視頻監(jiān)控?zé)o線傳輸解決方案淺析

視頻監(jiān)控市場(chǎng)在中國(guó)方興未艾，前景非常廣闊。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，從2011年-2013年視頻監(jiān)控市場(chǎng)規(guī)模將保持年均20%以上的增幅，其中高清視頻監(jiān)控市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率更是將達(dá)36%。視頻監(jiān)控對(duì)傳輸的穩(wěn)定性、可靠性、低時(shí)延性提出了非?？量痰囊?，而高清視頻監(jiān)控市場(chǎng)對(duì)傳輸帶寬也提出了非常高要求。無(wú)線傳輸作為視頻監(jiān)控的有線傳輸一個(gè)重要補(bǔ)充，對(duì)視頻監(jiān)控項(xiàng)目的成功與否起著非常關(guān)鍵的作用。目前市場(chǎng)的無(wú)線視頻傳輸技術(shù)種類(lèi)繁多，主要有3G網(wǎng)絡(luò)、McWill、wifi和新一代無(wú)線網(wǎng)橋等技術(shù)。3G網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)廣覆蓋而又無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)，具有一些諸如成本低、帶寬低特點(diǎn)，適應(yīng)于低帶寬和低密度的視頻監(jiān)控系統(tǒng)部署。McWill技術(shù)具有覆蓋性好特點(diǎn)，但帶寬低、相對(duì)成本高仍然制約著其發(fā)展。目前在行業(yè)市場(chǎng)上基于Wifi技術(shù)和新一代無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)部署的視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)較多，其各有優(yōu)勢(shì)。

Wifi技術(shù)以其終端的經(jīng)濟(jì)性和互操作性而被廣泛使用并被大家認(rèn)可。而新一代無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)作為一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)承載高清視頻監(jiān)控的技術(shù)也越來(lái)越受到大家的重視。本文主要將基于OFDM/MIMO/分集技術(shù)的新一代無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)和基于802.11n技術(shù)的Wifi在視頻監(jiān)控傳輸這個(gè)特定的領(lǐng)域做一個(gè)分析對(duì)比。

高容量點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(HPMP)新一代無(wú)線網(wǎng)橋視頻傳輸系統(tǒng)可以傳輸200Mbps凈吞吐量，傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)40公里，非常適合用于野外的高清視頻監(jiān)控傳輸，可以充分保證服務(wù)質(zhì)量及帶寬。

以下是高容量點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的新一代無(wú)線網(wǎng)橋傳輸系統(tǒng)領(lǐng)先802.11nWi-Fi點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)：

1.高容量基站

高容量點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)扇區(qū)基站提供200Mbps凈吞吐量，為現(xiàn)今市場(chǎng)上最高容量，支持語(yǔ)音，數(shù)據(jù)及高清視頻監(jiān)控的解決方案。通過(guò)向每個(gè)遠(yuǎn)端客站戶提供專(zhuān)有帶寬，RADWIN解決方案支持每個(gè)扇區(qū)連接更多高清攝像頭。這是現(xiàn)在唯一可向每個(gè)遠(yuǎn)端站提供50Mbps帶寬并支持每個(gè)遠(yuǎn)端站部署多個(gè)高清(HD)攝像頭與自動(dòng)跟蹤(PTZ)攝像頭的解決方案。

Wi-Fi接入點(diǎn)和客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)前會(huì)對(duì)空中接口進(jìn)行檢測(cè)。如果發(fā)現(xiàn)某種程度的干擾(通常在免許可頻段)，數(shù)據(jù)傳輸將會(huì)有短時(shí)間或長(zhǎng)時(shí)間的延時(shí)，大大降低了有效容量。同時(shí)由于Wifi系統(tǒng)在傳輸數(shù)據(jù)之前采用沖突檢測(cè)機(jī)制，通過(guò)爭(zhēng)搶機(jī)制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，也大大提高了時(shí)延和降低了吞吐量。

2.廣袤的傳輸距離

一般Wifi的傳輸距離僅為幾百米，特殊設(shè)計(jì)的Wifi室外傳輸距離僅為幾公里。而新一代無(wú)線網(wǎng)橋系統(tǒng)可以提供最高達(dá)40公里的傳輸距離，極大提高了覆蓋范圍，從而提高了設(shè)備的利用效率。

3.保持高頻譜效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)零錯(cuò)誤傳輸

延時(shí)或丟幀會(huì)在數(shù)據(jù)空中鏈路傳輸時(shí)對(duì)圖像質(zhì)量造成很大影響。新一代無(wú)線網(wǎng)橋傳輸系統(tǒng)支持獨(dú)特的混合快速自動(dòng)重傳請(qǐng)求(ARQ)協(xié)議，進(jìn)行高效零錯(cuò)誤傳輸。這項(xiàng)技術(shù)保證在高干擾和擁擠頻譜下進(jìn)行不降低頻譜效率的高質(zhì)量視頻監(jiān)控傳輸。

在基于Wi-Fi的解決方案中，當(dāng)接收到錯(cuò)誤數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送方會(huì)重發(fā)數(shù)據(jù)包。在頻譜干擾的情況下將會(huì)大大降低有效容量，增加延時(shí)，傳輸不穩(wěn)定的同時(shí)損害圖像質(zhì)量。

4.每個(gè)攝像頭都保證超高的圖像質(zhì)量

新一代無(wú)線網(wǎng)橋傳輸系統(tǒng)保證為每個(gè)遠(yuǎn)端站(攝像頭站點(diǎn))預(yù)分配專(zhuān)有時(shí)隙。這種方法確保統(tǒng)一一致的高質(zhì)量視頻傳輸性能，防止由于一個(gè)遠(yuǎn)端站承載低劣的傳輸品質(zhì)而造成所有遠(yuǎn)端站共享扇區(qū)容量等級(jí)的降低。另外，系統(tǒng)還提供了固定低延遲幫助消除圖像像素化。這些獨(dú)特優(yōu)勢(shì)保證了云臺(tái)、運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)和車(chē)牌識(shí)別等視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)z像頭的有效運(yùn)行。

Wi-Fi接入點(diǎn)缺乏程序管理空中鏈路，因此不能保證所有遠(yuǎn)端站的帶寬。另外，Wi-Fi傳輸延遲是多樣和不可預(yù)測(cè)的。這會(huì)導(dǎo)致高傳輸抖動(dòng)，降低視頻質(zhì)量。

5.全方位支持組播

新一代無(wú)線網(wǎng)橋傳輸系統(tǒng)支持組播通信，內(nèi)置了先進(jìn)的VLAN網(wǎng)絡(luò)保證視頻管理服務(wù)器啟用組播傳輸功能，接收來(lái)自多個(gè)不同地址的攝像頭視頻流。

Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)組播傳輸由于高數(shù)據(jù)包丟失率造成的干擾和障礙導(dǎo)致其性能很差。另外Wi-Fi數(shù)據(jù)包會(huì)以最低速率傳輸數(shù)據(jù)以增強(qiáng)組播通信的可靠性。這使得組播通信更容易受到干擾并導(dǎo)致容量的降低。

6.專(zhuān)為戶外使用設(shè)計(jì)

新一代無(wú)線網(wǎng)橋傳輸系統(tǒng)采用OFDM,MIMO2x2,空間分集和干擾抑制等技術(shù)，在密集市區(qū)內(nèi)常見(jiàn)的近非視距/非視距(nLOS/ NLOS)情況下同樣保證高質(zhì)量傳輸，。

Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)被設(shè)計(jì)用于室內(nèi)和短距離使用，因此在室外尤其是非視距下性能表現(xiàn)非常差，在現(xiàn)實(shí)部署中其有效的容量會(huì)大大降低。

下圖是在相同的非視距條件下，通過(guò)知名的802.11nWifi產(chǎn)品和我們新一代無(wú)線網(wǎng)橋傳輸在無(wú)線鏈路上傳輸4路高清視頻流的實(shí)際測(cè)試結(jié)果。

通過(guò)該圖可以看出，采用新一代無(wú)線網(wǎng)橋傳輸系統(tǒng)的視頻流均非常穩(wěn)定，而采用WiFi的四路圖像帶寬波動(dòng)較大，帶來(lái)的直接效果就是視頻圖像的流暢性不同。

總結(jié)

新一代無(wú)線網(wǎng)橋傳輸系統(tǒng)(RADWIN5000)基站傳輸使用比Wi-Fi解決方案更小的光譜切片，尤其適用于嘈雜的免許可頻段和非視距環(huán)境下進(jìn)行高容量傳輸。其每個(gè)遠(yuǎn)端站支持更多的攝像頭和組播傳輸?shù)刂?，?dú)特的專(zhuān)用帶寬和固定低延時(shí)保證了視頻圖像的高質(zhì)量傳輸。而基于802.11n的Wifi技術(shù)更適合低帶寬、相對(duì)短距離的數(shù)據(jù)傳輸和接入。