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;[nextpage]

　　·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。[nextpage]

　　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。