3G与安防视频技术结合应用的探索与研究

发表日期：2012-11-28

    一、3G网络及其发展现状

    3G即第三代移动通信（技术）网络，是相对于第一代的模拟移动通信（模拟蜂窝）和第二代数字移动通信（数字蜂窝）而言的，前两代移动通信网络只能提供话音业务，而3G不仅可以提供话音业务，还能够提供高速的数据业务，能够非常方便地与互联网业务融合，为广大用户提供可移动的、高宽带的便捷网络信息服务。如中国电信宣称其上行带宽可达到3.1Mbps，下行带宽可达到1.8Mbps。因此，其可移动和高宽带的数据通信服务是3G移动通信网络的主要卖点。此前中国移动和中国联通也推出过移动通信服务，如中国移动的GPRS和联通的CDMA-1X服务，但由于通信速率较低，只能作为2G向3G业务的过渡，被称之为2.5G。

    自2009年1月7日，工业信息化部向国内主要的电信运营商正式发放3G运营牌照后，各运营商快速布局，并逐步投入商务运营。到目前为止，中国电信的CDMA2000、联通的WCDMA和中国移动的TD-SCDMA移动通信网络已经在全国主要城市正式投入运营，标志着占有世界1/5人口的中国正式进入移动通信的3G时代。

    二、3G与安防视频技术有哪些结合点

    既然3G的主要特点在于能够提供便利的、可移动的高速数据通信业务，因此，3G主要为安防系统提供可快速部署的、可移动的高速的数据传输服务，而在安防系统中，只有图像信息的传输才需要较高的带宽支持，也就是说，3G与安防系统的结合点，就是监控视频的无线传输。

    在3G网络服务之前，远距离安防监控系统的传输主要是有线传输，包括光纤点对点传输和有线网络传输，在一些既没有现成的网络接入点而又无法敷设有线线路或敷设线路成本太高的工程现场，多数是通过点对点或点对多点的微波传输技术，传输距离可达数十公里，工程建设周期长，建设成本和后期的维护成本都很高，是一种无奈的选择。而对于在移动中接收视频图像信息，则没有真正实用的解决方案。

    3G网络及其终端模块解决了安防系统中两个方面的传输问题：一是图像采集端的视频信息向中心站的传输问题，即图像“上传”，利用的是3G网络的上行数据通道；二是视频信息从中心站向使用者（客户端）的传输问题，即图像“下传”，利用的是3G网络的下行数据通道。

    三、安防系统结合3G网络有哪些基本的应用

    （一）固定监控图像的无线上传

    对于一些位置偏远的监控现场，可以直接利用3G终端模块，通过3G网络将现场的监控图像传送到监控中心站，传输系统的建设投入成本极低（只需要一个3G终端模块即可），无需承担系统维护费用，只需向运营商支付使用期间的通信费用即可，假如规模较大，还可以向运营商争取更为低廉的通信资费政策。

    假如真正能够达到运营商所宣称的1.8Mbps的上行带宽，若采用H.264视频编码协议，可以传输1路130万像素（720P）的高清监控图像，视频帧率可以达到15帧/秒以上，能够很好的满足现场监控的需求。目前国内已经有不少厂商推出了嵌入3G终端模块且支持3GPP协议的视频编码器和网络摄像机产品。

    （二）移动监控图像的无线上传

    公安、城管等政府部门以及电力、石油等行业都有用于现场处置和巡查的车辆，需要将现场的监控图像实时上传到监控中心站进行远程指挥和调度，通过3G无线网络就能很好的满足这一需求，很多厂商已经推出了车载硬盘录像机，就是集本地录像和图像远程无线上传于一体的3G视频监控设备，很多公安机关也已经将其装备于处警指挥车辆中。

    （三）监控图像向移动客户端发布

    基于固定网络的监控系统中，用户只能在固定地点通过电脑观看监控图像，而不能随时随地实施监控，借助于3G网络，用户可以通过无线上网笔记本电脑或者3G智能手机随时查看监控图像。

四、3G与安防视频技术结合有哪些创新的产品

    （一）嵌入3G终端模块的数字视频编码设备

    将3G终端模块嵌入到DVR/DVS/IPCamera等设备中，形成具有无线图像移动上传功能的新产品，通过码流自动控制技术，可以随时随地将现场监控图像上传到监控中心、3G移动接收终端或者流媒体服务器上。

    如目前大量装备的车载移动监控系统设备，就是将原来的车载硬盘录像机嵌入了3G终端模块而开发出的一类新产品，可以将车辆所处现场的监控图像随时传送到监控中心，为突发事件的远程指挥和快速处置提供最直观的现场信息。

    嵌入3G模块的网络摄像机可非常方便地应用于个人商铺、家庭的视频监控，只需要接入电源，就可以利用电脑或3G智能手机随时随地的实施监控。

    嵌入3G模块的“现场执法记录仪”不仅能够记录执法现场的实时图像，根据需要还可以向指挥中心随时传送现场的实况，对于公安、城管、安监等管理部门现场执法工作能够起到更好的辅助作用。

    （二）嵌入3G模块的数字视频显示设备

    将数字视频解码器、液晶显示器和3G模块组合设计在一起，可以形成便携的移动监控终端，可随时随地对任何现场图像进行监控，可以装备在处警和指挥车辆中，也可以配备在单兵装备中。

    将视音频头、数字视频编解码、显示和语音模组和3G模块组合设计，可形成具有双向音视频传输、应急呼叫对讲功能的单兵移动通信终端，不仅可以将现场的图像实时上传，让指挥中心及时了解现场实况，还能够从监控中心获取必要的图像、图片和文本信息，更加灵活主动处置现场。

    （三）支持3GPP协议的数字监控设备

    将3GPP协议加入到DVR/DVS/IPCamera等设备中，就可以支持通过手机直接来访问控制这些设备，监看实时视频图像。目前越来越多的设备开始支持3GPP协议。

    （四）3G手机视频监控软件

    包括能够提供手机监控服务的网络视频监控平台软件和手机视频监控客户端软件，通过这些软件产品的支持，个人用户可以利用3G智能手机随时随地地实现监控了。

    五、3G与安防系统结合会带来哪些新的市场契机

    （一）输油管道/输配电线路远程监控系统建设

    针对输油管道的偷盗油案件和针对输配电线路的盗割电缆案件的频发，不仅对石油、电力企业造成了巨大的经济损失，还严重影响正常的经济和社会生活秩序，危害极大。但由于作案地点多处于偏僻地段，单靠人力巡查无法有效地遏制这些违法犯罪行为的发生，单靠几次严打也同样不能解决问题，必须依靠安防监控系统来对重点地段进行实时监控和预警。但由于范围大、地处偏远，无法解决图像的传输问题，使得监控系统不能发挥作用。3G网络与安防系统的结合就可以使得这一安防措施得以实现，必定会形成一个很大的市场。

    （二）公安/城管现场处置和移动指挥系统建设

    公安/城管等部门工作人员在现场执法工作中，依托于3G网络的现场执法远程互动监控系统能够实现监控图像上传下达和录音录像，公职人员在执法时一方面可以保存现场执法的视频记录，一方面还能够及时将图像上传到指挥中心，便于指挥中心调度警力控制事态的恶性发展。因此，现场处置和移动指挥系统建设必将带来一个新的市场。

    （三）家庭视频监控运营服务

    3G与安防系统的结合为家庭和店铺的监控运营服务市场出现了新的转机。家庭和店铺监控运营服务一直是业界普遍看好的市场，在多年以前就有企业尝试过，但一直没有被用户所认可，市场也一直没有培育起来，其中关键的问题是无法提供用户所需要的随时随地监控，使用起来很不方便，没有达到用户的预期，不能满足用户的核心需求，前期曾经加入服务网络的用户也渐渐地弃之不用。

    3G网络投入运营并与安防监控系统相结合，给家庭视频监控运营服务市场带来了曙光。加入服务的用户不但能够通过手机来接收家中被触发的报警信息，还能够随时随地监看家中的情况，确认属实后可拨打110或通知小区的保安来控制现场，真正解决了用户所关心的问题。因此，家庭视频监控运营服务市场将会有一个较大的发展。

六、3G为安防视频技术的发展注入了哪些技术创新“活力”

    单就硬件设备层面而言，仅仅是将3G终端模块嵌入到原有的硬件设备中，谈不上什么技术上的创新。安防视频技术在3G平台上的技术创新主要体现在软件层面，特别是支持3G手机视频监控的平台软件。

    通过3G智能手机浏览监控图像，一般有两种实现方法：一是手机直接访问支持3GPP协议的数字视频编码设备，手机上需要安装客户端软件，但由于不同的设备协议不同，很难同时兼容不同厂商的设备；另一种是通过平台向手机用户提供服务，手机通过访问平台服务器来监控图像，这就需要在网络视频监控平台的开发上进行技术创新，屏蔽掉系统中不同厂商设备的差异性，为手机用户提供统一的、标准的视频监控服务，主要包括统一的编码服务、流媒体转发服务和统一的控制服务。

    七、当前3G与安防视频技术的融合还存在哪些问题

    3G与安防的融合存在的问题主要是3G网络的覆盖、网络质量和网络带宽的问题。由于3G网络投入运行的时间还比较短，网络覆盖面主要集中在大中型城市，其中以中东部城市为主，一些需要利用3G网络的偏远地段还没有完全覆盖，限制了这些区域的应用；系统稳定性还比较差，经常出现网络中断的情况，影响了用户的信心；网络带宽还远没有达到理论设计指标，仅有上百K的带宽，不能满足较高清晰度图像实时传输的要求。因此3G与安防系统的结合应用还需要一段较长的时间，主要取决于3G网络的建设进程。

    八、在3G的影响下，安防监控市场的未来发展趋势

    由于3G网络能够很好的解决视频图像的远程传输这一阻碍安防系统建设的主要问题，安防监控市场规模将会有一个跃进式的发展，安装部署一个远程监控点的成本将会极大的降低，安装过程也将变得十分简单，原来需要监控但碍于成本和安装难度而无法实施的监控项目将会陆续开展起来，极大地激发沉积的市场需求。