1 电视监控系统简介
电视监控系统是现代化安防系统的重要组成部分。观察者可以通过最易接受的信息方式——图像和声音获取现场情况,具有实时形象、真实反映监控区域的特点;通过多点布控,达到全面集中监控功能,弥补了人员巡检顾此失彼的缺陷,与录像系统配套,实现自动长期全面监控效果;在社会各个领域,得到越来越广的应用。
一般电视监控系统由图像(声音)信息获取、传输、交换控制处理、显示4大部分组成,如图1所示。
图1 一般电视监控系统
各监控现场获取图像、声音信息后,经过传输网络到控制中心,经中心信息交换处理后再按要求显示信息。
2 电视监控系统传输方式
通常电视监控系统以视、音频基带信号进行传输,每一根信号线传送一路视频或音频信号,至控制中心后每一路视频或音频信号作为一个输入输出单元进行交换控制,再以每一路视频或音频输出信号占用一根信号线进行传输显示,这种方式信号质量高,物理连接直观明了,宜于理解与检修,并有一整套完整的电视监控系统配套设备,被广泛经典使用,缺点是同段传输链路有几个传输信号就需要几条传输线。另外,必须配置视音频交换控制设备,系统成本较高。
宽带传输方式利用传输媒介的宽带性能,将多路视音频信号调制复用为一个宽带信号,从而在一条传输媒介上传输。此方式减少了传输线数量,提高了可靠性,降低了传输线架设成本;另外,对于信号的选择切换,可不用交换控制设备,利用电视机本身的功能来实现,降低了系统成本。
3 举例说明两种传输方式造成的系统差异
以某海关相关部分实例经简化进行讨论:
工程要求:某海关共分6个区域,每个区域有视、音频集中监控点8个,每个区域设区域分控中心,要求能全面监视本区域情况;对其它区域的监控点,每一个区域设一台监视器,通过切换方式,能监视所有控制点图像声音指挥中心与各区域距离1km,在控制中心设30台监视器,每台监视器可任意监视系统中任一监控点情况。
3.1 常规视、音频基带传输方式
设计考虑:
1)为了加强系统管理,便于系统维护,设备尽量集中;
2)各分控中心所监视的本地8路视音频信号,直接从本地获取,以减少分控中心与控制中心间传输线及控制中心交换控制设备输出端容量系统结构图详见图2。
图2 系统结构详图
可见系统由监控现场,分控中心及传输网络组成。以下分析由于不同的传输方式造成系统相应设备及传输网络的不同之处(监控现场设备与传输方式无关不作讨论):
1)监控现场到分控中心,采用星形结构,均采用视、音频直接传输。
2)每个分控中心设备:
视音频监视器1~8用于本区域监视,信号直接从监控现场接入;
视音频监视器9~13共5台用于其它5个区域监视,信号从控制中心输出;
分控键盘5个:用于对控制中心信号输出的选择控制;
3)每个分控中心与控制中心传输线;
对控制中心而言:
8路视音频进线共16根;5路视音频出线共10根;1路数据控制线计1根;共计:传输线27根。
4)控制中心设备:
主控键盘1个:用于对控制中心信号输出的选择控制;
视、音频交换控制设备1台:进行系统信号控制切换,容量为:
信号进口数量:每个区域8路计:8*6=48路
信号出口数量:每个区域5路计:5*6=30路
控制中心需监视信号 30路
共计 60路
数据口数量:每个区域1路加控制中心1路
3.2 宽带传输方式
设计考虑:
1)为了加强系统管理,便于系统维护,设备尽量集中;
2)各分控中心中心所监视的本地8路视音频信号,直接从本地获取,以提高本区域监控系统的可靠性:结构详见图3。
图3 监控系统结构示意图
可见系统也由监控现场,分控中心,控制中心及传输网络组成(监控现场设备与传输方式无关不作讨论):
1)监控现场到分控中心,由于距离近,仍采用星形结构,用视、音频基带直接传输。
2)每个分控中心设备:
视音频监视器1~8用于本区域监视,信号直接从监控现场接入;
视音频监视器9~13共5台用于其它5个区域监视,信号从控制中心输出;
调制解调器8台:将各路视、音频信号调制到不同频道;
无源混合器1台:将8路信号混合为1路宽带信号。
3)每个分控中心与控制中心传输线:
RF信号进线:1根
RF信号出线:1根
数据线: 0
共计传输线: 2根
4)控制中心设备:
无源混合器1台:将6个区域信号混合为1路宽带信号;
注:交换控制设备不需要
3.3 二种方式比较
1)传输干线(分控中心与控制中心)数目
视音频基带传输方式:
视音频线:26*6=156
数据线:1*6=6
宽带传输方式:
射频传输线2*6=12
不需数据线
2)设备:
视音频基带传输方式
视音频交换控制设备1套
控制键盘7个
宽带传输方式:
调制解调器8*6=48
8路混合器具7个
3)成本比较:
分传输干线与系统设备二部分:
传输干线成本比较:
视音频线与射频线价格相近,主要从传输线数量上进行比较;视音频基带传输方式与宽带传输方式相比为162:12,若考虑管道及架设成本,宽带传输方式占有明显优势。
系统设备成本比较:
视音频传输方式:
1套容量至少48路进60路出带7路控制键盘的视、音频交换设备近80万
7个控制键盘约10万。
共计90万
宽带传输方式:
制解调器:0.4*48=19.2万元
源混合器及分配器价格便宜,约0.8万元
共计20万
因此,在价格上宽带传输方式具有明显优势。
4)图像、声音质量:
宽带传输方式经过调制复用、解调后,质量比视音频基带传输方式有所下降,但能否满足监控系统要求呢?下面从系统主要指标C/N来考察:
本系统除了传输通道外,只有调制解调器为有源设备,一般调制解调C/N达 60dB以上(广播级达70dB以上),完全满足监控系统要求。如果考虑传输链路影响,则计算如下:
本系统传输最大距离为2km,需5~6级RF放
大器,以6级计算:
单级放大器:C/N=Sin-F-2.4
通常放大器输入电平Sin=72dBmv噪声F=10dB
则单级放大器:C/N=59.6dB
因此,对于干线传输系统(6级放大器)C/N=51.8dB、考虑二者综合因素(调制解调C/N以60dB计),系统C/N=51.18dB
结论:宽带传输方式能够满足监控系统要求。
5)备注:
当干线传输距离更远采用光纤时,由于光端机价格远比调制器贵,宽带传输方式更具价格优势,而系统性能同样能够满足监控系统要求。
当控制中心需要对现场设备进行控制时,各分控中心与控制中心间也可只用一根数据线进行传输,只不过在分控中心加一个数据码分配器,解决通常一个设备一根数据线的问题。
4 结论与建议
在电视监控系统中,宽带传输方式在许多场合有其显著优越性,在实际设计工作中,不妨作为一种实现方式予以比较,从而使系统设计更上一层楼。
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