通过IT基础架构支持视频应用的益处

美国西蒙公司

 

1  现在的监控和宽带视频应用，正趋于完全智能化
    一般的同轴电缆布线已经不再适合支持这些应用；他们需要更智能的布线。越来越多的设计专业人士和大楼业主选择通过电信布线基础架构来支持监控、广播和其它视频应用，其数量在迅速攀升。例如，根据Multimedia Intelligence1的一份报告，IP/网络化的视频监控摄像头的市场在2007年增长了近50%，这个市场板块的增长速度是整个监控市场的四倍以上。
    采用结构化的电信布线网络来支持视频应用，除了将庞大的同轴电缆换成更细、更灵活的平衡双绞线电缆外，它的好处还包括：
    ◆ 数字图像质量；
    ◆ 可支持高清（480i/p SDTV以及720p和1080 i/p HDTV）应用；
    ◆ 主动监控区域动作、声频和带高级安全警报的篡改检测；
    ◆ 平摇、俯仰、变焦和远程供电设备，不再需要单独且昂贵的电源和控制电缆；
    ◆ 最终用户可以与“智能”视频设备进行通讯和互动；
    ◆ 紧凑、高效的存储和提取能力；
    ◆ 语音、数据和视频应用在同一基础架构上的会聚；
    ◆ 全面支持基于标准的布线距离和拓扑结构；
    ◆ 基础架构更有效的管理、服务和可伸缩性；
    ◆ 检修更简便；
    ◆ 改进了资产管理（通过IP地址的设定）；
    ◆ 更整齐的路径和提高的路径填充率；
    ◆ 可以升级到未来的应用；
    ◆ 对于许多基于IP的摄像头应用来说，该种摄像头比模拟摄像头的应用降低了总拥有成本。

2  视频应用的规划
    如果不清楚现在是否需要支持视频，那么，建议在你的布线计划中应包含额外的专门针对视频应用的双绞线信道，以满足未来的系统需要。随着全球不断增加的安保要求，监控行业正在迅猛增长。现在就规划未来的视频应用支持，对于业务会很有好处。根据总拥有成本的分析，如果已具备了可用的布线基础架构，则基于IP的视频系统比基于模拟的系统始终具有较低的实施成本。

3  通过双绞线布线传送视频信号
    所有监控和宽带视频应用（适当地放大，以提高闭路电视在高频信道时的信号水平）都能够在大于100米的双绞线布线长度上运行。但是，保持TIA 和ISO/IEC规定的一般在100m左右，4接头的水平信道拓扑结构还是有很多好处，所以对视频应用的支持也强烈推荐使用这样标准的拓扑结构。尤其是，遵循一般标准的拓扑结构将可确保无缝地升级到未来的视频应用，并同时提供灵活性，使原来为高速数据支持设计的信道在必要时可用于视频，反之亦然。
    启用IP的视频设备，例如监控摄像头，经过预先配置，以接受RJ45模块化插头接口并通过结构化的电信布线提供即插即用的能力。一般模拟设备，例如CCTV（闭路电视）摄像头、监视器和电视机，通常通过同轴BNC或F型接头进行配置，并需要使用视频转换器来通过双绞线进行传输。
    视频转换器成对使用，先将视频设备接口的一个75Ω不平衡（或同轴）信号，转换为一个100Ω平衡（或双绞线）信号，通过布线信道在电信间或楼层分配器转换回到一个75Ω不平衡信号。视频转换器是针对特定应用的，它们可配置为用于设备接口的单端口转换器，用于工作区域的多媒体盒中，或用于电信间的8和16端口视频分配集线器上。

4  CCTV视频监控应用
    视频安全既可以是有效防御目前威胁，也可以防止未来威胁。过去，CCTV系统是静态的，是由同轴布线支持的模拟系统。如今，一些增强功能，例如，高性价比的转换器和可设定IP地址的设备，使监控解决方案可以在双绞线上得到绝佳应用。基于IP的监控系统还具有比传统模拟CCTV系统明显更灵活和“智能”的优点。如表1所示，广泛的结构化布线解决方案支持视频监控应用。
    表1  视频应用的结构化布线

    模拟监控系统：最简单的模拟视频CCTV的配置是一个静态系统，包括一个固定的摄像头、双绞线、一对视频转换线和一台记录设备，例如DVR（数码录像机）。视频转换器为BNC/RJ45带插头设备，通过一对（线对端接在引线7~8针上）双绞线传输黑白或彩色图像。因为这些解决方案只对一根四线对的电缆中的一个线对进行操作，如果采用西蒙7/7A类TERA™解决方案，其卓越的电缆共享能力6则可以使每个线对都充分利用起来。
    基于模拟平衡转换器和PVD视频收发器的CCTV监控系统的典型的结构化布线架构如图1所示。

图1

    采用结构化布线的CCTV比起采用传统同轴电缆的实施具有显著优点，即伸缩性和灵活性。
    基于IP的监控系统：IP摄像头和基于IP的系统代表了视频监控的未来。这些解决方案提供了出色的图像质量、智能监控能力、远程访问能力和基础架构的可伸缩性。如今的固定IP摄像头需要使用一个符合IEEE 802.3af8的以太网供电交换机，全部远程供电。IP摄像头可以为固定或带PTZ功能的。符合IEEE 802.3at的PoE Plus交换机上市后，可以有更多的增强功能，例如更强大的PTZ能力。
    基于IP的监控系统的优点是其运行与IT局域网（LAN）上的任何其它设备一样。图像通过以太网或无线网络传输，甚至可通过互联网进行访问。
    网络智能也可嵌入基于IP的监控系统。可监督事件并发送警报，以汇报原来可能不会注意到的可疑行为。例如，一旦启动运动检测器、音频感应器或防窜改系统时，系统可自动发送一条短信或一封电子邮件给安保人员。
    大多数情况下，基于IP的监控系统比模拟监控系统更具性价比。而且，启用IP的设备有望比模拟设备降价更快。
    基于IP的监控系统的典型的结构化布线系统拓扑图如图2所示。为了取得基础架构最大的灵活性，并便于添加、移动和修改，建议在电信间中提供完全的交叉连接。通过结构化布线进行基于IP的监控技术的一个附带好处：摄像头可从服务器室获得集中的备份电力，因此停电时它们将继续正常工作。

图2

    宽带视频应用：宽带视频指通过75Ω同轴布线传输广泛范围的RF频率（通常最高可达900MHz）或信道的一类应用。宽带视频服务的范例包括有线电视、卫星视频信号，以及DVD机和录像机等回放设备。
    支持多种宽带视频应用的结构化布线解决方案的典型系统拓扑图如图3所示。宽带视频分配的一个结构化布线的方法提高了可靠性，因为视频分配集线器和电视或显示器之间没有分接头或分路器。另外，由于每台观察装置使用一条专用电缆，有新的电视和/或监视器添加到系统时，现有连接点的信号强度不受影响。

图3  典型的跨带视频拓扑

    宽带视频应用最适合采用双绞线来传输，需要一对视频转换器来转换同轴输入信号。视频转换器利用通用视频接口，如F型和PAL接头，将平衡的双绞线信号转换为75Ω宽带视频信号。令人惊讶的是，模拟和数字视频和音频（包括480i/p SDTV和720p和1080 i/p HDTV) 都可通过一对（端接在引线7~8的线对）双绞线进行传输！此时，若采用西蒙7/7A类TERA解决方案，其卓越的电缆共享能力将使得一根4线对线缆可同时支持4个宽带视频应用，充分体现了西蒙7类解决方案的卓越性能。
    IPTV：基于IP的技术的“智能”优点可能很快将以IPTV的形式占据CATV的一大块市场。在这种高清视频应用中，IPTV信号通过IP数据包传输，客户所在地的一个机顶盒，将数据包解码并将图像发送到电视。这种新兴技术为观众提供了一种“点播”体验和（目前来说）有限的互联网接入功能，可访问那些提供地天气预报、个性化股票报价和流媒体视频等信息的网站。
    一个集中管理的内部IPTV分配系统的典型的结构化布线系统拓扑图如图4所示。一个中心局提供商分配的IPTV服务通过DSL访问多路复用器提供到建筑物入口设施一旦基础架构可支持更快的以太网速度（1000Base-T和10GBase-T预计将消除所有瓶颈，同时支持出色的内容传输），并迁移到这些传输速率，IPTV的性能将显著提高。

图4

5  HDMI、VGA和其他视频应用
    虽然本文的重点是传统意义上同轴电缆支持的最常用视频应用，但是应牢记，平衡双绞线布线可支持许多其它视频格式，如HDMI、VGA、SVHS，和使用合适的转换器的复合/混合视频，这很重要。在任何情况下，使用平衡双绞线布线来支持视频应用，比同轴布线系统多具有几种优点，包括在一个统一的基础架构上支持多媒体应用，以及全面支持基于标准的布线距离和拓扑结构。
    设想一下：监控和宽带视频技术的功能越变越强大，最终结果是现今的高级视频系统提供了最高水平的系统性能、图像质量、灵活性和智能性；要实现这些功能，只能通过实现IP技术以及结构化的布线基础架。