大部分城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)受分布及建置點的數(shù)量,，以及建置地點的環(huán)境和建筑物的影響，期望在道路設施施工上,，盡量降低及減少對路面的破壞,。因此系統(tǒng)建置中,，盡量避免在道路底下或是路側埋設附掛光纖電纜，在系統(tǒng)的傳輸上采用無線網(wǎng)絡架構,。但由于視頻監(jiān)控點分布在城市的不同區(qū)域，建筑物所產(chǎn)生的信號受到遮蔽或是傳輸文件受阻,，是必然會遇到的問題,。以下我們就來分別探討采用不同的無線網(wǎng)絡傳輸方式可能帶來的系統(tǒng)建置問題。

無線監(jiān)控風險高嗎?

首先,，由于無線網(wǎng)絡視頻對于碼率及畫面時延,、帶寬穩(wěn)定性等要求較高，如果這些部份處理不當造成傳輸不暢,，傳回畫面可能出現(xiàn)模糊狀的馬賽克情形,、畫面跳動、延時或過大停格等,?？梢娙绻跋癖O(jiān)控系統(tǒng)沒有嚴格按照電信規(guī)范標準設計WLAN的架設方式，可能導致部分無線網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)得到無法高效率的使用,。

再者隨著無線技術的不斷演進,，無線網(wǎng)絡監(jiān)控架構在越來越多的監(jiān)控系統(tǒng)中得到廣泛應用，而且傳輸形式和傳輸內容一直在不斷嘗試突破,，這里面包含這WiFi,、3G與Wimax，其中GPS及TD-LTE(4G)也已開始進入監(jiān)控應用層面,。

但我們此處不是討論形式,，而是討論這些無線架構在應用上面臨的問題。由于架構與網(wǎng)絡設定參數(shù)的復雜性,，我們也就將無線網(wǎng)絡成敗風險列為系統(tǒng)建置的第一個問題所在,。

Wimax傳輸欲迎又止，困難上路?

我們撇開WiFi和3G的WLAN初階系統(tǒng),，直接進入探討Wimax,，這種IEEEE 802.16的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由視頻采集前端系統(tǒng)、網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)和視頻流信息處理系統(tǒng)三個部分組成,。比較適合于一些無法鋪設網(wǎng)線或光纖電纜的地方,，而且成本及網(wǎng)絡傳輸基本可以滿足用戶需求。在4G尚未形成風潮前,，作為最有效的無線網(wǎng)絡方式之一,，Wimax除了被大量運用于城市監(jiān)控，在科技工業(yè)園區(qū)監(jiān)控,、城市輕軌運輸系統(tǒng),、港口特定碼頭及大范圍游憩樂園或森林游樂區(qū)管理監(jiān)控可中也有應用,。

以城市監(jiān)控應用為例(如圖1)，采用Wimax作為視頻監(jiān)控傳輸介質,，在前端影像系統(tǒng)的輸出信號接入傳輸時,，將轉換成為TCP/IP網(wǎng)絡數(shù)字信號方式，在前端就將影像轉換成網(wǎng)絡IP信號再傳遞到城市監(jiān)控中心,，這樣傳輸?shù)膬?yōu)點是占用帶寬小,，管理查詢可到達攝影機前端。IP攝像機或模擬攝像機通過DVS轉換成TCP/IP數(shù)字信號,，在前端可以裝設有本地儲存的DVR或DVS,，通過Wimax無線傳輸方式，將影像,、PTZ控制數(shù)字信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心端,。

圖1  Wimax無線影像監(jiān)控發(fā)射與接收基站圖示

目前的Wimax無線傳輸設備至少都具備有以下規(guī)格條件才能采用:

·符合IEEE 802.16 無線通信協(xié)議，傳輸接口10/100/1000 Base T;

·支援通訊協(xié)議PPP,、HTTP,、SNMP、TCP/I;

·預留WiMax無線通信設備網(wǎng)管系統(tǒng)接口,，可由未來網(wǎng)管系統(tǒng)進行路徑,、效能及告警管理;

·工作頻率符合ISM 5.8GHz，符合調變OFDM技術;

·數(shù)據(jù)傳輸速率支持每秒全雙工傳輸 (Throughput) 不得低于20Mbps;

·戶外型,，傳輸距離100公尺有效傳輸功率不低于20dBm(EIRP),，能在不干擾其他設備下良好溝通;

·工作環(huán)境溫度范圍從0℃?50℃，電源為戶外型之交直流電源供應器,，其操作電壓AC 110?240 伏;

·支持單點對單點及單點對多點聯(lián)機;

·具備至少IP66保護等級及抗干擾傳輸模式技術;

·軟件升級可以無線方式重新編輯;

·支持無線加密功能,，防止未經(jīng)授權之侵入;

·天線為全指向性，可分離外接,，須提供U型環(huán)固定器座并可調整設備仰角;

·需符合低功率射頻設備;

·提供IP分配器,，兩組10/100/1000 Base T輸入接口;

·提供一只防水型不銹鋼電源箱，以安裝電源轉換器,、以太網(wǎng)絡光電轉換器及IP分配器等;

·提供固定架設備,。

Wimax傳輸滿足多頻道多鏈路無線監(jiān)控

模擬攝像機信號在前端轉換成數(shù)字網(wǎng)絡訊號時，通過網(wǎng)絡視頻服務器,、模擬攝像機,、云臺編譯碼器、報警輸入/輸出設備組成的視頻控制采集和報警控制系統(tǒng)(一般成為終端或TC端),，將監(jiān)控點的視頻訊號轉換為TCP/IP信號后,，再通過Wimax CPE轉換為無線電射頻信號后，發(fā)往中繼或終端接收站,，再由終端站以TCP/IP以太網(wǎng)信號傳輸?shù)揭曨l監(jiān)控中心,。同時,，Wimax接口具有RS-422/485控制接口，具有回轉云臺的PTZ控制及遠程DVS及,、IP攝像機,、網(wǎng)絡設定維護等功能。

Wimax網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)由無線網(wǎng)絡傳輸設備,、天線以及Wimax,、Ethernet 、TCP/IP信號轉換設備所組成,，一個Wimax基站可支持多個信號轉換器,，每個轉換器可接入一個或多個攝像機視頻控制端,，信號轉換器的射頻模塊將信號變頻到適宜的頻率,，再經(jīng)天線發(fā)送到Wimax中繼或終端站，透過鏈路建置可實現(xiàn)對多個監(jiān)控點視頻信號的集中轉發(fā)管控,。

Wimax無線監(jiān)控傳輸潛在問題有哪些?

通常無線網(wǎng)絡架構會跨越數(shù)百公尺或數(shù)公里的范圍,，(如圖2)需要根據(jù)Wimax無線網(wǎng)絡涵蓋范圍去規(guī)劃設計攝像機的安裝位置，這其中需要考慮很多架設因素;包含樹木,、電桿,、燈桿及廣告廣告牌等障礙物遮擋，以及大型金屬物體,，如公交車,、地面式地鐵車廂、金屬玻璃帷幕建筑物的金屬電波吸收干擾,，高頻頻率,、大電源電流干擾、控制管理軟件的安裝兼容性等因素問題,。同時Wimax非常適合施工應用,，由于在非金屬墻面或建筑物上可以有很好的反射效果，因此,，可以采取利用建筑物反射電波和傳輸路由轉彎的方式,，但先決條件是確定無金屬干擾，或者是有墻面附掛物體出現(xiàn)改變電波反射角,。

圖2  Wimax在城市監(jiān)控的實際應用

Wimax無線系統(tǒng)分為無需申請許可的2.4G?4.9GHz頻率(公網(wǎng)域)及無需申請的使用許可5.2G?5.8GHz頻率(私網(wǎng)域用),，目前大部分廠商及工程商都采用了無需申請的5.8GHz無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案。但有些工程仍會需要使用功率更高更強的公網(wǎng)域無線電以確保沒有干擾,。不過申請許可頻率是很麻煩又耗費時的工作,，所以大部分工程商還是會使用無需申請許可的頻道使用。

但是無論系統(tǒng)發(fā)射功率有多強,，傳輸上功率都會因為傳輸距離的增長而產(chǎn)生遞減,。且國家標準嚴格限制了信號覆蓋范圍,，因此在項目施工上勢必會碰到信號交錯或頻道重疊的現(xiàn)象。這表示W(wǎng)imax必需注意建筑物等一些障礙,，而Wimax的傳輸距離是有局限的,。干擾可能會影響到傳輸，且最好避免使用2.4GHz?4.9GHz頻率范圍,，因為這種頻道下干擾影響會更加明顯,。

Wimax發(fā)射點依規(guī)劃分布情況，選擇區(qū)域內的各個制高點(如大樓頂或自立鐵柱上)作為基站點,，且中端點與發(fā)射點要為可視距離,，以確保無線鏈路的可靠性及極佳的傳輸質量(如圖3)。

圖3 城市無線監(jiān)控Wimax中繼基站應用

工程商在施工前,，現(xiàn)場工程師應進行實地調查,，了解工區(qū)范圍內的地形及建筑物燈阻礙物信息，若工程商沒有做好這個部分,，那最終網(wǎng)絡傳輸效果可能會讓工程商在施工過程中疲于奔波,。另外，地磁波干擾也是一大隱憂問題,，無線傳輸系統(tǒng)不可避免會碰到干擾問題,，這種干擾可能來自設備本身對地干擾，也可能來自其它系統(tǒng)鄰頻的干擾,。要確實清除這些干擾就要合理的做好網(wǎng)絡規(guī)劃,，包括發(fā)射及中繼、終端基站選點,、天線架設位置,、方向等都要進行一而再的確認，工地測試方能進行架設及調校,。最好Wimax設備是具有BIT/SK,、QPSK、16QAM,、64QAM等多種調制方式自我調校能力,，以保證傳輸大容量數(shù)據(jù)及確保無線鏈路的可靠性。

區(qū)域無線監(jiān)控系統(tǒng)的最佳選擇

以Wimax無線網(wǎng)絡建置影像監(jiān)控系統(tǒng)為例,，雖然在經(jīng)費,、成本、網(wǎng)絡安全問題上仍有很多顧慮,，且大部分在交通,、政府機構行業(yè)應用較多，但在長期使用后，就成本而言是比租用運營商電信網(wǎng)絡要來的經(jīng)濟,，同時在安全性與可靠度上要勝過ADSL+VPN的架構,。

因為具有網(wǎng)絡安全性高，較少信息外泄 的特點,，很多行業(yè)都會采用這種技術方式來解決寬帶無線電網(wǎng)絡傳輸?shù)膯栴},。例如國內水利發(fā)電取水監(jiān)控、還有部分省份高新科技園區(qū)就是采用這種封閉式的無線寬帶傳輸架構,。

城市無線監(jiān)控網(wǎng)絡能夠更靈活地滿足無線寬帶架構的需求,，但是這類無線影像監(jiān)控系統(tǒng)也會帶來更多的施工及調整、維護的問題,。因此,，工程商及系統(tǒng)規(guī)劃者要了解哪種環(huán)境下才適合使用Wimax技術，要事先充分了解Wimax無線網(wǎng)絡傳輸?shù)膬?yōu)劣,，對于整個系統(tǒng)項目的使用才更有益,。

綜合上述，如果能在城市中合理且科技化地利用Wimax無線網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng),，那么它所帶來的安全與經(jīng)濟效益將無比可觀,。