1、ADSL 遠程實時監控系統理論ADSL 遠程實時監控系統的優勢:1.速率高、 2.費用低; ADSL 遠程實時監控系統提供兩種實現遠程訪 問的方法:第一,可以采用 NAT 的方式,第二,在 Internet 中,只要網絡攝像機或視頻服務器在網絡上使 用,就會自動連接到 DDNS ,通過 DDNS 服務器將網絡攝像機或視頻服務器的 IP 地址與遠程訪問客戶進行連 接,達到遠程實時監控的目的ADSL 遠程實時監控系統理論概述隨著國家數字信息化的發展以及人們對安防意識的提高,傳統的定點監看及錄像的監控方式,已漸漸 顯出其不足的一面,遠程實時監控的議題也漸為人們所常談。近年來,網絡信息業長足發展,很多

2、地方都能用上網絡寬頻(有線電視網、長城寬帶網、電信網絡快 車(ADSL 、小區寬帶等各門各類的寬頻網絡,為遠程實時監控提供了外部傳輸技術的支持。在存儲技術上,數字硬盤錄像的誕生,把傳統的模擬信號轉化為數字信號,從 M-JPEG 、 MPEG1、 MPEG2乃至當今的 MPEG4技術的不斷改進,圖像畫質越來越清晰,而存儲容量越來越小,為遠程實時監控提供了 內部壓縮技術的支持。下面,我們從幾個相關的方面闡述一下我們的見解與探討。二、廣域網(Internet 接入方式的選擇現在常用的接入方式中,主要有以下三類較為常用:A類:普通電話拔號方式(PSTN 、 ISDN ;B類:專線方式(DDN 、 AT

3、M 、 xDSL ;C類:局域網轉接方式(LAN ;A類:普通電話拔號方式基本特點是使用簡單方便,要求低。只要有市話的地方,配上 modem ,申請賬號,就能直接上網,速 率理論上可達 56K/s。其缺點也是較為明顯的:1.傳輸速率慢。PSTN為 56k/s(實際上只有 7kB /s , ISDN 為 128k/s(實際上只有 14kB /s ?？梢詽M足一般的靜態 網頁瀏覽, 但對于通過 Internet 進行實時圖像數據傳輸的遠程監控來說, 是遠遠不夠的 (通過后面的介紹,可知道遠程實時監控最低要求有 512k 的上傳速率。2.通訊費用高。普通電話撥號的通訊費用是由兩方面組成:網絡費 +電話

4、費。網絡費有包月制,在幾十元之間;但電話 費卻要根據通話時間來計算, 在遠程傳輸時, 要求網絡一直處于連通狀態,就相當于電話一天 24小時在通 話,這樣計算下來,電話費就是個沉重的負擔?？傮w來說,普通撥號方式,在遠程監控方面的應用性是較差的,但由于某些特殊原因,也有可能使用 到。B類:專線方式DDN、 ATM 等專線的昂貴費用令用戶望而怯步。但近年來,虛擬專線系列產品(ADSL 、 VDSL 、 XDSL 的 推出,使用費用不斷下調,用戶可以在低成本的基礎用上高質量的寬頻。在此我們將討論 ADSL 。ADSL 的優勢是顯著的:1.速率高。一般的 ADSL 提供最基本的 512k/2M的速率,

5、有些地區可根據用戶的需求擴展上傳、 下行的速率 (上傳 可達 2M/下行可達 8M 。2.費用低。據不完全統計所得,全國各大城市對 ADSL 的包月費都在 40200元之間,此外,不含其它使用費用。 但跟 DDN , ATM 等專線相比,也有一些不足之外,例如速率不穩定、 IP 動態分配等;總體來說, ADSL 是目前為止遠程實時監控應用最好的媒介,成本低、速度快。C 類:局域網轉接方式小區寬帶網(長城寬帶網、有線電視網等的速率隨著用戶人數的增加而下降,有堪者會低到只有幾 十 k 的速率,另外,其 IP 的雙重性,為網絡識別主機身份帶來一定的困難。在遠程實時傳輸上是不利的。 所以我們是不太主張

6、在監控端使用此種接入方式。通過以上三種方式的介紹,我們在選擇傳輸媒介時,推薦使用 ADSL三、圖像壓縮技術的選擇要實現遠程圖像的實時傳輸,除了選擇外部網絡傳輸方式外,也得考慮現有的圖像壓縮技術。目前數字硬盤錄像機所用圖像壓縮技術,可分為以下幾類:A、 M-JPEGB、 MPEG1C、 MPEG2D、 MPEG4A :M-JPEG 壓縮技術早期數字硬盤錄像機使用的壓縮技術,其壓縮容量大(450-600M/小時而圖像效果差。應用于遠程傳輸的主要參數:圖像標準:358288幀 容 量:5-6.7k/幀實 時 性(25幀 /秒:125-167.5k/秒。B:MPEG1壓縮技術對 M-JPEG 的圖像質

7、量及存儲作了某些的優化,其壓縮容量相對 M-JPEG 要小(300-500M/小時,圖像 質量要好。目前市面上的數字硬盤錄像機都基本采用 MPEG1技術。應用于遠程傳輸的主要參數:圖像標準:358288幀 容 量:3.3-5.6k/幀實 時 性(25幀 /秒:83-140k/秒C:MPEG2壓縮技術對 MPEG1圖像質量低下而改造的技術,有效地提高了圖像質量,但同時卻又大大增加了圖像壓縮容量 (500-800M/小時 , 故很少數字硬盤錄像機采用些技術。應用于遠程傳輸的主要參數:圖像標準:358288幀 容 量:5.6k-8.8k/幀實時性(25幀 /秒:140k-220k/秒D:MPEG4壓

8、縮技術新型圖像壓縮技術,有效解決容量與圖像質量的問題。 MPEG4提供 DVD 級的圖像質量而存量卻又能大 大降低(80-220M/小時 。應用于遠程傳輸的主要參數:圖像標準:358 288幀 容 量:0.8-2.5k/幀實時性(25幀 /秒:20-62.5k/秒(注:幀容量:0.82.5k/幀, 0.8k/幀代表靜態時的壓縮容量, 2.5k/幀代表動態時的壓縮容量 第二部份所述的各接入方式最大上傳速率:普通電話拔號最大上傳速率:56K/112KADSL最大上傳速率:512K局域網轉接最大上傳速率:不穩定,視其用戶數目(以后不作討論當數據傳輸時,各最大上傳速率要除以一個系數 8(具體參數來源,

9、請參考有關計算機語言算法,所 以真正能上傳的最大速率為:普通拔號速率:7K ADSL 速率:64k四、遠程傳輸的實現原理五、用戶自身提供1、申請虛擬專線(ADSL 、 VDSL 、 XDSL 等具有公網 IP 的網絡,費用自理。2、 MODEM 具有路由功能或有單獨的路由器3、如果服務器端有云臺、變焦鏡頭時,需要購置相應的解碼器及轉換口。六、功能陳述可分監視及監控兩部分功能。監視功能:遠程用戶,通過 IE 瀏覽觀看監控情況,不能作任何操作,不能發布命令。監控功能:遠程用戶,不用安裝專門的客戶端程程序,可直接對視頻服務器端設備進行遠程操作,控 制鏡頭左右上下擺動,對可變鏡頭進行遠近調節,異地保存

10、記錄等。七、同類產品比較以下對一些同類產品作一些的簡單的比較。1.普通電話撥號方式的 Quicksever支持 M-JPEG 壓縮技術。由于電話撥號的上傳速率僅僅只有 7k/s,但圖像數據傳輸量大(最小大于 80K/S,所以它的遠程傳送效果較差,平均是每秒只有不足 1幀的速度,遠程客戶端的丟幀現象嚴重。當 IP 是變換后,要雙方通過打電話詢問主機 IP ,才能聯接。2.硬盤錄像機內置遠程程序,直接 modem 傳送隨著遠傳的發展,后期的硬盤錄像機功能中都帶有折遠程監控的客戶端工具及主機服務器平臺,在局 域網中的傳輸效果上有了很大的提高, 但在 Internet 的使用中, 用戶只能通過普通電話

11、撥號實現遠程監控 的功能,其本質上跟使用 Quicksever 效果一樣,只是減少了外置設備。5.遠程監控系統遠程監控系統則從日常費用低、實用性強、操作方便等角度考慮而開發的產品。a.日常費用低利用一般動態 IP 的 ADSL 作為傳輸(本系統不限制靜態 IP ,日常操作費用低,深圳地區每月的費用 也僅僅是 200元,一些城市上 ADSL 的包月費更低至 40元。b.成本低、實用性強視頻服務器就是一個不帶硬盤的數字硬盤錄象機,帶有多種實用功能,同時實現遠程實時傳送,用戶 不需另購置其它設備。適用于任何攝像機類型,為用戶提供了很大的選擇范圍。c.操作方便基本上全自動執行,也可根據用戶要求調速參數

12、,操作簡單,跟一般的硬盤錄像機沒有區別。在客戶端直接通過 IE 瀏覽,開放性強,客戶可隨時隨地觀看監控情況。從諸多的對比中,我們相信我們的產品具有很強的竟爭優勢。八、常見問題解答1.客戶端可不可以多畫面同時實時監控?上面已計算過,對于一路圖像的實時上傳就要求有至少 512K 的速率,才能實現 25幀 /秒的實時效果。 如果服務器端只接了一條 ADSL 的話, 那么上傳速度就局限在 25幀 /秒了, 如果想同時多路監控, 則要分享 這 25幀,例如說:要兩路同時上傳,則每路只能上傳到 12幀 /秒的速度,如果要三路上傳,則只能到 8幀 /秒的速度,如此類推。但是,如果有兩個服務器,各自接了單獨的

13、 ADSL ,則每個服務器可單獨上傳 25幀 /秒的速度,此時客 戶端就可以同時監控 2路分別來自不同服務器端的實時情況,如此類推。但這種情況也不是無限擴展的,也要根據接受端的上網方式來判斷,如果使用 ADSL ,因為 ADSL 的下 行的速度也局限在 2M 的速度,也就是說,下傳實時只能達 100幀 /秒,最多只能支持 4路實時同時監控。 無論服務器有多少個也無濟于事。2.往后能不能擴展為多路實時監控?如果 ADSL 上傳能提供 2M 、 或是更寬的速率,就可以實現更多路的實時圖像,此標準就用 512K/路來作 為計算單位,是此單位的幾倍速度,就可實現幾路的實時傳送?；蚴菆D像壓縮技術有更進一

14、步發展,將來出現比 M-JPEG 更低壓縮容量的技術，就越有可能實現多路實時監控了。 3每月費用多少？ 每月的費用，只是用戶向電信局交納的 ADSL 使用費（深圳地區 200 元包月，其它地區按各地方的包月 費用計算），除此之外就是電費了。其它沒有附加費用。 4如果客戶端是普通電話撥號，能不能監控？ 也可以監控，不過看到的圖像是斷斷續續的，因為據上面的計算，一般 56K 的速度，只能支持 3-6 幀/ 秒的速度，比起實時 25 幀/秒的要求，就遠遠不夠了。 5如果客戶端是其它寬帶上網，能不能實時監控？ 對于其它寬帶上網（長城寬帶、有線電視網、或其它小區網），只要下行速度大于 512K/秒時，就

15、能 實現單路實時監控。有某些小區寬帶，雖然說能達到 2M 接入，但由于多用戶共享這 2M 的速度，有可能使 真正的用戶會少于 512K/秒的要求，此時，實時監控的效果就可能不太如意。 6.遠程監控距離有限制？ 沒有。原則上只要有 Internet 網達到的地方就可以監控。如果這樣計算，在國外也可以監控的，但由 于我國的 Internet 出國端口是有限的， 全國網民都共享這些端口， 所以圖像傳送到國外時是有一定的影響。 但在國內傳送基本上就影響不大了，只是當網絡使用高峰時，可能會造成某些地方網絡阻塞，圖像傳送不 到。 7 圖像傳送真正達到實時？ ADSL 的理論上傳最大值是 512k/s，但大多的時間里它的速率只能維持有 300k/s 左右的速度，所在實 際傳送時，嚴格來說，只能實現到 15 幀/秒左右的速度。 8在局域網中使用多臺安居寶網絡視頻系列，都能實現每路遠程監控？ 能。如果有固定 I