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安防監(jiān)控大發(fā)展 IP高清與HD-SDI成技術雙雄
弱電智能化發(fā)展到今天,監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字化、高清化已經(jīng)是必然的趨勢,更是行業(yè)內(nèi)最熱門的話題,高清視頻的應用正如火如荼,安防內(nèi)的各大主流廠商都紛紛推出自己的高清產(chǎn)品與系統(tǒng)解決方案。IP高清監(jiān)控發(fā)展比較早,已處于成長期,IP高清的產(chǎn)品款型豐富,外圍配套設備比較齊全,涌現(xiàn)出各種IP高清系統(tǒng)解決方案,并成為目前高清視頻監(jiān)控應用方案的主流。盡管IP高清監(jiān)控具有種種優(yōu)勢,但由于各種技術與應用的原因,對于IP高清監(jiān)控系統(tǒng)整體而言,也明顯地暴露出其軟肋與不足:由于網(wǎng)絡傳輸延遲帶來的非實時性、由于有損編碼壓縮使顯示和記錄的圖像失去原汁原味、由于對網(wǎng)絡的高帶寬和安全性等,從而影響了其應用效果。對于上述的IP高清監(jiān)控的種種不足與應用中的要求,廠家必須尋求更好更完善的高清解決方案。在此需求推動下,一種新的應用——廣播級標準HD-SDI引入到安防應用領域中,HD-SDI攝像機被推出面世。從此,高清監(jiān)控產(chǎn)品分為IP高清和HD-SDI高清兩大陣營。
無論是IP高清監(jiān)控還是HD-SDI監(jiān)控,兩種截然不同的技術和傳輸方式導致兩種產(chǎn)品在系統(tǒng)應用和市場定位上表現(xiàn)出截然不同的特征,它們都有自己獨有的應用領域與技術特點,IP高清監(jiān)控與HD-SDI監(jiān)控誓與爭雄?本文作者將客觀從產(chǎn)品技術、行業(yè)應用與用戶接受度的角度給予全面分析比較二者的優(yōu)劣勢:
產(chǎn)品技術層面:
首先我們可以根據(jù)一張表格來看出IP監(jiān)控系統(tǒng)與HD-SDI監(jiān)控系統(tǒng)的區(qū)別
項目 |
IP監(jiān)控系統(tǒng) |
HD-SDI監(jiān)控系統(tǒng) |
|
采集部分 |
成像芯片 |
CCD/CMOS |
CCD/CMOS |
|
分辨率 |
1080P/1080I/720P |
1080P/1080I/720P |
|
A/D轉(zhuǎn)換器 |
10bit |
14bit |
|
附近功能 |
齊全 |
無 |
|
數(shù)據(jù)接口 |
百兆/千兆以太網(wǎng) |
HD-SDI |
|
數(shù)據(jù)輸出格式 |
H.264/MPEG4/JPGE |
YUV4:2:2/ITU-656/BT1120 |
|
數(shù)據(jù)輸出物理接口 |
BNC |
RJ45 |
|
智能分析集成 |
可以 |
不可以 |
|
對接協(xié)議 |
非標準 |
標準 |
圖像質(zhì)量 |
圖像延時 |
200-300ms |
約40ms |
|
圖像壓縮 |
壓縮 |
非壓縮 |
|
信噪比 |
大于50dB |
58dB以上 |
|
圖像穩(wěn)定性 |
圖像穩(wěn)定性較差 |
圖像穩(wěn)定性好 |
|
網(wǎng)絡影響 |
受網(wǎng)絡影響 |
不受網(wǎng)絡影響 |
傳輸 |
傳輸距離 |
1000M |
100M |
|
網(wǎng)絡方式 |
網(wǎng)絡化 |
通過SDI DVR網(wǎng)絡化 |
|
傳輸帶寬 |
100/1000Mbit/s |
1.485Gbit/s |
存儲 |
數(shù)據(jù)量 |
較少 |
較大 |
|
靈活性 |
較靈活 |
不靈活 |
|
存儲效果 |
效果差 |
效果好 |
|
存儲成本 |
較低 |
高 |
其他 |
系統(tǒng)兼容性 |
兼容性差 |
兼容性好 |
|
功耗 |
功耗高 |
功耗低 |
|
安裝維護 |
系統(tǒng)復雜 |
系統(tǒng)簡單 |
|
|
安裝復雜 |
安裝簡單 |
|
|
維護復雜 |
維護簡單 |
|
應用級別 |
民用級 |
工業(yè)級 |
高清監(jiān)控是一套完整的監(jiān)控系統(tǒng)解決方案,其中包括前端采集、中間傳輸、平臺控制等幾個方面。
首先從前端攝像機采集開始,IP高清和HD-SDI單純比較前端采集的話,其最明顯的區(qū)別是IPC的視頻是壓縮過的,而且有一定的網(wǎng)路延時,而SDI直接傳輸未壓縮過的實時視頻;在視頻質(zhì)量方面HD-SDI和IP高清都可以達到720P/1080P的水平,甚至HD-SDI攝像機還可以提供更高的傳輸幀率,一般可達到30-60幀/秒的實時圖像采集。而且HD-SDI攝像機具有較高清晰度的圖像、更高的分辨率、更豐富的色彩等特點,能夠滿足用戶高清監(jiān)控需求。目前,作為專門面向高端安防市場的監(jiān)控設備,SDI攝像機以其在圖像質(zhì)量的上優(yōu)秀品質(zhì)和系統(tǒng)架構上比較簡單的特點,使其在一些特殊的行業(yè)會有比較好的應用前景。
在中間傳輸環(huán)節(jié),IP高清通過網(wǎng)絡傳輸,有著非常好的可擴展性,并且可以很容易實現(xiàn)遠程訪問,資源共享等,而IP高清在傳輸過程中需要進行壓縮編碼及解壓等工作,數(shù)據(jù)在傳輸過程中,會出現(xiàn)丟包,網(wǎng)絡擁堵等問題,從而導致視頻畫面延遲,而且IP高清存在不穩(wěn)定、易死機等安全隱患,以及各個品牌產(chǎn)品兼容集成復雜等問題;導致市場越來越青睞于穩(wěn)定性、實時性效果好的HD-SDI高清產(chǎn)品,而SDI在短距離傳輸使用同軸線纜,在長距離傳輸使用光纖,由于帶寬占用大,一顆光纖只能傳輸1路高清SDI信號,在可擴展性和遠程訪問等特性上受限,最重要的是SDI攝像機的傳輸距離非常受限制,其只能傳輸100米左右。而網(wǎng)絡攝像機只要依托網(wǎng)絡就可以傳輸,這是兩者最大的差別。不僅如此,由于前端HD-SDI采集的數(shù)據(jù)量較大,其傳輸過程又不經(jīng)編解碼器壓縮,給數(shù)據(jù)的存儲提出了很大挑戰(zhàn)。但IP高清采用H.264壓縮算法,能夠很好節(jié)省傳輸帶寬和存儲空間。
在平臺控制方面,IP高清可以很容易通過網(wǎng)絡實現(xiàn)平臺的遠程控制和資源管理,IP高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)融合了更多的技術和提供了豐富的功能;而HD-SDI的平臺控制則比較麻煩,需要矩陣,切換器,鍵盤等設備,而且后端存儲上SDI也需要編碼壓縮存儲。
綜上所述,我們認為HD-SDI和IP高清有各自的應用領域和側(cè)重點,它們是互補而不是取代關系。HD-SDI攝像機若想獲得較大的應用空間,傳輸距離可能會是瓶頸,所以HD-SDI傳輸距離需要突破,只有不斷滿足用戶需求,HD-SDI才能擁有更廣闊的發(fā)展前景。而對于IP高清視頻壓縮算法的再優(yōu)化,既具高畫質(zhì)又有低碼率,仍是其性能提升的重點。然后,無論是HD-SDI攝像機,還是IP高清,低照度、寬動態(tài)等攝像機應具備的基本高性能對二者來說都是需要不斷的提升。
從應用層面:視頻監(jiān)控的市場正在從標清往高清進行升級轉(zhuǎn)變,而高清應用目前主要有兩種模式:IP高清和SDI高清。IP高清是目前高清應用的主流產(chǎn)品,從事IP高清項目的工程商多數(shù)有IT背景;而SDI高清的應用仍處于起步階段,選擇SDI的工程商一般是傳統(tǒng)的工程商。如果是現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)改造的話,建議選用SDI高清,SDI采用同軸電纜傳輸,免去重新布線之類的麻煩,在舊有的模擬線路上進行改造比較有優(yōu)勢。原本采用模擬標清監(jiān)控的場合可以直接更換成SDI高清的前端和后端產(chǎn)品,即可簡便完成高清升級,而不需要全系統(tǒng)推翻建設造成的高成本。
既然無法利用已有的布線系統(tǒng)那就只能是重新布線,那和IP高清相比HD-SDI攝像機并不占據(jù)優(yōu)勢。首先,是HD-SDI信號傳輸距離的限制,其傳輸距離不超過100米,限制了產(chǎn)品的使用范圍,如果是遠距離傳輸,需要中繼設備或轉(zhuǎn)換成光介質(zhì)傳輸設備;其次,是目前SDI高清產(chǎn)品及其傳輸線纜和后端存儲產(chǎn)品的品種單調(diào)、價格比較高,導致系統(tǒng)方案選擇性少、整體造價比較高,SDI的傳輸配套設備都具有很高的專業(yè)性,使用面窄,研發(fā)時間短,其穩(wěn)定性和可選擇性相比IP類會有不小的弱勢與IP攝像機配套的產(chǎn)品早已相當成熟,因為這些設備不僅是只用于監(jiān)控行業(yè),在此之前龐大的IT產(chǎn)業(yè)早已應用的得很成熟,不需要重新開發(fā);再次,在于上述所提到的HD-SDI對線纜及接頭焊接的要求很高,在無形中會加重施工的成本及難度。最后,HD-SDI高清傳輸?shù)氖欠荌P的數(shù)字信號,進行聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控需要對數(shù)字信號IP化處理,目前的做法是添加專用的高清編碼器進行IP編碼,這樣就會造成系統(tǒng)成本偏高。
如果是新建的高清監(jiān)控系統(tǒng),并對實時性要求不是特別高的話,建議選用IP高清方案,IP高清的優(yōu)勢在于可基于IP網(wǎng)絡傳輸,并且可無限擴展,組建大規(guī)模的監(jiān)控系統(tǒng)成本較低。隨著以后的帶寬升級和硬件升級,對系統(tǒng)的再次改造將會更容易、花費更低。IP高清系統(tǒng)在工程施工方面方便靈活,目前IP高清產(chǎn)品線越來越齊全,價格越來越低,系統(tǒng)建設選擇性多,造價也適中,現(xiàn)在傳輸技術已經(jīng)非常成熟,無線、3G、光纖等等,另外IP高清在集中管理方面也具備靈活性高,容易操作,可以解決流媒體轉(zhuǎn)發(fā)、多級平臺調(diào)用、遠程信號的統(tǒng)一管理、大范圍信號的集中存儲、視頻智能分析和綜合業(yè)務平臺等用戶需求。
用戶的接受度:弱電智能化在向高清監(jiān)控轉(zhuǎn)型的過程中,沿襲現(xiàn)有模擬監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)建設無疑是工程商和用戶最樂于接受的方式。SDI產(chǎn)品工程施工采用的系統(tǒng)架構和模擬監(jiān)控系統(tǒng)架構相同,都是采用同軸線纜實現(xiàn)視頻傳輸,施工人員和系統(tǒng)操作人員無需專業(yè)培訓,即可現(xiàn)場施工;而且SDI高清的操作管理與傳統(tǒng)模擬標清監(jiān)控系統(tǒng)相似,不同于IP系統(tǒng)需要管理維護人員具備一定的IT應用技能。SDI技術正是一種通過同軸電纜傳輸高清數(shù)字視頻的傳輸標準,其特點恰好是現(xiàn)有模擬視頻系統(tǒng)的最佳升級方法,既保證視頻點對點可靠傳輸,又能繼續(xù)重用模擬視頻的傳輸介質(zhì)。對于很多已經(jīng)建設的模擬監(jiān)控系統(tǒng)來說,能利用已有線路完成高清改造,無需重新布線,只需更換前端和后端部分設備,從而為工程節(jié)省巨大的時間、人力和線材成本,工程商也無需增加額外的培訓成本及售后服務費用等。
從橫向擴展來看,多數(shù)用戶的不同需求體現(xiàn)在對傳輸方式的要求上,例如像家居監(jiān)控。如果采用HD-SDI的有線方式傳輸那必然會破壞房間的裝修效果,而且安裝位置也會受到一定限制,難以體現(xiàn)靈活性。但IP攝像機的無線方式安裝就完全不一樣,沒有了空間限制。業(yè)主可以安裝在任意地方,并可隨時調(diào)整。另外,家居監(jiān)控與傳統(tǒng)監(jiān)控中心瀏覽圖像的方式有所區(qū)別,業(yè)主不可能坐在固定的監(jiān)控室看圖像。在這點上,IP攝像機能可以做到只要有網(wǎng)絡的地方就可以隨時訪問監(jiān)控系統(tǒng),也可通過手機隨時隨地觀看。
縱向擴展方面的應用更是目前各大行業(yè)的基本要求
智慧城市、金融、交通、環(huán)境監(jiān)控等行業(yè)都需要將視頻監(jiān)控、報警、門禁、廣播以及他們自身行業(yè)的特殊需求結(jié)合在一起,組成一個綜合的大平臺去使用。相對于HD-SDI數(shù)字高清攝像機,IP攝像機無疑是更好的選擇。網(wǎng)絡技術、計算機技術、軟件技術、通信技術,他們就如同孿生兄弟一樣伴隨著IT產(chǎn)業(yè)的成長,配合使用早已經(jīng)是我中有你,你中有我。且任何綜合平臺的建設都是以這幾大技術作為核心基礎,所有的應用都必須向此靠攏。而IP攝像機以網(wǎng)絡技術作為傳輸基礎自然可以輕松融入其中,HD-SDI要想加入就必須先壓縮編碼為網(wǎng)絡信號。但這樣一來,一切又回到原點。為什么不從一開始就使用IP攝像機呢?對于HD-SDI的支持者來說,自然不會輕易放棄視頻監(jiān)控的市場。HD-SDI攝像機也不會被監(jiān)控市場所淘汰,因為HD-SDI畢竟有其自身的優(yōu)點。可以作為小范圍、特殊需求的補充使用。而且視頻監(jiān)控也不是完全市場化運作,對于用戶來說市場不完全透明、信息也不完全對稱,這些都會是HD-SDI存在的因素。但即使是市場化不完全的環(huán)境下,在競爭激烈的監(jiān)控市場上,任何一項技術的應用也不會隨個人情感和意志所轉(zhuǎn)移。網(wǎng)絡化集成應用的大趨勢已經(jīng)不可逆轉(zhuǎn),IP攝像機也注定背負原本就屬于它的歷史使命。
總的來說,行業(yè)發(fā)展到今天已經(jīng)不是只面向某類特定用戶,早已滲透到社會的各行各業(yè),已經(jīng)延伸到我們的生活的每個角落。市場的需求使監(jiān)控技術綜合應用的橫向擴展:滿足不同行業(yè)需求的用戶,以及縱向擴展:與其應用行業(yè)緊密融合,已提高系統(tǒng)整體效率,使監(jiān)控發(fā)揮其最大價值,為人民為社會服務。
從現(xiàn)在來看,IP高清仍然會是高清監(jiān)控的主流,因為它的價格低、部署靈活、兼容性好、可擴展性強、限制小、應用廣泛、管理方面和人性化應用,這些促使IP高清在各大型監(jiān)控項目中占有先天優(yōu)勢。而HD-SDI的優(yōu)勢在于圖像質(zhì)量高和控制延時小,SDI高清和IP高清是兩個不同的技術領域,兩者的優(yōu)劣都很明顯,各自的特點和目標應用環(huán)境。IP高清和SDI高清只有兩種方案相互促進,市場都不會被對方替代或淘汰,它們會參照對方的特點和優(yōu)勢發(fā)展自身的技術,他們會在行業(yè)的發(fā)展中相互共存與競爭,二者相互推動著整個安防產(chǎn)業(yè)的更快發(fā)展,共享安防監(jiān)控市場的大發(fā)展。