基于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)無線視頻

                                潘雄偉                

TD－SCDMA概述

TD-SCDMA——Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access （時分同步的碼分多址技術(shù)） ，是ITU（國際電信聯(lián)盟(International Telecommunication Union)）正式發(fā)布的第三代移動通信空間接口技術(shù)規(guī)范之一，它得到了CWTS（China Wireless Telecommunication Standard Group）中國無線通信標(biāo)準(zhǔn)研究組及3GPP的全面支持。 是中國電信百年來第一個完整的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是可替代UTRA－FDD的方案。 是集CDMA、TDMA、FDMA技術(shù)優(yōu)勢于一體、系統(tǒng)容量大、頻譜利用率高、抗干擾能力強的移動通信技術(shù)。 它采用了智能天線、聯(lián)合檢測、接力切換、同步CDMA、軟件無線電、低碼片速率、多時隙、可變擴頻系統(tǒng)、自適應(yīng)功率調(diào)整等技術(shù)。

   TD－SCDMA所呈現(xiàn)的先進的移動無線系統(tǒng)是針對所有無線環(huán)境下對稱和非對稱的3G業(yè)務(wù)所設(shè)計的，它運行在不成對的射頻頻譜上。TD－SCDMA傳輸方向的時域自適應(yīng)資源分配可取得獨立于對稱業(yè)務(wù)負(fù)載關(guān)系的頻譜分配的最佳利用率。因此，TD－SCDMA通過最佳自適應(yīng)資源的分配和最佳頻譜效率，可支持速率從8kbps到2Mbps的語音、互聯(lián)網(wǎng)等所有的3G業(yè)務(wù)。

第一部分  需求分析

伴隨著各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻處理能力的快速提高、以及3G網(wǎng)絡(luò)的逐漸普及，視頻監(jiān)控進入了全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)時代，即是通常所說的第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)。數(shù)字化監(jiān)控以其直觀、方便和內(nèi)容豐富等特點，日益受到人們的重視和關(guān)注。

對于安防所涉及的數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，由于行業(yè)特性所決定，數(shù)據(jù)采集點較多，需要相應(yīng)配置大量的視頻終端設(shè)備，而以往的數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，基本上都是基于局域網(wǎng)或者專網(wǎng)。因此，在不同點的應(yīng)用中傳輸介質(zhì)受到了一定的影響，如在偏遠(yuǎn)郊區(qū)或在原布有各種錯綜復(fù)雜通信線的城區(qū)重新布網(wǎng)絡(luò)線，那造價費用及難度可想而知，在傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)介質(zhì)中，3G無線路由器已經(jīng)成為新世紀(jì)數(shù)字化安防的新寵兒。如基于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的無線視頻監(jiān)控應(yīng)用在許多行業(yè)和政府部門即將被大范圍采用，從最初的金融領(lǐng)域發(fā)展到銀行、廣電、石油、電力、小區(qū)、機房、環(huán)境等行業(yè)，出現(xiàn)了許多成功案例。

目前廈門四信通信科技有限公司根據(jù)各行業(yè)視頻傳輸?shù)男枰?G網(wǎng)絡(luò)成熟應(yīng)用的同時開發(fā)出了數(shù)款3G無線路由器產(chǎn)品，基于3G網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了終端視頻服務(wù)器與監(jiān)控中心之間通過3G無線路由器進行遠(yuǎn)程視頻圖像傳送，進行實時的遠(yuǎn)程視頻傳送和移動監(jiān)控的目的。監(jiān)控中心可以任意調(diào)看一臺或多臺監(jiān)控設(shè)備現(xiàn)場實時圖像。目前在國內(nèi)基于TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控上，實測已經(jīng)很成熟，傳輸質(zhì)量流暢，圖像清晰，已經(jīng)有較多行業(yè)客戶實際采用，在此方案中以基于F3520 TD-SCDMA Router為例具體說明方案的實施應(yīng)用。

第二部分系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)由監(jiān)控中心、F3520 TD-SCDMA Router、視頻服務(wù)器及攝像頭組成。

一） 視頻服務(wù)器簡介

注：根據(jù)應(yīng)用環(huán)境及需求采用合適的不同品牌的視頻服務(wù)器，但需說明的是視頻服務(wù)器必需支持可設(shè)置本機IP地址及網(wǎng)關(guān)。

  本方案采用的視頻服務(wù)器是杭州海康威視DS-6101HF視頻服務(wù)器

產(chǎn)品類型：海康威視視頻服務(wù)器，DVS。

    視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)：H.264。

    視頻處理芯片：DAVINCI處理器。

功能特點

Ø        基于最新TI DAVINCI處理器平臺開發(fā)，集成度高；

Ø        采用H.264視頻壓縮技術(shù)，壓縮比高，且處理非常靈活；

Ø        支持完整的TCP/IP協(xié)議簇，支持視頻、音頻、報警、語音數(shù)據(jù)、串行數(shù)據(jù)通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸；

Ø        支持PPPOE、DHCP協(xié)議；

Ø        內(nèi)置WEB預(yù)覽功能，可進行IE訪問；

Ø        支持云臺與電動鏡頭的控制，支持多種解碼器協(xié)議，可進行預(yù)置位、巡航、軌跡的設(shè)置與調(diào)用；

Ø        RS-232接口支持網(wǎng)絡(luò)透明通道連接；

Ø        支持雙向雙工語音對講、單向語言廣播；

Ø        具有報警輸入、移動偵測報警、遮擋報警、報警聯(lián)動輸出等報警功能；

Ø        支持水印技術(shù)；

二） F3520 TD-SCDMA Router 產(chǎn)品特點

F3520 TD-SCDMA ROUTER采用高性能的工業(yè)級ARM9通信處理器，以嵌入式實時操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺，系統(tǒng)集成了全系列從邏輯鏈路層到應(yīng)用層通信協(xié)議，支持靜態(tài)及動態(tài)路由，PPP server及PPP client，VPN（包括PPTP和IPSEC）,DHCP server及DHCP client，DDNS，防火墻，NAT，DMZ主機等功能。為用戶提供安全，高速，穩(wěn)定可靠，各種協(xié)議路由轉(zhuǎn)發(fā)的無線路由網(wǎng)絡(luò)。本產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于金融，水利，環(huán)保，電力，郵政，氣象等行業(yè)。

1、  無線參數(shù)

1)        TD-SCDMA：2010~2025MHz

2)        GSM：850/900/1800/1900

3)        UPLINK：384Kbps，DOWNLINK：2.4MKbps

2、  硬件系統(tǒng)

1)        工業(yè)級ARM9 CPU，主頻200M

2)        FLASH：4MB（可擴展至16MB）

3)        SDRAM：16MB（可擴展至64MB）

4)        E2PROM：64KB

5)        接口：

              1個10/100M以太網(wǎng)口

              1個RS232串口。（根據(jù)需要，可支持RS422/RS485），串口速率110~230400bits/s

              指示燈：具有<, SPAN style="LINE-HEIGHT: 150%; FONT-FAMILY: 宋體; mso-bidi-font-size: 10.5pt; mso-hansi-font-family: " Roman?? New ?Times Roman?; Times mso-ascii-font-family:>“Power”、“Online”、“Alarm”、“System”、“Link/ACT”五個指示燈。

              天線接口：標(biāo)準(zhǔn)SMA陰頭天線接口，特性阻抗50歐。

              SIM/UIM卡接口：標(biāo)準(zhǔn)的抽屜式用戶卡接口（3V/5V）。

              電源接口：標(biāo)準(zhǔn)的3芯火車頭電源插座。

“Reset”復(fù)位按鈕，通過此按鈕，可將ROUTER的參數(shù)配置恢復(fù)為出廠值。

6)          供電：

外接電源：DC 9V 1.5A

寬電壓供電：DC 5-35V

通信電流：<450mA (9V)

待機電流：<35mA (9V)

7)      無線模塊

       采用高性能工業(yè)級TD-SCDMA無線模塊

8)      尺寸

外形尺寸：157x97x25 mm (不包括天線和安裝件)

9)    其他參數(shù):

工作環(huán)境溫度 -25~+65ºC

儲存溫度 -40~+85ºC

相對濕度 95%(無凝結(jié))

3、  軟件功能

1)        支持VPN安全隧道功能,包括PPTP＋MPPE和IPSEC

2)        智能防掉線，支持在線檢測，在線維持，掉線自動重?fù)埽_保設(shè)備永遠(yuǎn)在線。

3)        支持IPTABLES防火墻，包過濾功能

4)        支持多種協(xié)議：TCP/IP，UDP，ICMP，SMTP，HTTP，POP3，OICQ，TELNET，FTP等。

5)        支持動態(tài)路由和靜態(tài)路由

6)        支持DHCP 功能

7)        支持NAT功能，如SNAT，DNAT

8)        支持動態(tài)DDNS

9)        支持DMZ主機

10)    支持路由轉(zhuǎn)發(fā)，同時也支持串口數(shù)據(jù)傳輸,，數(shù)據(jù)中心管理

11)    支持VPDN網(wǎng)絡(luò)

12)    方便的WEB配置，支持遠(yuǎn)程WEB管理

13)    支持telnet管理，方便易用的控制臺shell交互環(huán)境

14)    支持多臺終端共享router ppp廣域網(wǎng)出口

15)    支持多種無線撥號方式：自動分配，指定IP，指定本地對端IP

16)    支持作為PPP服務(wù)器，多種認(rèn)證方式，支持雙向認(rèn)證

17)    方便易用的COM及SYSLOG系統(tǒng)診斷，調(diào)試功能

18)    支持串口本地軟件升級

19)    支持TFTP軟件遠(yuǎn)程升級

20)  同時支持LINUX和WINDOWS操作系統(tǒng)

三） 中心監(jiān)控室

中心監(jiān)控室具有寬帶網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、PC、監(jiān)控軟件及顯示屏等

第三部分  組網(wǎng)實施

此組網(wǎng)方案是在TD路由器連接到公網(wǎng)監(jiān)控中心的基礎(chǔ)上建立VPN隧道方式來傳輸視頻圖像   ，組網(wǎng)實施如下：

a)          監(jiān)控中心：具有公網(wǎng)固定IP或域名，在一臺PC上建立VPN服務(wù)器，并把所有端口映射到VPN服務(wù)器這臺機子上，具體VPN服務(wù)器建立方式請參考廈門四信通信技術(shù)部《VPN服務(wù)器建立說明文檔》（可向技術(shù)部索取）。

b)          TD路由器：配置開通移動TD業(yè)務(wù)的SIM卡，配置VPN（PPTP或L2TP）及其它必要性功能，具體配置方法請參考廈門四信通信技術(shù)部《F3520 Route使用手冊》。

c)          視頻服務(wù)器：配置視頻服務(wù)器IP地址和TD路由器地址同一網(wǎng)段，網(wǎng)關(guān)指向TD路由器地址，其它功能性配置請參考各品牌視頻服務(wù)器使用說明。

依上圖為例，終端為192.168.1.10和192.168.1.11的視頻服務(wù)器，通過TD路由器和監(jiān)控中心建立的VPN通道后，分別獲得的隧道IP 200.200.200.6和200.200.200.5，正常來說三個隧道IP之間是可以直接互相訪問的。另外在路由器上通過端口映射及服務(wù)器其它方面的

設(shè)置也可直接訪問終端IP 192.168.1.10和192.168.1.11觀看實時畫面。

此時可以通過IE瀏覽器輸入：http://200.200.200.5 遠(yuǎn)程訪問實時視頻畫面，如下：

輸入用戶名和密碼

出現(xiàn)監(jiān)控界面后，根據(jù)實際視頻通道雙擊通道1，進入實時畫面

實時畫面如下

可點擊配置按鈕進入遠(yuǎn)程修改視頻服務(wù)器參數(shù)

遠(yuǎn)程配置畫面如下，可修改保存。