安防监控系统中视频图像的传输技术

85
发表时间:2018-09-17 16:46

1.传输网络

视频图像的传输质量直接影响系统的监控质量,在设计远程监控系统时,要充分考虑传输网络的因素。在选择传输网络时,应考虑以下几个因素:

数字视频信号虽已经过压缩,但数据量还是很大,特别是当几路视频信号同时在网络上传输时,大量的数据传输会使得传输网络变得拥挤,而这会必然造成数据的延迟及丢失。这就要求传输网络的带宽要高,一次能传输大量的数据。

监控系统一般要求实现远程实时监控,即远程监控现场的情景要实时地显现在监控中心的主机上,这就要求传输网络的传输速度要很快。

因为传输的视频信号的数据量很大故一般选用效率较高的UDP协议传输视频信号,UDP是无连接的,不可靠的协议,所以要求传输网络的可靠性要高,这样系统才能运行得很好。综合考虑以上因素,可以选择LAN、DDN(数字数据网)、ISDN(综合数字业务网)、SDH数字通信网、ATM、PSTN(公共交换电信网)等传输网络。这些传输网络都可以提供较高的带宽、速率和高的可靠性。

2.网络传输协议

这里的网络传输协议主要是TCPP,TCPP分层。TCPP分层模型中,传输层建立在PP层之上,包含两种传输协议:传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP。TCP是面向连接的传输协议,在传输数据前,必须在发送方和接收方间先建立通信通道,它拥有重传机制和拥塞控制机制,提供高可靠性的服务。而UDP是无连接的数据报传输,它不需要建立连接和撤销连接,而直接把数据送到接收端,并且还取消了重发校验机制,能够达到较高的通信速率。所以UDP的主要特点是传输的高效率,但可靠性较低。一般情况下,TCP和UDP共存于一个网中,前者提供高可靠性服务,后者提供高效率服务,高可靠性的TCP用于对传输质量要求较高的情形,如文件传输、远程登录等:高效率的UDP用于对传输效率要求较高及网络的可靠性较高的场合,如实时的语音图像传输。

视频图像传输的数据量很大,并且对监控系统来说,用户对图像传输的实时性要求很高,如果选用可靠性很高的TCP,会因为TCP的建立撒销连接、确认和超时重传等很多保证可靠性的措施而大大降低传输的效率,这会造成图像传输很大的延时,失去实时监控的意义。而选用高效率的UDP,由于取消了重发校验等机制,能够达到较高的通信速率,虽然也许会出现少量的丢帧现象,但对数据量很大的视频图像的影响并不是很大,用户可以接受。并且,随着网络传输技术的发展,出现了很多可靠性很高且传输率很快的网络,如DDN专线等,基于UDP的网络应用在这种网络上会运行的很好,弥补了UDP的不足。

3.IP组播技术

组播也称为“多点传送”或“多播”在P协议下,组播是广播的一种变形。IP组播要求对收发数据感兴趣的所有主机加入一个特定的主机组,主机组是能够接收发往一个特定组播地址数据的主机集合。当加入组时,网卡上会添加一个过滤器,这样,只有绑定组地址的数据才会被网络硬件拾起,并上传到网络堆栈进行适当的处理。对同一次多点传送,组播数据报被传送到其目的主机组的所有成员,传送的数据包同常规单点传送的P数据包一样可靠。另外,主机组的成员是动态的,也就是说,主机组中的成员可以随时加入或离开主机组,主机组中成员在位置上和数量上都没有限制。一个主机可以同时是一个以上主机组的成员;一个“主机组可以在一个物理网络上,也可以跨越多个物理网络,既组播既可以用于局域网,也可以用于广域网。

IP组播要求有底层物理网络硬件的支持,支持IP组播的硬件技术为组播传送保留了一组硬件地址,组播的每一组从中选取一个作为本组的组播地址,然后对组内各机器的硬件接口进行配置,使它们能识别该地址。假如硬件支持组播传送,则IP组播地址映射到物理组播地址后,便可以在物理网里直接进行组播传送,否则只能利用硬件广播甚至P广播能力完成P组播传送。

IP组播地址即是IP地址中的D类地址,地址的最高四比特为“110°,所以多播地址范围为:22400.0-239255255255,其中224.0.00是保留地址,不分配:224.00.1也是保留地址,代表“全主机组”“全主机组”指本地网上参与多播的所有主机和网关。每一个“主机组”都拥有一个惟一的多播地址,多播地址只能作为信宿地址使用,而不能出现在任何信源地之中。

对于远程视频监控系统,视频数据的传输一般选用UDP协议,而采用UDP的IP传送方式有单点传送、广播传送、组播传送三种方式,单点传送是一对一的传送,即每次传送的数据只能被一台主机接收。广播传送是一对多的传送,即广播的数据将同时传送到局域网内的所有主机。而由上面介绍的IP组播技术知道,IP组播虽然和广播一样,也是一对多的传送方式,但接收端往往不是一个局域网内的所有主机,而是那些对收发数据报感兴趣的主机,传输端通过一次传输就可以将信息同时传送到一组接收者;因此,采用IP组播技术可以有效地减轻网络负担,避免网络资源的浪费。此外,由IP组播技术一台主机可以同时加入一个或多个组播组的特点,可以实现监控中心同时对多个现场的监控。由此可见,利用IP组播技术可以很方便地实现多点传送功能,并且还可以实现广域网的通信,这比较符合视频监控系统多点、多机监控、跨局域范围的远程监控的要求。


website qrcode
关注我们: