大华HDCVI标准方案.docx

大华HDCVI标准方案浙江大华技术股份有限公司备注：参考使用，视具体项目情况选择产品目录第一章.方案概述41.1 概况41.2 设计原则41.2.1 先进性原则51.2.2 可靠性原则51.2.3 成熟性原则51.2.4 便捷性原则51.2.5 经济性原则51.3 建设目标61.4 设计依据6第二章.大华HDCVI技术介绍72.1 HDCVI简介72.2 HDCVI的优势9第三章.大华HDCVI方案概述123.1 复用已有同轴电缆HDCVI高清方案123.1.1 方案描述123.1.2 方案特点133.1.3 设备清单133.2 新建同轴电缆线路HDCVI高清方案133.2.1 方案描述133.2.2 方案特点143.2.3 方案清单153.3 新建同轴电缆和网线混合HDCVI方案153.3.1 方案描述153.3.2 方案特点163.3.3 方案清单17第四章.大华HDCVI监控中心方案184.1 管理要求高HDCVI高清方案184.1.1 方案描述184.1.2 方案特点184.1.3 方案清单194.2 管理要求低HDCVI高清方案204.2.1 存储直连监视器204.2.2 单机软件管理方案21第五章.推荐设备235.1 HDCVI高清前端235.2 HDCVI存储235.3 管理平台235.3.1 产品图片235.3.2 功能特点235.3.3 系统参数24第一章. 方案概述1.1 概况经过多年的积累，国内各行各业都已经建立了相对完善的监控系统。由于监控技术等多方面因素，原有的监控系统基本上都是基于同轴电缆的标清监控系统，这些标清监控系统在特定的历史时期发挥了重大的作用，但随着人们对安防视频监控需求的不断提高，安防监控产业得到快速发展，视频监控的应用已经从个别行业发展为大众市场的需求。随着人们对图像清晰度的不断追求，高清监控已逐步成为行业的发展趋势。近几年随着数字技术的发展，百万高清监控系统已日臻成熟，对整个监控行业的发展起到了极大的推动作用，高清监控系统成为必然发展趋势。目前，许多高清的厂家已可以提供完整的前端、后端以及相关平台的解决方案，可满足大部分项目的需求。原有的监控系统已经在众多建筑物内敷设了大量的同轴电缆(视频线)、两芯线(控制线或电源线)，原有的管线和装修也已结束，二次布线组建网络十分困难，且这些线缆还远未到使用寿命。如何能将这些大量的铜材二次利用，缩短项目的建设周期、减少建设成本以及人员成本？基于模拟设备的监控系统，如何在不重新布线的情况下，快速改造升级到高清监控系统？这些安防应用领域的迫切需求挑战着行业的创新实力。传输是视频监控系统众多环节中最基础也是极为关键的环节。早期的模拟监控是基于同轴电缆实现传输的，而随着监控的规模越来越大，以及网络监控、远程监控的发展，原有的同轴电缆已经无法满足应用需要。随着模拟监控向网络监控发展的步伐越来越快，如何能够以更快更少的成本实现模拟向网络的升级，成为业界关注的焦点。HDCVI(High Definition Composite Video Interface，即高清符合视频接口)复合视频传输技术由此应用而生，是一种基于同轴电缆的高清视频传输规范，采用模拟调制技术传输逐行扫描的高清视频，给予了模拟视频监控领域在高清时代巨大的价值空间和行业应用契合度，是一种真正符合安防行业需求的高清视频传输技术。1.2 设计原则针对视频监控工程的实际情况,充分考虑系统建设的发展需求，以实现监控系统的前端、传输、存储的满足业务需求、统一协调运作为目标，以“先进、可靠、成熟、便捷、经济”为总体设计原则。1.2.1 先进性原则在系统总体方案设计时采用业界先进的方案和技术，以确保一定时间内不落后。选择实用性强产品，模块化结构设计，具备动态扩容能力的系统，既可满足当前的需要又可实现今后系统发展平滑扩展。1.2.2 可靠性原则监控系统是业务系统核心应用的最终保障，要保证整套系统能够7X24、全天候稳定运行，降低硬件故障、网络异常等给系统造成的视频监控服务中断风险。由于前端、传输、存储之间采用串联方式，因此尽可能减少视频监控数据中间传输环节提升监控系统可靠性。1.2.3 成熟性原则为确保整个系统能够稳定工作，监控系统将使用先进、完善、易于管理和稳定可靠的前端、传输、存储设备，确保监控系统的每一个环节都采用成熟稳定的设备，从而提升整个监控系统的成熟性。1.2.4 便捷性原则监控系统的建设包括规划、设计、施工、应用和维护等阶段，为了加快整个监控系统高效运行，需要所有环节都遵循便捷性原则，尽可能沿用传统的规划、设计经验，尽可能的利用现有传输链路，尽可能的沿用已有的系统使用经验，尽可能的不改变维护模式等，前端保证即插即用，后端保证所见即所得。1.2.5 经济性原则在遵循上述的先进性原则、可靠性原则、成熟性原则、便捷性原则的基础上，还要遵循经济型原则，确保花最少的钱来建设需要的监控系统。整个监控系统的成本主要体现在建设成本和运维成本，建设成本主要体现在前端、传输、存储等环节，运维成本主要体现在能耗、故障设备更换、用户培训等环节，只有从所有环节入手，才能大大节约和降低系统的建设成本和持有维护成本。1.3 建设目标利用现有的视频监控技术，建设一个满足业务需求的超距离高清、便捷部署、低成本、低延时的监控系统。1.4 设计依据工业电视系统设计规范 GBJ115-87民用建筑电气设计规范 JGJ/T16-92电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 GB50168-92安全防范工程程序与要求 GA/T75-94安全防范工程技术规范（GB50348-2004）安全防范系统验收规则（GA308-2001）安全防范系统通用图形符号（GA/T74-2000）视频安防系统技术要求（GB/T367-2001）计算机信息系统安全保护等级划分准则（GB17859）民用闭路监视电视系统工程技术规范（GB50198）视频安防监控数字录像设备GB 20815-2006安全防范高清视频监控系统技术要求GA/T 1211-2014第二章. 大华HDCVI技术介绍2.1 HDCVI简介2012年11月，大华技术股份有限公司发布了具有自主知识产权的模拟高清传输接口技术HDCVI。HDCVI技术是一种基于已有SYV75-3或SYV75-5同轴电缆的高清视频传输方法，能够在低成本和较低质量的同轴电缆上实现超长距离高清视频信号的可靠传输。相比较HD-SDI子系统在实际应用中对传输介质的高要求，HDCVI可以适应长距离、低成本的传输介质以及复杂的部署场合。HDCVI在调制方面采用基带调制与正交调幅调制技术，将视频调制为模拟电信号再进行传输，也因此得名HDCVI，即高清复合视频接口。该技术避免CVBS的色度串扰现象，将亮度和色度信号进行彻底分离，进一步提升画面品质。HDCVI包括1920H和1280H两种规范，兼容标准的1080P和720P的分辨率，并使用针对性的自动信号补偿专利技术，保证长距离传输下极低的信号畸变。HDCVI技术同样采用模拟摄像机加DVR的系统组合，以DVR作为节点设备，配合摄像机采用星型拓扑部署，摄像机与DVR间使用同轴线缆点对点传输。根据传输线缆，在500米点对点传输距离以内可以使用75-3、75-5等同轴线缆传输，超过500米传输距离可以使用75-5等级以上的同轴线缆传输。点对点的传输线缆中途可以使用连接器或是焊接接驳。实际施工阶段，HDCVI产品安装、布线、接线与模拟标清产品的施工完全一致，其在户外、室内施工均无特殊要求，对外界有较强的抗干扰能力。为了实现多信号共缆传输，HDCVI在消隐区中同时嵌入了音频信号与双向数据通信信号。音频信号复合于行消隐中，以增加与视频信号的同步性，并通过自动补偿技术，最高支持44.1kHz采样率。正向和反向数据信道复合于帧消隐中，通过双向传输控制信号，实现接收端和发送端之间传输信息，支持如相机变焦、云台转动、实时报警等控制命令。其中正向发送数据由于发送时刻和电信号波特率可预测，且接收端具备高性能的自动补偿技术，可以支持较高的传输波特率。而反向发送数据由于存在阻抗匹配和信道传输不确定性的影响因素，信号频率较低且每次发送的数据量有限，因此支持的波特率较低。当然，反向信道也采用了自动补偿技术，对电信号的远距离传输信号进行一定的恢复。因此HDCVI是一种低成本、长距离、无延时、高效率、抗干扰且易实施的百万像素级高清视频传输技术HDCVI实现的载体-HDCVI芯片2013年8月大华技术股份有限公司正式推出基于HDCVI技术的芯片解决方案。本次推出的芯片解决方案分为发送芯片（TX）和接收芯片(RX)两部分，分别应用于前端HDCVI模拟高清摄像机和后端HDCVI模拟高清DVR，也可扩展至中间的光端机，分配器及矩阵等设备。图1所示为HDCVI发送芯片（TX）典型应用图。TX芯片在数据接口上面采用BT1120/BT656数字视频接口、I2S音频接口、I2C配置接口，标准的数据和配置接口使TX芯片可以适配市场上各种信号的ISP芯片和音频芯片，使HDCVI模拟高清摄像机的整机方案非常灵活。模拟输出方面TX芯片除了支持HDCVI格式外还兼容传统CVBS格式。在分辨率和帧率方面TX芯片支持HDCVI协议的所有分辨率和帧率: 1280H25fps/30fps/50fps/60fps和1920H25fps/30fps。图1 HDCVI发送芯片（TX）应用图从应用框图上看，采用TX芯片的模拟高清摄像机方案非常简洁，而且TX芯片采用MQFN封装技术芯片尺寸非常小，适合各种型号的摄像机。 图2所示为HDCVI接收芯片（RX）典型应用图。支持4路HDCVI模拟高清输入和4路数字视频输出；支持HDCVI协议的所有制式和分辨率；支持I2S音频输出和多片音频级联输出；支持I2C配置接口 ；支持模拟视频输入通道和数字输出通道的灵活映射；各通道制式独立；支持支持亮度、对比度、锐度、色调、饱和度等视频参数可配置；支持双向控制信号传输；各通道内置独立的均衡器。图2 HDCVI接收芯片（RX）应用图从应用框图看，RX芯片和现有的模拟DVR中所使用的视频AD芯片的接口完全一致，因此在整机方案上可以无缝对接传统模拟DVR。内置的均衡器使DVR端可接收500米长距离传输的高清视频信号。所以TX和RX芯片的发布可以让整机厂商在原有摄像机和DVR方案上做非常小的修改就可以实现HDCVI方案，必将加速高清视频监控的普及。2.2 HDCVI的优势根据HDCVI的技术特点和性能，对比HD-SDI技术，HDCVI在同轴电缆传输高清视频领域非常具有竞争优势。首先，HDCVI与HD-SDI两种传输技术都可以传输720P和1080P有效分辨率的高清视频，但在传输距离上HDCVI具备明显的天生优势。HD-SDI目前在传输介质较好的环境下只能传输100米。HDCVI目前在使用75-3的线缆时，可以至少传输500米，且极低信号畸变；使用75-5或是更好的线缆时，传输距离可以进一步延升，同时也能保证传输视频的质量。其二，HD-SDI抗干扰能力较差，尤其是存在高频辐射的环境，比如手机、无线路由器等。较强的高频无线电磁辐射对HD-SDI的干扰，导致视频数据出现高的误码率，表现为图像异常、花屏、无法锁定等。HDCVI采用低频模拟调制技术，从技术原理的本质上就避免了高频无线电磁辐射的干扰，即便是在强干扰源环境下，HDCVI依然能够保证高质量的图像传输。其三，HD-SDI在实际施工中，对于布线环境选择、施工方式都有严格的要求，主要表现为对于安装的线缆质量高要求；不允许中途接驳的要求；连接端子的焊接质量要求；安装路径低辐射要求等。这些都对施工人员素质、施工成本、安装和维护的复杂度、线路走线设计提出很高的要求。HDCVI技术沿袭模拟标清的施工要求和走线规范，普通弱电施工人员就可以快速部署高清监控子系统。HDCVI与主流的网络高清摄像机比较，HDCVI同样表现出安防行业应用的优势。首先HDCVI采用点对点传输，保证信号传输的可靠性。IPNC采用以太网传输技术，传输路径经过网络路由、交换等，存在网络抖动、丢包等风险。为了适应网络环境保证视频的流畅性，往往采取视频缓冲技术，目前较好的网络环境点对点传能保证控制在300ms以内，在网络较差的环境下，延时现象更为严重。HDCVI技术在点对点传输过程中不存在延时，高清视频源从摄像机到后端设备预览过程没有经过编码解码，图像完全保持原始效果，提供用户更完美的视觉效果。其二，目前的模拟标清设备的升级换代也可以无缝切换到HDCVI的产品，通过更换摄像机和DVR即可实现全面高清监控的需求。模拟标清设备的施工、部署方式是最为广泛采用，是工程商、施工人员目前在安防工程建设里主要采用的系统，HDCVI技术沿袭模拟标清的传输方式，在施工和部署上最容易倍广大用户接受并快速开展实施。相比IPNC的施工，类似IT建设，对施工人员、拓扑设计、流量设计、节点设备选型都有较高要求。其三，HDCVI系统的使用方式与标清系统完全一致，模拟摄像机加DVR部署系统设备间即插即用，以DVR交互操作为主。相比IPNC的使用，往往需要对摄像机进行设置、初始化操作等，此外还存在网络协议兼容性问题导致的通信或配置异常风险。即便是Onvif等标准化协议的应用，IPNC加NVR系统的推广，其易用程度仍无法与模拟系统相媲美。此外，由于HDCVI使用多信号共缆传输技术，使用一条同轴电缆视频完成传视频和音频信号和双向数据传输，实现音视频同步传输以及反向发送控制信号，如云台转动、变倍控制等，进一步降低了施工安装的复杂程度。更为重要的是，由于HDCVI技术不仅兼顾实用价值，适应长距离、无延时、强干扰的传输方式以及复杂的部署场合，更具有低成本、高性价比的竞争优势。基于HDCVI技术的高清视频监控系统将保持与原模拟标清系统相当的成本，以同等的系统成本，体验到高清监控的魅力。表1：常见的监控技术对比HDCVIHDSDI传统CVBSIP-CAM分辨率720P/1080P720P/1080P最高55W像素(960H)不受限制图像质量高清,无损高清,无损标清,无损高清,有损同轴控制支持需外加设备需外加设备支持同轴音频支持支持不支持支持传输延时无无无网络延时传输介质SYV75-3同轴线SYV75-5以上同轴线SYV75-3同轴线超5类网线无中继传输距离500m100m300m以上100m施工部署简单简单简单较复杂抗干扰能力较强弱较强强传输可靠性高低高低成本低高低中等第三章. 大华HDCVI方案概述3.1 复用已有同轴电缆HDCVI高清方案3.1.1 方案描述复用已有同轴电缆的HDCVI高清方案，适用于已建的模拟监控系统的升级改造。在不改变原有同轴电缆线路以及监控点位数量的情况下，可以将系统从标清升级为高清，具有“超距高清、便捷部署、低成本”等特点。复用已有同轴电缆的HDCVI高清监控系统方案的示意图如上图所示。前端摄像机更换为HDCVI摄像机，通过同轴电缆将视音频信号和控制信号，汇聚到编码存储设备；旧有的编码存储设备，需要替换为HDCVR硬盘录像机(HCVR)；距离大于500米的前端点位，一般会使用光纤进行传输，因此线路上可以复用原有的光纤传输链路，只需将光端机替换为HDCVI光端机，即可实现监控信号的传输；距离小于500米的监控点位，使用原有的同轴电缆即可实现监控信号的传输；由于HDCVI技术可以实现信号的复合传输，包括视频信息、音频信号、报警信号、控制信号，因此音频、报警等信号可以直接接入到前端摄像机上而不需要单独拉线缆进行传输，降低了成本和施工复杂度。3.1.2 方案特点l 线路复用。最大化地复用原有传输链路，包括同轴电缆、电源供给等。使用普通75-3同轴电缆即可实现高清监控；l 超距传输。传输距离在500米以内时，无需光端机等中继设备；l 架构不变。尽量不改变现有监控系统体系，利用原有的业务系统、电视墙等；l 信号复合传输。在同轴电缆上，可以传输视频、音频、控制信号，实现音视频同步采集、终端控制、语音对讲等功能，因此在施工时可以减少布线；l 施工便捷。工程施工上，主要是替换前端摄像机和存储设备，施工技术门槛低，符合传统的施工方式；l 经验复用。工程的设计上，可以采用原有的设计方案；施工上，工人无需培训，直接复用模拟系统的建设施工经验；系统的使用上，原有业务人员日常工作无差异；系统维护上，业务经验和行政管理安排无需变更；l 高性价比。在方案选型、设备选型时，充分考虑改造成本、运维成本等，投资收益最大化；3.1.3 设备清单设备类型备注前端相机使用HDCVI摄像机，根据不同场景选型存储设备使用HCVR存储设备传输设备传输距离大于500米时，配HDCVI光端机3.2 新建同轴电缆线路HDCVI高清方案3.2.1 方案描述新建同轴电缆线路HDCVI高清方案，基于HDCVI同轴百万高清传输技术，实现百万像素级视频500米以上传输，支持高清720P和1080P分辨率标准，具有“超距高清、便捷部署、低成本”等特点。新建同轴电缆线路HDCVI高清监控系统方案的示意图如上图所示。前端摄像机全部使用HDCVI摄像机，通过同轴电缆将视音频信号和控制信号，汇聚到编码存储设备；编码存储设备则使用HDCVR硬盘录像机(HCVR)；距离大于500米的前端点位，需使用光纤进行传输，并采用专用的HDCVI光端机来实现监控信号的转换和传输；距离小于500米的监控点位，使用普通75-3同轴电缆即可实现监控信号的传输；由于HDCVI技术可以实现信号的复合传输，包括视频信息、音频信号、报警信号、控制信号，因此音频、报警等信号可以直接接入到前端摄像机上而不需要单独拉线缆进行传输，降低了成本和施工复杂度。3.2.2 方案特点l 图像无损。先进的HDCVI模拟调制技术，支持百万高清，图像质量清晰、无损、无延时；l 超距传输。支持普通75-3类同轴线无损传输，传输距离可达500米以上；l 信号复合传输。在同轴电缆上，可以传输视频、音频、控制信号，实现音视频同步采集、终端控制、语音对讲等功能，因此在施工时可以减少布线；l 施工便捷。工程施工上，施工技术门槛低，符合传统的施工方式，无需专门的施工培训。设备即插即用，无需复杂的配置；l 平民化高清。设备成本低，以低于SDI高清、网络高清的价格就可享受同等画质的高清；l 节省中继设备。由于超远距离传输的特性，500米以内无需中继设备，故很大程度上节省了工程成本；l 高性价比。在方案选型、设备选型时，充分考虑改造成本、运维成本等，投资收益最大化；3.2.3 方案清单设备类型备注前端相机使用HDCVI摄像机，根据不同场景选型存储设备使用HCVR存储设备传输设备传输距离大于500米时，配HDCVI光端机3.3 新建同轴电缆和网线混合HDCVI方案3.3.1 方案描述新建同轴电缆网线混合HDCVI方案，基于网线和同轴电缆混合传输模式，实现同轴百万高清传输。针对一些大楼在新建时已经部署部分IP网络的情况下，可复用原有网线实现HDCVI信号在网线上的传输。方案的示意图如上图所示。前端HDCVI摄像机通过UTP模块将原来在同轴电缆上传输的模拟信号接入网线的1对双绞线中进行传输。由于一根网线中包含4对双绞线，所以1根网线最大可实现4路HDCVI模拟信号的传输。在接入HCVR之前，再通过UTP模块将双绞线中传输的信号还原至同轴电缆，再由同轴电缆接入HCVR中。虽然中间采用了一部分的双绞线进行信号的传输，但是同样可实现视频信息、音频信号、报警信号、控制信号的复合传输。使用超5类网线可保证300米的信号传输，基本满足楼宇内部使用。3.3.2 方案特点l 图像无损。先进的HDCVI模拟调制技术，支持百万高清，图像质量清晰、无损、无延时，即使是通过网线传输仍然能够保证图像质量。l 信号复合传输。在同轴电缆或者双绞线上，均可以传输视频、音频、控制信号，实现音视频同步采集、终端控制、语音对讲等功能，因此在施工时可以减少布线；l 施工便捷。可复用原有的一部分IP网络，避免在楼宇内部的施工，减少对办公环境的影响；l 平民化高清。设备成本低，以低于SDI高清、网络高清的价格就可享受同等画质的高清；l 高性价比。在方案选型、设备选型时，充分考虑改造成本、运维成本等，投资收益最大化；3.3.3 方案清单设备类型备注前端相机使用HDCVI摄像机，根据不同场景选型存储设备使用HCVR存储设备传输设备同轴电缆转双绞线传输时需要使用UTP模块第四章. 大华HDCVI监控中心方案4.1 管理要求高HDCVI高清方案4.1.1 方案描述需要对监控设备，包括前端相机、HCVR、大屏等有统一管理要求的情况下，可以在监控中心使用DSS710监控平台一体机接入HCVR，并通过DSS710的6路1080P高清解码输出通道连接大屏后进行上墙。该方案适用于前端点位在200路左右的场景。示意图如下：DSS710监控平台一体机可以完成前端设备、HCVR的管理，并提供实时视频预览、录像查询回放、云台控制、报警联动、电子地图、设备配置、解码上墙等业务应用功能；视频存储，则由HCVR前端存储的方式完成，支持通过平台客户端查询HCVR上的录像并进行回放。传输链路上，前端摄像头与HCVR之间采用同轴电缆传输，HCVR与DSS710监控平台一体机之间通过IP网络进行传输。4.1.2 方案特点l 施工便捷。工程施工上，前端施工技术门槛低，符合传统的施工方式，无需专门的施工培训。设备即插即用，无需复杂的配置；l 部署简便。后端监控中心采用监控平台一体机，一台设备集平台软件、高清解码器、高性能服务器于一体，极大地降低了部署难度、缩短数据链路、节省维护成本。l 维护方便。平台软件支持一键升级，远程即可完成升级操作，技术门槛低。l 高性价比。后端监控平台一体机集成平台软件、服务器、解码输出多功能于一体，比传统的软件 + 服务器 + 高清解码器的方式大幅节省成本。拥有业界领先的700Mbps的流媒体转发能力，真正做到低价格高性能。l 高标准。平台支持GB/T28181国标，可方便与第三方平台进行对接。l 高安全。采用Linux操作系统，防病毒攻击。l 图像无损。先进的HDCVI模拟调制技术，支持百万高清，图像质量清晰、无损、无延时；l 超距传输。支持普通75-3类同轴线无损传输，传输距离可达500米以上；l 信号复合传输。在同轴电缆上，可以传输视频、音频、控制信号，实现音视频同步采集、终端控制、语音对讲等功能，因此在施工时可以减少布线；l 平民化高清。前端设备成本低，以低于SDI高清、网络高清的价格就可享受同等画质的高清；l 节省中继设备。由于超远距离传输的特性，500米以内无需中继设备，故很大程度上节省了工程成本；4.1.3 方案清单设备类型备注前端相机使用HDCVI摄像机，根据不同场景选型存储设备使用HCVR存储设备，可以有4路、8路、16路三种选项。具体部署时可根据存储时长和就近部署原则进行选择传输设备传输距离大于500米时，配HDCVI光端机监控平台一体机监控中心部署DSS710监控平台一体机，完成设备管理、实时视频预览、录像回放、电子地图、视频上墙等多种业务功能。4.2 管理要求低HDCVI高清方案4.2.1 存储直连监视器4.2.1.1 方案描述该方案是最简化的监控方式，构成方式为前端摄像机，配以编码存储设备，通过外接监视器来进行环境监控。该方案，适用于前端点位较少的场景，点位数最大不超过16路。方案的示意图如下：存储直连监视器前端点位的图像，直接通过HCVR的本地输出来查看；对前端点位的控制，则直接通过操作HCVR来完成；视频的存储，直接由HCVR的本地存储来完成。4.2.1.2 方案特点l 图像无损。先进的HDCVI模拟调制技术，支持百万高清，图像质量清晰、无损、无延时；l 简单实用。通过一台HCVR，配以少量的前端高清摄像机，即可实现小范围的高