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WiMAX技術在視頻監控系統中的應用
信息來源:深圳安防網 作者:不詳 發布日期:2009/2/25
 

 視頻監控點分布在城市的各個角落,同時城市建設規范性要求施工減少對道路路面造成的破壞,在建設過程中,部分地區無法實現光纜的埋地鋪設,必然會遇到“最后一公里”的接入難題,采用無線技術進行視頻監控信號的傳輸就成為一種很好的選擇。WiMAX系統的無線傳輸特性,可以保證視頻流的傳輸質量,同時使監控系統在接入層的部署更為快速、簡便。

 WiMAX的應用特點

 分布于城市道路、工廠、社區等處的視頻監控系統,一般數百米內設一個監控點,WiMAX的覆蓋能力完全滿足視頻監控點的分布特點,在一個WiMAX基站覆蓋范圍內存在多個連續設置的監控點。同時,WiMAX具有非視距傳輸的特性,可以滿足復雜的城市環境中的傳輸要求。

 采用802.16d標準的WiMAX工作在FDD模式上,占用一對3.5MHz頻點,多個用戶端設備(CPE)情況下一個扇區可提供的上、下行總帶寬超過15Mbit/s;每個CPE可提供最大10Mbit/s的吞吐量,足夠滿足各種帶寬需求的監控要求;按照每個監控點1Mbit/s帶寬需求,單WiMAX基站可支持10個以上的監控點視頻傳輸需求。

 WiMAXCPE提供數據口,可以在各個監控點連接攝像頭;基站上連到城域網路由器。

 整體網絡架構

 實際組網中,工程師可根據視頻監控點分布的位置,結合可安裝WiMAX無線接入基站的機房資源、數據網絡節點的分布情況以及可用頻率資源情況,選擇合適的站址設立WiMAX中心站(基站),各監控點作為無線接入的遠端站,通過和基站間的空中鏈路實現和中心基站的連接,中心基站通過100Mbit/s端口接入IP承載網,這樣各監控點的數據通過WiMAX無線接入的方式通過中心機房匯聚后接入監控中心(如圖所示)。

 根據城市監控點的業務特點,WiMAX用戶端選用室外型設備。

 中心站從邏輯上可分為兩個部分:扇區基站和扇區天線部分。扇區基站是業務匯聚部分,并提供到IP承載網的100Mbit/s以太接口。

 WiMAX用戶端置于監控點,可服務于一個或多個監控終端設備(即一個監控點上有多個攝像頭的多路視頻信號)。WiMAX用戶端使用小波束角定向天線。終端在上行方向上將來自監控終端或用戶駐地網的業務適配、匯聚,通過無線鏈路傳送到基站;在下行方向上提取WiMAX中心基站業務,分配給各WiMAX用戶端。

    網管系統完成對WiMAX設備基本的配置、管理信息的采集。

    基于WiMAX的無線IP視頻監控系統

 WiMAX無線視頻監控系統主要由視頻采集前端系統、網絡傳輸系統和視頻流信息處理系統三個部分組成。

 采用WiMAX進行視頻監控傳輸,前端系統的傳輸接入必須采用數字接入方式,在前端就將圖像轉化成數字信號再傳遞到監控中心,這樣進行傳輸的優點是占用帶寬小,自動維護可到達前端監控點。模擬圖像在前端通過DVS轉換成數字信號,前端提供帶存儲的DVS,通過WiMAX無線接入方式將數字信號傳到局端(監控中心)。

 模擬信號在前端轉換成視頻信號時,采用網絡視頻服務器、攝像機(模擬)、云臺解碼器、報警輸入/輸出設備組成前端視頻采集和報警控制系統,采集好監控點的視頻信息,經過WiMAXCPE處理為射頻信號后發往基站,再由基站通過以太網傳輸到本地視頻監控中心統一監視、管理。同時,提供標準的RS485控制接口,實現云臺控制、遠程維護網絡視頻服務器等。

 網絡傳輸系統由WiMAX無線網絡以及WiMAX與Internet系統接入設備等組成,單WiMAX扇區站下可支持多CPE,每個CPE負責接入一個或多個視頻監控前端,CPE的射頻模塊將信號變頻到適宜的頻率經天線發送到WiMAX基站,實現對多個監控點視頻信號的匯聚。

    信息處理系統功能包括視頻信息的存儲、轉換、壓縮、加密等。

    不同的業務類型造成單WiMAX扇區基站下支持的CPE個數不同。

    工程中需要注意的問題

 基站選址應根據業務分布實際情況,選擇業務密集區中心的制高點(某幢大樓或鐵塔上)作為中心基站的站址,盡量使得中心站與用戶終端間達到可視和近可視距離,提高無線鏈路的可靠性,保證視頻信息傳輸質量。

 在工程設計前,工程師應搜集被覆蓋地區的地形及阻擋物數據,由于實際的覆蓋區域不可能呈完全的理想平坦分布,如不考慮地形及遮擋物因素做出網絡規劃,會與實際情況相去甚遠。

 地面無線接入系統的特點決定了其不可避免地會遇到干擾問題,這種干擾主要來自于其它扇區的鄰頻或同頻干擾。要想克服干擾的影響,工程師首先盡可能選用具有抗干擾技術設計的設備,其次可借合理網絡規劃,基站選址及用戶端天線位置、方向均須認真選擇以確保系統內各用戶終端間的相互干擾降低到最低限度。具有BIT/SK、QPSK、16QAM、64QAM等多種調制方式自適應切換技術的系統,可充分保證系統大容量數據傳輸支持能力,同時保證無線鏈路的可靠性。

 系統開通后,應對各基站各扇區的流量進行長期觀測,在某些容量要求和實際扇區提供容量確實不相適應的扇區,工程師應采取相應調整手段。比如一個扇區可提供10Mbit/s的容量,而長期觀察證明,該扇區的需求量明顯小于10Mbit/s的話,則可從該扇區移去一個載波,將多余的載波移作它處繁忙扇區使用。通過此類扇區容量整合優化,也可進一步提高整系統的頻率利用率。

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