隨著數位化時代來臨 傳輸速度與傳輸品質愈發顯得重要。尤其在CCTV業界 遠端監控傳輸方式簡述 - 趣味新聞網

發表日期 2005-01-24T02:27:16+08:00

     隨著數位化時代來臨，傳輸速度與傳輸品質愈發顯得重要。尤其在CCTV業界，在講求效率與品質兼顧的同時，傳輸介質即是眾所矚目之焦點所在，本文即在針對此作一概略之介紹
談到遠端監控傳輸，可從以下4個主題來說明：


區域內的遠端監控傳輸





所謂「區域內」，指的是一個能夠掌控的範圍，例如一個辦公室、工廠等。若涵蓋距離很遠，即成為「遠端監控」。又可區分為：


有綫監控





在遠端監控領域裏，常會提到光縴（fibreoptics）傳輸。因為光縴以石英玻璃絲為材質，而光帶能量但是不帶質量，因此在傳輸時不會産生碰撞，所以可將訊號傳得比較遠（3~100公裏以上），且傳送品質佳。因此在長距離傳輸的應用上，銅纜很快就會被淘汰。但銅纜因大量製造，費用便宜，所以適閤用於短距離傳輸。


光縴（FibreOptics）細如發絲，可分為多模（MultiMode）及單模（SingleMode）光縴。多模光縴的縴核直徑大小62.5μm，縴殼則為125μm，用62.5/125來錶示，使用LED光源。單模光縴的縴核直徑大小9μm，用9/125錶示，使用Laser或LED光源。


提到光縴，就一定要提到光電轉換器，其作用在於將電的訊號轉成光訊號（E/O）或將光訊號轉成電的訊號（O/E），以符閤現階段接收端的需求。


以下介紹有綫監控中的兩種傳輸方式：






點對點單頻傳輸運用 1









點對點單頻傳輸（P-PSingleChannel）

如圖一，當輸齣端（Transmitter）傳齣一個電的訊號，透過光電轉換器轉成光訊號，接由光縴傳遞訊號，當到達接收端之前亦需經光電轉換器還原，以利接收端（Receiver）接收，最後産生視頻（Video）訊號，在此一過程中，需經Codec（編/解碼器）處理，訊號纔能被傳送與接收。






點對點單頻傳輸運用 1










圖二同樣是點對點單頻傳輸的應用方式之一。與圖一不同的是，圖二的接收端多瞭一個鍵盤來控製所接收的訊號。它同樣是用同一根光縴在傳遞訊息，隻不過它把接收到的訊號變成不同的波長，因不同波長的光不會互相乾擾，因此一根光縴可以傳遞非常多的訊號。

因此我們得知，用一根光縴傳遞同一個波長，則隻能負載某一定的量，可是當有無限種波長時，這根光縴就如同擁有無限的頻寬。


點對點單頻傳輸運用




點對點多頻傳輸（P-PMultiChannel）如上所述，隻用一根光縴也可以同時傳遞4支攝影機所攝得的影像。因為當把視頻訊號Merge在一起的時候，它是以頻率來作變化而不是以波長來作變化。因此當波長一定的時候，隻要改變頻率，就可以傳遞不同的視訊。同樣地，假如要用一根光縴去傳8個視頻訊號，而現有的設備隻能傳遞4個視頻訊號時，則可用圖三的方法。也就是利用WDM（WavelengthDivisionMultiplexer，波長多功器），讓兩個不同的波長在同一根光縴裏傳遞，在接收端又有另一個WDM將訊號分解之後再傳遞齣去。而若同時有5個波長相同的訊號要透過同一條光縴傳遞，為瞭製造不同的波長，則要加裝DWDM（DividedWavelengthDivisionMultiplexer），將同一波長的東西分成不同波長，到接收端再解開、還原。




在光縴傳輸過程中，Coupler也是一項不可缺少的工具。Coupler就是一個可以將能量依據所傳遞距離的遠近，而將之分成不同的能量（不過仍然遵守著「能量守恆」的原理），再傳遞齣去的一個聯結器。





網路監控





網路監控是一個整閤的體係，由不同的領域、不同地區的網路整閤在一起。




銅纜與光纜佈網之分彆

如前述，銅纜適用於短距離，光纜適用於長距離的傳輸。此外，光縴因外被防水物質，故其防水效果良好；反之，銅纜則有遇水即産生短路的特性。更重要的一點是：光纜的保密性佳，銅纜易因磁場的乾擾而有資料被竊取之虞。所以整體比較起來，光纜雖並非十全十美，但是在光纜所具有的缺點銅纜都有而銅纜有的缺點光纜不見得有的情形下，光纜仍是最佳選擇。




Ethernet、FastEthernet、GigaEthernetInfrastructure之異同

基本上這三者都是採用IP模式，最大的不同是在於三者的傳輸速率，分彆是：Ethernet=10Mbps，FastEthernet=100Mbps，GigaEthernet=1000Mbps。




影像格式影響傳送品質及速度

以下就一般常見之影像格式陳述之：




MPEG：有MPEGI、MPEGII、MPEGIII....MPEGVIII等。MPEG所呈現的影像很漂亮且可將影像壓縮得比較小，所以一般第四台業者及資訊業者都會使用，但是在英、法兩國已無法成為呈堂證供。因為在一連串影像中，它隻會取第一張做為keyframe，使得影像易遭修改、有失真之嫌。

M-JPEG：即Motion-JPEG。因為它是會動的JPEG影像，所以效率很低，但最具有證據效果。



Wavelet：是一個新的壓縮技術，由美國FBI製造，台灣目前尚未有此一技術。因格子較小，所以影像錶達較細膩，以目前的技術而言，一張畫麵大約是130格，也是可以做為證據之用。




局端連綫之遠端監控傳輸





局端泛指中華電信、固網等網路。它可應用在P-P或Internet上。以下就目前市麵上常見之通訊頻寬來作介紹。不同的頻寬就有不同的傳輸速率及影像品質。


撥接（lineup）方式：



電話綫（Telephone）：一般隻能應用於P-P，目前最大的頻寬為33.6Kbps。



ADSL：目前相當熱門的，也是屬於電話綫的産品UpLoad是640Kbps，DownLoad是6~8Kbps，因為它的頻寬較大，所以很多人都很想利用它來撥接上網，可是它的瓶頸是在於佈建的速度太慢。



CableModem：它的UpLoad是512Kbps，DownLoad是10Mbps。



ISDN：對於ISDN而言，沒有所謂的UpLoad或DownLoad，一律都是128Kbps，稱之為2B1D，可以用來打電話或上網，價格蠻便宜的，目前多用於視訊會議等用途之上。




專綫：





A.T1/E1，T3/E3：T代錶「美規」，E代錶「歐規」，T1的頻寬是1.5Mbps，一般人視它為專綫，但嚴格說起來，它並不算是專綫。E1、T3、E3的頻寬分彆是2Mbps、45Mbps及34Mbps。頻寬愈大、傳輸速度愈快，所能見到的畫麵品質就愈佳。


B.OC-3/STM-1：在光縴的世界裏佔有重要的地位。OC-3代錶「美規」，STM-1代錶「歐規」。它們的頻寬是相對應的，而且是成「倍數」發展。比如說，OC-3＝STM-1＝155Mbps，OC-12＝STM-4＝622Mbps，依此類推。現在美國已經發展到OC-192，未來的趨勢不言而喻。所以當頻寬愈大的時候，監控市場就會朝嚮網路市場發展，而光縴所扮演的角色也就日益重要。





InternetCCTV





局端連綫最簡單的應用模式即是「P-P」。若我們把整個層麵擴大，那麼在遠端監控裏麵最重要的就是Internet。在Internet裏，IPAddress、WebCamera、VideoServer、DVR是不可或缺的，如果沒有瞭這些東西，網路監控可說是毫無意義。


因為有瞭IPAddress，你便可以透過它去找到在遠端你所想要獲得的資訊。若再有WebCamera，便可透過VideoServer(影像的主機)，傳遞影像，甚至將影像儲存在DVR（數位影像儲存設備），以便佐證之用。


目前網路應用中所有的問題最大癥結在於傳輸速度的快慢，這就是為什麼當寬頻來臨時，遠端監控會變得可行，而傳統監控會消失的原因。





IP跟ATM





ATM(AsynchronousTransferMode，非同步傳輸模式)，它是一種透過光縴網路來傳遞聲音、影像的一種「模式」。我們都曉得聲音的傳遞速度比影像快，所以理應會「不同步」到達。但非同步傳輸可讓它們同時到，所以當它們在光縴內傳遞時，先將它們的結構轉換，然後再同步化，稱為SDH(SignalizedDigitalHierarchy)。早期，ATM的發展是為瞭電信事業，如今卻被廣泛地應用在視訊會議上。


那麼IP與ATM究竟有何不同？以下分彆就費用、作業方式及傳輸方式來說明。


費用：對公司而言，架設一個GigaEthernet隻須幾十萬，但若要架設ATM，就需花費上韆萬瞭。

作業方式：IP隻能在LAN中作業，ATM是兩者皆可，不過對ATM而言，把它放在LAN中作業是太浪費瞭！

傳輸方式：ATM是將視頻、聲音、控製訊號變成一樣大小的cells，所以整個流量都很好控製。但IP無法將視頻、聲音、控製訊號變成一樣大小的cells，所以常會有「人未到，聲先到」的情況發生。




對遠端監控而言，頻寬愈大是愈有利的，把它放在IP網路上無非是為瞭省錢。若把它放在ATM上監控，的確會很有效率，而且是實時（RealTime）的，因為ATM完全符閤QoS(QualityofService)的條件，如：堅持影像張數、顔色穩定度、堅持影像品質、不互相乾擾、可預期延持的時間。換言之，ATM是為瞭QoS而産生的，而IP網路中最快的GigaEthernet是為瞭「接近」QoS而産生的。

傳輸的方式有很多種，無論它的前端、後端是什麼，最重要的還是在於「頻寬」。今天若要解決此一問題，唯一的方法便是使用「光縴」，配閤GigaEthernet或是ATM。而發展光縴網路一定要數位化，因為數位不會因距離的變化有所衰減，頻寬終因光縴設備的提升、普及而愈來愈容易取得，也變得便宜。銅纜網路終因未來實行FTTH（FibreToTheHome）而完全消失，傳統監控最後一定會被IP網站監控所取代，最終監控業與資訊業一定會Merge。

[ Last edited by 嘉璐 on 2005-3-27 at 06:40 PM ]

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