AVT技術(shù)數字同軸高清視頻傳輸解決方案

　　1高清雙雄的崛起

　　高清雙雄的崛起

　　說(shuō)數字高清不能不提HD-SDI，在模擬監控一統江湖的時(shí)代，這個(gè)從廣電領(lǐng)域跨界而來(lái)的高端技術(shù)可以實(shí)時(shí)傳輸最高1080P@60fps的高清視頻，而且就畫(huà)質(zhì)和實(shí)時(shí)性而言，SDI設備具有即使是當今大紅大紫的IPC和模擬高清也無(wú)法撼動(dòng)的優(yōu)勢。然而高昂的設備和互聯(lián)成本，嚴重限制了它的市場(chǎng)規模和普及程度，除了一些特定行業(yè)市場(chǎng)，主流市場(chǎng)上仍很少見(jiàn)到。

　　HD-SDI在安防市場(chǎng)的不溫不火，讓很多此前看好它的企業(yè)紛紛放棄，并轉向了IPC。其實(shí)SDI剛興起時(shí)，關(guān)于IPC和SDI誰(shuí)更有前景的討論，就有兩種不同的聲音。但雙方似乎都認為，模擬視頻設備在未來(lái)很長(cháng)一段時(shí)間內依舊是市場(chǎng)主流。然而2013年以來(lái)，IPC迎來(lái)了爆炸式的增長(cháng)，高清晰畫(huà)質(zhì)，集成且配套化的系統組成，智能技術(shù)的應用，不僅是IPC戰勝模擬方案的法寶，也代表了當今安防市場(chǎng)對視頻監控基本功能的需求。

　　與此同時(shí)，模擬高清也悄悄登陸市場(chǎng)并開(kāi)始擴張勢力，雖然圖像效果和系統管理等方面弱于IPC，但便捷且傳統的安裝方式，對舊有模擬傳輸方式的兼容等優(yōu)勢，以及相對低廉的價(jià)格，極大地降低了工程成本。2014年，模擬高清相機的出貨量從2013年的100萬(wàn)臺增至400萬(wàn)臺，雖然這個(gè)數字，讓模擬高清與IPC并稱(chēng)“雙雄”還很牽強，但事實(shí)上，很多人對模擬高清在2015年的表現還是充滿(mǎn)期待的。

　　數字高清的逆襲

　　HD-SDI被市場(chǎng)邊緣化，并不代表數字高清方案的沒(méi)落。2014年，筆者公司首創(chuàng )了基于A(yíng)VT(Advanced Video Transport)技術(shù)的數字同軸高清視頻傳輸解決方案，并在2014年底的北京安博會(huì )上成功展示，受到各大安防廠(chǎng)商與產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴的極大關(guān)注。該方案實(shí)現了高清視頻遠距離實(shí)時(shí)傳輸，并全面支持720P和1080P(60fps max)的視頻格式。不僅兼容現有的HD-SDI與HDCCTV 1.0行業(yè)標準，而且非常易于未來(lái)產(chǎn)品的升級換代，包括對4K×2K超高清視頻的支持。

　　AVT技術(shù)具有全數字架構和數字信號傳輸的優(yōu)點(diǎn)。為了克服由于數字信號在傳輸線(xiàn)纜上的衰減所帶來(lái)的傳輸距離上的限制，AVT技術(shù)采用了新一代數字視頻壓縮算法。這種算法比標準的VC-2 LD壓縮算法更為有效。而且，視頻延遲極小(小于一幀圖像周期)，人眼完全察覺(jué)不到，可以認為就是實(shí)時(shí)的。不僅如此，創(chuàng )新的速率自適應傳輸技術(shù)，根據傳輸的距離和信號的衰減，傳輸芯片可以自適應調整數字壓縮比例，以達到最佳的視頻圖像效果。因此，高清視頻傳輸不再受外部環(huán)境的影響，而且也利于未來(lái)產(chǎn)品的升級換代。

　　基于A(yíng)VT技術(shù)，設計了發(fā)射器芯片NS2520和雙路接收器芯片NS2521。 NS2520作為對攝像機ISP輸出的并行信號進(jìn)行串行編碼的芯片，視頻輸入接口兼容10/20bit位寬，且具BT656/1120、CEA-861、CPI、DVP等多種視頻格式，最大支持1080P@30fps，同時(shí)支持SPDIF/I2S音頻嵌入;NS2521作為解碼芯片與NS2520配對使用，不僅全面支持上述格式，而且可同時(shí)接收兩路NS2520。為了滿(mǎn)足高端市場(chǎng)的需求，同時(shí)設計了發(fā)射器芯片NS2530和雙路接收器芯片NS2531，最大支持1080P60fps的視頻格式。此外，上述方案均可工作于非壓縮模式，兼容HD-SDI格式視頻輸入輸出.

　　NS2520/2530芯片，采用QFN50封裝，尺寸為7×5.5mm;NS2521/2531芯片采用QFN68封裝，尺寸為8×8mm，芯片面積很小，方便用戶(hù)布板。視頻接口HBM±8KV，不需要外接ESD器件;而且支持1.8/2.7/3.3V等多種接口電壓，可與圖像信號處理器及視頻編解碼芯片無(wú)縫對接。芯片集成高性能信號發(fā)送電路及接收均衡與時(shí)鐘恢復電路，無(wú)需外接視頻信號放大器或均衡器。

　　此外筆者公司還為NS2520/2530方案設計了一款配套的集成電源PMU芯片NS3501，封裝是QFN 4×4mm大小，提供了2個(gè)DC-DC和3個(gè)LDO輸出，單芯片解決了高清攝像頭的供電問(wèn)題，并集成了IR-CUT切換控制器。此集成PMU芯片NS3501也可通用于各種標準的高清攝像頭，如IPC、WiFi CAM、CVI/TVI/AHD CAM等，是安防攝像頭業(yè)界推出的第一款集成PMU產(chǎn)品，可幫助客戶(hù)提高集成度，降低硬件設計復雜度和系統成本，迎合了安防攝像頭PCB尺寸從38mm到32mm小型化的趨勢要求，尤其適合更追求小型化的車(chē)載安防，運動(dòng)DV， 無(wú)人機DV等新興市場(chǎng)。

　　綜上所述，在芯片設計時(shí)，充分考慮客戶(hù)對功能的要求，在保證性能的前提下，通過(guò)減小芯片的面積和提供更多功能模塊，給產(chǎn)品設計和生產(chǎn)提供了實(shí)實(shí)在在的方便。

　　2AVT的優(yōu)勢

　　AVT的優(yōu)勢

　　AVT技術(shù)具有以下顯著(zhù)優(yōu)勢：一傳統標清模擬監控工程升級改造項目中，直接更換前后端即可實(shí)現數字高清監控，可大大節省改造成本;二相比HD-SDI，采用AVT技術(shù)可以使用75-3同軸電纜實(shí)現500米以上的遠距離、視覺(jué)無(wú)損的高清視頻傳輸，設備成本也大幅降低;三相比模擬高清技術(shù)，AVT技術(shù)更加穩定可靠，由于是數字傳輸，視頻信號無(wú)失真，不衰減，圖像還原性好，而且易于未來(lái)產(chǎn)品的升級換代;四相對于網(wǎng)絡(luò )高清，AVT技術(shù)無(wú)延遲，傳輸距離更遠，而且系統復雜度低。

　　此外，AVT還實(shí)現了雙向音頻和雙向數據的傳輸，方便有更多功能需求的客戶(hù)開(kāi)發(fā)。

　　關(guān)于傳輸距離，沒(méi)有必要跟風(fēng)炒作，有的模擬攝像機宣傳的500m、600m傳輸距離等數據，并不是工程實(shí)踐中普遍測試的結果，圖像究竟失真多少也不得而知，而且工程實(shí)踐中，根本不存在用同軸線(xiàn)把視頻傳500m的情況，因此單純試圖通過(guò)傳輸距離這樣的數據比較方案的優(yōu)劣并不嚴謹。而AVT方案的實(shí)際意義體現在，可以在75-3同軸線(xiàn)纜的有效傳輸的距離內，保證視頻沒(méi)有失真和傳輸延遲。而且視頻質(zhì)量不受環(huán)境噪聲和極端高低溫的影響，系統穩定可靠。

　　通過(guò)上文可以看出，AVT技術(shù)適用于分布式系統，例如家居套裝、辦公室、車(chē)載、廠(chǎng)房、倉庫等場(chǎng)合。在這些場(chǎng)合，相比網(wǎng)絡(luò )攝像機系統，AVT技術(shù)具有更低的功耗和系統復雜度，而比模擬高清，其又具有更好的圖像效果，并且易于后期的更新?lián)Q代，這些都是AVT方案的優(yōu)勢所在。

　　總結

　　基于A(yíng)VT技術(shù)的方案具有成本低、傳輸距離遠、無(wú)延遲、視頻無(wú)損、抗干擾性強等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際工程應用中，AVT方案與傳統的標清模擬監控系統使用相同的傳輸線(xiàn)，這一點(diǎn)尤其在舊系統升級的時(shí)候很有意義，可省去布線(xiàn)工作，簡(jiǎn)化施工流程，減少輔材成本，而且對施工人員的技術(shù)能力要求也降低了。因此，基于A(yíng)VT技術(shù)的數字高清視頻傳輸具有廣闊的應用前景。