HD-MDI高清視頻傳輸技術(shù)及其發(fā)展

HD-MID高清視頻傳輸技術(shù)

HD-MID是一種以網(wǎng)絡(luò)雙絞線為傳輸介質(zhì)的高清視頻和音頻信號(hào)傳輸技術(shù)。該技術(shù)使用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)線作為視頻信號(hào)傳輸線，直接在高速以太網(wǎng)物理層硬件鏈路上傳輸信號(hào)，將未壓縮的高清視頻與音頻信號(hào)從發(fā)送端傳到接收端，實(shí)現(xiàn)720P@30fps、720P@60fps、1080P@30fps、1080P@60fps甚至更高規(guī)格的高清視頻圖像點(diǎn)到點(diǎn)的實(shí)時(shí)傳輸，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)音頻、控制、報(bào)警等信號(hào)的雙向傳送。

HD-MID使用以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)線（CAT5及以上）與RJ45接口做為視頻傳輸?shù)慕橘|(zhì)與接口， 以太網(wǎng)技術(shù)的成熟性和使用的廣泛性使HD-MID技術(shù)在應(yīng)用中具有天然的親和力；同時(shí)，HD-MID只使用了以太網(wǎng)的物理傳輸鏈路，并不涉及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，交換機(jī)、集線器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備并不參與其中，系統(tǒng)部署保持了與同軸電纜視頻傳輸方案一樣的簡(jiǎn)便性；另外，加上實(shí)時(shí)傳輸無壓縮高清視頻這一重要能力，使得HD-MID技術(shù)一經(jīng)提出，就受到行業(yè)的一定程度上的歡迎，并很快在某些領(lǐng)域得到實(shí)際應(yīng)用。典型的HD-MID高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成如圖1。

從圖1中可以看出，HD-MID視頻監(jiān)控系統(tǒng)與傳輸?shù)哪M視頻監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)用拓?fù)渖戏浅Ｏ嘟?，只是視頻傳輸介質(zhì)與前后端視頻接口、以及視頻中繼接口發(fā)生的改變。后端之后的平臺(tái)系統(tǒng)完全可以做到一致。

HD-MID相比于現(xiàn)有視頻傳輸技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

與模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比

首先，在系統(tǒng)部署上，HD-MID系統(tǒng)的部署方式及復(fù)雜度與模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本保持一致，只需將視頻傳輸線由同軸電纜替換成網(wǎng)線、前后端的模擬監(jiān)控設(shè)備替換為MID設(shè)備就可；另外，通過單根網(wǎng)絡(luò)雙絞線，HD-MID系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)音視頻數(shù)據(jù)的同步傳送，還能雙向傳送控制命令、報(bào)警等有用信息，HD-MID系統(tǒng)的布線甚至能夠做到比模擬監(jiān)控系統(tǒng)還要簡(jiǎn)單；同時(shí)，HD-MID還可以使用POE技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)直接給前端攝像機(jī)供電，避免了電源安裝麻煩；而在視頻實(shí)時(shí)性上，HD-MID也能夠提供同軸電纜一樣的無延時(shí)特性，視頻在接收端預(yù)覽的流暢度極佳； 最為主要的是，HD-MID提供了高清視頻圖像傳輸?shù)哪芰?，使用CAT5網(wǎng)絡(luò)可以支持720P、1080P甚至更高規(guī)格視頻圖像的傳輸，其圖像清晰度遠(yuǎn)非模擬監(jiān)控系統(tǒng)能夠比擬，就算是模擬監(jiān)控系統(tǒng)新出的960H圖像規(guī)格，其55M像素也差高清最小規(guī)格720P 100M像素一半，在大家對(duì)視頻清晰度要求越來越高的今天，高清視頻監(jiān)控成為了行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，HD-MID監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)明顯。

圖1： HD-MID高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D

與SDI高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比

SDI是一種早于HD-MID出現(xiàn)的高清視頻傳輸方案，其使用同軸電纜作為介質(zhì)，同樣實(shí)現(xiàn)了無壓縮的720P、1080P高清視頻圖像的實(shí)時(shí)傳輸。SDI初期宣揚(yáng)的很大一個(gè)賣點(diǎn)，即留用原有的同軸電纜，只替換前端和后端，就可以方便將模擬監(jiān)控系統(tǒng)改造成高清監(jiān)控系統(tǒng)，或者在原來系統(tǒng)中集成高清監(jiān)控子系統(tǒng)，省去重新布線的成本。但很多時(shí)候，這只是一美好的愿望。SDI對(duì)同軸電纜的品質(zhì)要求非常高，原有的75-5其傳輸距離有限(實(shí)測(cè)傳不到50米)，實(shí)際施工必需選擇優(yōu)質(zhì)的同軸電纜重新布線，提高系統(tǒng)成本；同時(shí)SDI系統(tǒng)所需要的前后端設(shè)備以及傳輸設(shè)備市場(chǎng)價(jià)都是居高不下，這就導(dǎo)致SDI系統(tǒng)整體造價(jià)過高，難于被大多數(shù)安防用戶所接受。HD-MDI系統(tǒng)使用的雙絞線與HD-SDI的同軸電纜比，價(jià)格更低廉，同時(shí)傳輸距離更長(zhǎng)（目前CAT5能夠到達(dá)100-150m，而優(yōu)質(zhì)同軸電纜也不過80m），抗干擾能力更強(qiáng)，信號(hào)更穩(wěn)定。HD-MID使用一種廉價(jià)的方案，實(shí)現(xiàn)了等同于SDI的無損高清視頻實(shí)時(shí)傳輸，與SDI比，HD-MID亮點(diǎn)也比較突出。

與高清IPC視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比

IPC是這幾年得以迅速發(fā)展的另一種高清數(shù)字視頻傳輸方案。IPC將高清視頻先進(jìn)行數(shù)字化編碼壓縮，通過網(wǎng)絡(luò)TCP/IP將音視頻數(shù)據(jù)傳到接收端，后端瀏覽視頻需解碼后圖像才能呈現(xiàn)。IPC這種編碼-網(wǎng)絡(luò)傳輸-解碼這種處理方式，使圖像從前端采集到后端呈現(xiàn)，不可避免地存在一定延時(shí)，720P的視頻，在簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，延時(shí)時(shí)間通常存在100ms級(jí)別，而在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)配置中，這種延時(shí)還會(huì)被放大；同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的不可預(yù)測(cè)性，會(huì)給視頻傳輸?shù)乃俣葞硪欢ǘ秳?dòng)，加上視頻壓縮后的每幀圖像數(shù)據(jù)包大小不等，每一幅圖像并不能等時(shí)間間隔地傳到接收端，使得視頻的流暢性受到一定影響；此外，IPC對(duì)視頻圖像進(jìn)行了編碼壓縮處理，這種壓縮方式（通常是H.264）是有損的，當(dāng)視頻在接收端被解碼呈現(xiàn)時(shí)，圖像中已丟失了不少信息，視頻清晰度大大被降低。由此可見，在視頻傳輸實(shí)時(shí)性、流暢度、圖像清晰度上，HD-MID方案要明顯優(yōu)于IPC方案。

另外，IPC方案架構(gòu)在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)之上，系統(tǒng)配置方式較為復(fù)雜，需要一定的網(wǎng)絡(luò)專業(yè)知識(shí)；一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如交換機(jī)）以及視頻編解碼芯片的引入也一定程度上提高了系統(tǒng)成本；IPC基于網(wǎng)絡(luò)總線的傳輸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同時(shí)前端需運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議甚至操作系統(tǒng)，系統(tǒng)整體穩(wěn)定性也要差。HD-MID點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接方式，無需特殊配置，不需要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，不涉及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和操作系統(tǒng)，其安裝的簡(jiǎn)便性、成本、穩(wěn)定性通常要比IPC好。

HD-MID的發(fā)展

通過上面理論上分析上，HD-MDI高清相對(duì)于SDI高清與IPC高清，具備更加優(yōu)秀的特性，但其也存在不少短板，需克服和改進(jìn)。

首先，HD-MID采用雙絞線傳輸，雖然成本低，但其傳輸距離雖比HD-SDI要遠(yuǎn)，但同樣受限制，這是HD-MDI發(fā)展的一大制約因素。MID中繼器和MID光端機(jī)能夠延長(zhǎng)視頻傳輸距離，下代HD-MID技術(shù)目標(biāo)瞄向CAT5線無中繼器傳輸1080P@60fps視頻距離可達(dá)500M，這一目標(biāo)若能實(shí)現(xiàn)，則HD-MID技術(shù)將大有可為。

另外，HD-MID架構(gòu)尚未形成成熟的標(biāo)準(zhǔn)。由于MDI技術(shù)推出相對(duì)較晚，參與進(jìn)來的廠商、公司還不是很多，系統(tǒng)配套產(chǎn)品甚至比HD-SDI還要欠缺，如大路數(shù)的MDI-DVR、多路MID光端機(jī)、MID矩陣等，目前鮮有相應(yīng)產(chǎn)品。因此在實(shí)際的系統(tǒng)整體建構(gòu)成本上，HD-MID目前比IP方案甚至要高。同時(shí)，前端寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的數(shù)量也需大大跟上HDMDI的發(fā)展速度，攝像機(jī)的圖像清晰度和紅外夜視效果也是HD-MDI需要不斷改進(jìn)與提高的地方，使HD-MID前端在各種場(chǎng)景下能夠保護(hù)圖像的清晰與流暢性，為用戶提供最佳的圖像品質(zhì)。

而在市場(chǎng)推廣方面，行業(yè)目前對(duì)HD-MID的認(rèn)知和宣傳力度還遠(yuǎn)不如IPC和SDI，行業(yè)內(nèi)大的安防廠商很少推MID相關(guān)產(chǎn)品，業(yè)內(nèi)人士對(duì)MDI尚缺乏了解，還需要在行業(yè)進(jìn)行內(nèi)對(duì)MDI概念的進(jìn)行大力普及宣傳，加速HD-MID的認(rèn)可度和普及度。

縱觀安防市場(chǎng)，高清化已經(jīng)成為整個(gè)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。作為高清新秀，HD-MDI能否給高清領(lǐng)域帶來新的變革，成為安防高清新的發(fā)展方向，尚需市場(chǎng)檢驗(yàn)?，F(xiàn)在HD-MDI還是個(gè)新事物，各種產(chǎn)品線還需要完善。推廣結(jié)果和市場(chǎng)接受度如何還需要看用戶，MDI的優(yōu)勢(shì)究竟在哪里需要使用以后才會(huì)被市場(chǎng)認(rèn)可。實(shí)際上，隨著高清技術(shù)的不斷發(fā)展，用戶很難說出哪類技術(shù)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。如果HDSDI的普及速度繼續(xù)加快，包括傳輸芯片在內(nèi)的成本價(jià)格繼續(xù)快速下跌，長(zhǎng)距離傳輸芯片及時(shí)供應(yīng)，光端機(jī)芯片價(jià)格繼續(xù)下跌，那么HD-MDI的發(fā)明注定成為明日黃花，失去使用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。