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通用型3G网络视频无线传输解决方案
2014-09-29  来源:慧聪安防网

 

  网络摄像机实现远程视频传输的基本条件就是宽带网络,在政府机关、企事业单位、商铺、公司、工厂等各种具备有线宽带网络条件的环境,网络摄像机可以直接接入宽带网络即可实现视频的远程传输。但是在没有宽带网络条件的各种环境,如仓库、建筑工地、道路桥梁等施工现场以及无人职守的电力变电站、自来水泵站、油田油井、野外防汛设施、临时性的环境安全监控、展会环境监控、以及物流车辆等流动环境,都是没有有线宽带网络传输条件的。在这些没有有线宽带条件的环境下如何实现视频的远程传输,一般有以下几种解决方案,我们分别进行一下对比和分析。

  1、协调运营商单独拉专用通讯线路到现场:

  优点:网络稳定,网络带宽和质量比较有保证;

  缺点:由于环境位置等原因,协调运营商进行远距离专线架设是比较困难的。本文作者曾经参加解放军某师训练基地与师部直接的远程视频监控项目,当时就是采用的这种方法。师部与训练基地之间大约有20多公里的距离,但是通过师部与联通市公司总经理进行直接协调。征用了联通公司两条专用光纤,并进行了局部线路的改造和重新架设,来解决师部与训练基地直接的远程视频传输问题。但对于一般性的普通项目的远程视频传输要求,通常都是不具备运营商单独协调器通讯资源来解决这个问题的条件的。所以对于绝大部分的视频监控远程传输项目通常都是无法按照这种方式来执行的,方案的整体可行性是很低的。

  2、采用射频无线传输方法:

  短距离无线射频实现视频信号的传输是传统的视频监控系统近距离视频传输的最常用的一种解决方案,传输距离一般从几十米到几公里之间。

  优点:技术相对成熟,配套设备容易购买,标准模拟视频接口,方便各种模拟摄像机的连接使用。

  缺点:传输距离比较近,使用开放频段,在其信号覆盖范围内与其他使用相同频率的射频设备会产生同频干扰。产生同频干扰的情况下,会影响到其他设备的使用,同事也会受到其他设备的干扰,视频无线传输质量难以保障。而且成本无线传输设备成本较高。

  3、通过卫星实现视频传输:

  优点:不受地域限制,信号比较稳定可靠。

  缺点:我国的北斗主要是服务于军用通讯的,在民用方面刚刚开放使用,提供的功能服务基本限于定位、导航、短消息等,视频信号传输功能还没有应用于民用市场。而且卫星通讯设备价格比较昂贵,卫星信号在移动程度上也会受到天气的影响。因此在普通的民用项目上应用卫星通讯技术来实现视频的远程传输在一定是时期内还是不太现实的。

  4、通过运营商的3G或者4G网络实现视频远程传输:

  近几年国内三大运营商的3G和4G网络快速建设,覆盖范围基本已经覆盖了全国的城市和乡村;而且3G和4G的网络通讯终端设备大量出现,已经成为无线网络通讯的主流产品;而且随着无线网络用户的不断增加,运营商的运营成本也不断下降,3G和4G的网络通讯费用也大幅度地下调,大大减轻了用户的流量费用负担。因此对于没有有线宽带的使用环境,通过3G和4G的网络来实现视频的远程传输是目前最方便、最容易实现的方法,也是目前应用最普遍的方法。

  通过3G和4G的网络来实现视频的远程传输是一个比较好的解决方案,但实际应用中也存在一些问题。具体问题和我们的建议解决方案如下:

  (1)4G网络现状:

  国内三大运营商的4G网络目前处于建设初期,刚刚开始在部分城市商用,覆盖范围还不够理想,有很多中小城市及农村还都无法使用。但没有有线宽带的工作环境往往都是在城市以外的偏远地方,4G网络还覆盖不到,所以在这些地方实现视频远程网络传输短期内不建议使用4G网络;

  (2)三大运营商3G网络对比分析:

  我们分别对三大运营商的3G网络进行了网速测试,基本情况如下:

  • 1、中国移动的3G网络采用的TD-SCDMA技术,相比WCDMA和EVDO技术在通讯的稳定性、网络速率、技术的成熟度等方面是存在一定的缺陷的。我们配合中国移动做物联网项目时和移动的项目组人员一起做过现网测试,当时测出有效的网速基本上保持在50Kbps左右。由于实际网速与理论值相差较大,难以支撑网络视频传输。
  • 2、中国电信的EVDO我们在江苏、上海等地进行的测试,实际网速一般在300Kbps至2Mbps之间,网速比较快,网络也比较稳定。连接了网络摄像机进行测试,视频流比较稳定,手机上观看视频图像比较流畅,支撑网络视频传输是基本可以满足要求的;
  • 3、中国联通的3G采用的是WCDMA技术,是全球最成熟的3G技术。WCDMA网络支持7.2M、14.4M、21M、42M等网速,我们采用7.2M的华为上网卡在江苏、上海等多个地点进行的现网测试。实际测出的网速在1Mbps至3Mbps之间,网络稳定。连接了相同的网络摄像机进行测试,视频流稳定,手机上观看视频图像流畅,延迟较小,支撑网络视频传输是可以满足要求的;

  在没有有线宽带网络的环境下要进行网络视频的远程传输,既要保证网络信号覆盖没有问题,又要保证网络速度和稳定性。因此基于以上的对不和分析,我们建议解决视频无线传输问题时优先选择使用中国联通或者中国电信的3G网络。

  (3)网络摄像头接入3G网络存在的问题:

  大部分的网络摄像机都是标准的RJ45网络接口和WIFI无线网络接口的,无法直接连接USB接口的3G上网卡。少数的网络摄像头可能有USB接口,但如果需要连接3G无线上网卡,就需要对摄像机的软件进行专门的定制化开发。需要在网络摄像机中写好各种3G无线上网卡的驱动程序和拨号程序,并且需要在摄像机软件中实现对各种3G上网卡的自动识别、驱动和拨号。单从技术实现的角度来讲,这种方法是可以实现的,但软件的开发工作量会增加很多。而且也具有一定的技术难度,绝大多数的网络摄像机生产厂家是比较难完成的。因此对于用户或者施工方来说,采用网络摄像机直接连接3G无线上网卡的方式来实现远程视频传输在实际实施过程中就很难找到复合要求的网络摄像机产品,方案的可行性也就很低了。

  网络摄像头接入3G的问题

  通过以上分析,我们得出结论------在没有有线宽带的环境通过中国联通和中国电信的3G网络来支撑远程视频传输是比较可行的方案;但是由于软硬件接口的匹配性问题,网络摄像机一般不能与3G网卡直接连接来实现视频的传输。因此,我们需要解决的核心问题就是如何以一种简单易行的方法建立起网络摄像机与3G无线上网卡直接的有效连接。

  针对这个核心问题,我们采用开发一款便携式无线路由器作为中转设备。该设备的接口如下图:具有一个标准USB接口,用于连接USB接口的标准3G上网卡;一个RJ45标准网络接口,用于连接网络摄像机;一个迷你USB接口,用于给路由器供电。

  无线路由

  这个便携式路由器内置约200种国内外3G无线上网卡的驱动程序,可以自动识别上网卡的型号并自动向3G网卡发送上网拨号命令。路由器与网络摄像机通过网线直接连接,或者路由器通过网线连接一台交换机,交换机可以连接多台网络摄像机(根据我们的实际测试经验,建议摄像机数量控制在4台以内比较合理)。

  这样,任何网络摄像机就都可以通过网线连接到路由器,然后再通过路由器连接的3G无线上网卡连接到宽带网络,从而实现任何网络摄像机简单方便地接入3G网络实现远程视频传输的目的。

  这个通用的解决方案几乎可以适用于所有的网络摄像机,而且通讯设备成本投入方面具有较大的优势。




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