、德加拉等。據德加拉(成都)數碼科技發展有限公司銷售經理姚炯介紹，德加拉的移動監控產品分別有手持式、背負式、車載式等，它們主要應用於公安(偵測)、部隊(邊防巡邏、軍事演習)、武警(消防搶險)等領域。

　　寬帶無線，充斥無線監控市場

　　寬帶無線技術在無線監控市場中的應用主要有WiFi(Wireless Fidelity，又稱802.11b標準)和WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access，即全球微波互聯接入)兩種，其主要應用於「無線城市」建設當中。

　　WiFi具有以下優勢：信號半徑可達100米左右，在辦公室，甚至整棟大樓中也可使用;傳輸速度非常快，可以達到11Mbps，符合個人和社會信息化的需求;其三，廠商進入該領域的門檻比較低，廠商只要在機場、車站、咖啡店、圖書館等人員較密集的地方設置「熱點」，並通過高速線路將網際網路接入上述場所，用戶只要將支持無線LAN的筆記本電腦或PDA拿到該區域內，即可高速接入網際網路。

　　WiFi在無線監控領域的應用極為廣泛，是目前無線監控中應用最多的無線技術，廣州金鵬的楊學軍表示，WiFi在短距離傳輸上，經過多年的發展，已經有了很好的開頭，其主要被應用於無線網絡攝像機中。據了解，在國內，SONY和D-Link的WiFi無線網絡攝像機有著很好的市場表現，另外如普賽頓、黃河等都有相應的無線網絡攝像機、視頻伺服器產品。據友訊電子設備(上海)有限公司產品經理姜濤介紹，D-Link的無線網絡攝像機2007年銷售2000多台，主要應用在「全球眼」項目中，具體到小區、家庭、連鎖餐廳、便利店等民用、商用領域。

　　WiMAX作為國際3G標準，在我國並沒有得到廣泛的應用，其主要原因是現階段WiMAX一直沒有取得在中國境內落地的牌照，無法大規模建設網絡基站。不過，WiMAX還是依靠其優勢得到國內用戶的關注和應用。據德加拉的姚炯介紹，目前在國內有部分高檔小區的無線監控有應用到WiMAX技術。

　　WiMAX具有更遠的傳輸距離，其能夠實現50公里的無線信號傳輸距離，網絡覆蓋面積是3G(TD-SCDMA)發射塔的10倍，只要少數基站建設就能實現全城覆蓋;提供更高速的寬帶接入，能提供的最高接入速度為70M，是3G(TD-SCDMA)所能提供的寬帶速度的30倍;作為一種無線城域網技術，它可以將WiFi熱點連接到網際網路中，也可作為DSL等有線接入方式的無線擴展，實現最後一公里的寬帶接入;提供電信級多媒體通信服務等優勢。儘管WiMAX未能在國內得到大規模應用，但一些廠商也有注意到它的大好應用前景，紛紛開發相關產品，為未來做好準備，如華為。另據了解，中國聯通也於近兩年在部分城市的小範圍區域內搭建WiMAX區域網。德加拉的姚炯還向筆者透露，目前德加拉就計劃與安徽四創合作，將自己的圖像編解碼技術與安徽四創的WiMAX技術進行合作，開發出相關的無線監控產品，應用到工廠、小區的區域網監控中。

　　無線行動網路，受帶寬限制發展

　　目前國內的無線行動網路監控主要應用CDMA和基於GSM的GPRS技術，它們的最大優勢就是成本較低，具有較大的覆蓋面，而CDMA由於其傳輸速度相對較快(實際應用中可達到70kbps，比GPRS的20-30kbps快得多)，得到了大多數無線監控廠商的青睞。不過，在目前，雖然CDMA的傳輸效果較好，但其覆蓋面沒有GPRS大，依然存在一定的劣勢。而安徽創世的尼秀明介紹道：「在GPRS網絡上的升級技術，被稱為2.75G的EDGE，我們實際測試的傳輸速度與CDMA網絡不相上下，甚至還要比CDMA網絡快，只是EDGE網絡在廣東省外其它地方的網絡覆蓋率沒有CDMA高，且其網絡還需要優化。」

　　CDMA/GPRS的帶寬均無法滿足無線監控對視頻圖像的傳輸需求，特別是在處理突發事件時無法達到較好的使用效果。深圳科衛泰的呂振義表示：「基於公網的CDMA/GPRS技術，由於帶寬限制，圖像質量有限，即使採用多路捆綁技術，一般最多也只是達到CIF清晰度。」而對於處理突發事件的應急指揮來說，呂振義不建議採用CDMA/GPRS技術，他認為，即使CDMA/GPRS的圖像效果可以滿足實際需要，其傳輸穩定性也是難以滿足圖像傳輸需求的。呂振義以CDMA為例對他的觀點進行解釋：CDMA的傳輸與它的覆蓋有關，信號覆蓋不好的地區效果就很差，信號覆蓋好的地區效果就很好，也就是說，同樣一套設備，在北京好用，到南京就可能不好用;即使某個地區信號覆蓋很好，在該地區出現突發事件的時候，公網信號異常忙碌，在運營設備「話路優先」原則下，圖像傳輸就要「靠邊站」;多數出現重大突發事件的地區，手機基站幾乎是滿負荷工作，再利用其進行網絡數據傳輸極為困難(例如深圳火炬接力的現場，現場手機都很難打通，無線上網就更不可能)，也就是說，越是在應急的情況下，行動網路越不能支持圖像的無線傳輸。