视频传输于高速公路的应用
来源:优易学  2011-12-7 15:12:47   【优易学:中国教育考试门户网】   资料下载   建筑书店

 

(一、二条内文字级,加粗,提前)一、固定带宽接口
通过SDH等通信系统提供的E1通道传输视频。可分为单E1编解码器和多E1复用编解码器等。编码方式通常采用MJPEG、MPEG-1、MPEG-2、H.263等几种。
单E1编解码器采用单个E1通道传输1路视频信号,因传输带宽较低(<2M),即使采用MPEG-2视频编码方式,视频分辨率也只能达到352*576,视觉效果较差。
多E1编解码器采用多个E1接口捆绑传输1路视频信号,在传输带宽提高的
情况下,视频质量能够得到有效提高。多E1编解码器工作原理如下:
在这里有几点说明:
1、编解码算法:由于交通系统中对视频信号高质量的要求,目前比较合适且成熟的算法是MPEG-2压缩算法。采用MPEG-2压缩算法传输的视频信号分辨率可以达到720(576,加权信噪比可达57dB,视觉效果好,能够满足ITS对视频质量的要求。
2、为什么采用N(E1:如果采用单个E1传输MPEG-2压缩的视频信号图像分辨率只能达到352 (288,并且图像不连续,肉眼观察有拖尾现象,所以要使用多个E1来传输视频信号.经过测试及实际使用,当用MPEG-2算法压缩后的视频码流达到4Mbit/s(即2个E1)左右时即可满足交通系统中对视频信号质量的要求。当码流再增大时,人的肉眼对视频信号的差别区分不明显。
多E1传输方式具有以下优点:
(1)充分利用已有SDH通信网的资源;灵活分配带宽,用户可根据网络资源和对图像的要求任意分配N个E1。
(2)一般情况下每路图像使用2个E1即可,最多使用4个E1也就够了。
(3)使用简单,为点对点方式。
多E1传输方式具有以下缺点:
(1)对SDH的传输带宽要求较高,以每路图像带宽4M计算,1个STM-1的SDH系统最多传送31路图像;1个STM-4的系统最多传送126路图像。
(2)设备较贵,由于采用MPEG-2压缩及多E1捆绑技术,目前设备成本较高。
二、IP接口
通过以太网接口传输视频信号,俗称网络视频服务器。通常是使用SDH等通信系统接口外加网桥设备提供的以太网接口。编码方式通常采用MPEG-2、MPEG-4等几种。
IP方式传输视频具有以下主要优点:
(1)便于多级联网。
(2)编码器和解码器可以不对称,即解码器的数量可以少于编码器,通过后台软件控制解码器解压任意一个编码器的图像,实现一点对多点。
(3)可实现监控到桌面,通过软件可在计算机上解压观看图像
IP方式传输视频具有以下缺点:
1、在SDH层虽然其对外的接口为10/100Base-t接口,但一般情况下其内部为每个端口实际提供的带宽在10M左右,在视频码流为4M的情况下,最多只能传输2路实时视频信号。并且当在一个端口上既传送实时视频流又传送其他数据(如收费数据等)时,由于视频信号占带宽较大,会影响其他数据的正常传送,严重时会造成网络拥塞。
2、当编码器与解码器不对称,解码器切换解压不同编码器的图像时,会产生马赛克,严重时导致解码器死机。这是因为目前采用压缩算法为了提高压缩比,降低带宽,采用帧间预测、运动补偿的技术。当码流切换时会造成其码流的不完整,使解压缩芯片无法正确的解压缩。
3、为了保证视频的实时性采用UDP协议传送视频流,UDP协议的特征是发后不管,数据的可靠性完全在于网络。而目前以太网协议中对数据并没有QOS保证。因此当网络繁忙时,有可能造成UDP包丢失,造成解压时出现马赛克。
4、以太网的特征是突发,而实时视频信号的特征是连续,这两者是有矛盾的,因此当一个以太网中数字视频流过多时,会造成以太网交换机的负载急剧增加,网络速度变得很慢,影响其他数据的正常交换,严重时会造成网络瘫痪。
高速公路视频信号传输方案的探讨
收费站至路段分中心的视频传输
收费站至路段分中心的视频传输可以采用点对点光端机、全数字节点式光端机、编解码器等方式实现。
通过点对点光端机传输
收费站的图像上传如果采用点对点光端机传输,则每收费站到路段中心均需使用至少1对光端机并占用1芯光纤。整个监控系统占用的光纤资源较多。如果收费站距离中心过远,还需要通过光端机的级连将图像上传至中心。光端机级连会造成信号的衰减及信噪比降低。同时大量光端机的使用,设备无法统一管理,系统可维护性差。其优点是图像质量高,实时性好。
通过通信系统传输图像
通过SDH系统提供的2M口或多个2M捆绑传输图像。每个收费站到路段中心采用1对或几对多E1编解码器,上传部分图像。采用这种方法的缺点是占用SDH系统资源较多,每个收费站上传的图像数量受系统带宽资源的限制,不能太多。
通过节点式光端机传输图像
通过节点式光端机传输图像,整个系统只需要2芯光纤将各收费站节点组成环网或链网,节省光纤资源。同时在各收费站上传的图像、音频、数据及以太网数据的数量可以根据用户的需要灵活配置。路段中心将各收费站上传的信号经局端设备全部输出,统一进行监控管理,并可在局端通过网管系统对整个传输进行实时维护。
分中心至片区中心或省中心的视频传输
从各路段中心至片区中心或省中心通常要求上传的视频数量比较少,一般每个下级中心只需上传几路。采用的传输方式通常包括以下几种:
1、通过E1接口传输:各中心之间通过SDH通信系统,采用多E1编解码器传输视频。因为各中心之间的SDH系统资源较为丰富,需要上传的图像数量又不是很多,采用多E1编解码器能够满足用户的需求。
2、通过IP接口传输:各中心之间通过以太网接口,采用网络视频编解码器传输视频。这种方式其实同样通过SDH通信系统,只不过通过外加网桥将接口转换成以太网接口。
3、通过全数字节点式光端机传输:各中心之间通过光纤连接,采用全数字节点式光端机传输视频。这种方式的优点在于通过数字音视频传输系统的构建,不仅可以实现全网视频信息的共享,还可以实现以太网数据、异步数据及电话话务的交换。同时利用数字音视频传输系统的音视频双向传输功能,还可以方便的实现各中心之间的会议电视。

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责任编辑:sealion1986

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