远程监控是当前最具发展潜力的图像监控系统。 远程图像监控系统实现的功能，一是将远端摄像机的图像传送到监控中心，二是能从监控中心向远端的摄像机发送诸如旋转云台、改变预置位、镜头变倍等控制命令。远程图像监控系统的实现方案也有两大类，一是通过公共电信线路，如ＰＳＴＮ、ＩＳＤＮ、ＤＤＮ、ＡＤＳＬ、帧中继等来传送图像和命令，另一类是通过计算机网络多节点传送图像和命令。除有线传输外，最近也出现了无线远程图像传送系统，如诺基亚公司开发出多媒体摄像机，能够通过手机对该种摄像机进行遥控和传送图像。

　　远程视频监控系统的核心是传输系统，按传输方式可分为模拟传输方式和数字传输方式两大类。最理想的传输媒介是光纤，具有传输频带宽、传输损耗低、通信容量大、不受电磁干扰、保密性强、重量轻、线径细等优点，价格也在大幅下降。近期还出现了塑料光纤ＰＯＦ（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ），与５０／１２５μｍ石英玻璃多模光纤相比，塑料光纤具有较大的纤芯（５００～７５０μｍ），允许使用价格便宜的塑料光纤连接器，从而显著降低了光信号传输线路的成本，使之更易于普及。因此，梯度（渐变）折射率塑料光纤ＧＩ－ＰＯＦ（Ｇｒａｄｅｄ－Ｉｎｄｅｘ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ）可能会成为短距离高速（１ｋｍ、１０Ｇｂｐｓ）系统的最佳的光信号传输媒介。

　　１　远程图像监控的光纤模拟传输

　　光纤模拟传输连接方式为点对点结构，通过一对模拟视频光端机在单根光纤中实现上行视频信号、下行控制信号同时传送，传输方式为模拟方式。模拟传输方式的优点是图像质量清晰，基本无失真，设备简单，安装使用方便。缺点是组网形式简单，无线路保护功能；传输距离一般在３０ｋｍ以内，随着传输距离的增加，信号质量会急剧下降。模拟视频传输可有下列几种不同的传输方式。

　　１．１ 基本传输方式

　　视频输入为１Ｖ峰－峰值７５Ω，带宽５Ｈｚ－１０ＭＨｚ。依发射光端机和接收光端机的档次不同，光纤传输的距离一般多为３～５ｋｍ，如果采用ＦＭ视频发射机和ＦＭ视频接收机，用波长１５５０ｎｍ的９／１２５μｍ光纤，可以传输高质量的视频图像，最远距离更可达１００ｋｍ以上。目前多数光端机产品提供一路或四路视频通道，最多为八路视频，如图１所示。

　　１．２ 点到多点的视频传送方式

　　每一个监控点需要配置１台单路视频光端机（用于固定摄像机）或单路视频复用反向数据光端机（用于ＰＴＺ摄像机）及１根光缆，光端接收机都安装在监控中心，因此在监控点数较多时需要的光缆和设备较多，如图２所示。

　　１．３ 光端机级连视频传送方式

　　光端机级连视频传送方式（俗称“背靠背”方式），如图３所示。

　　这种方式虽然占用的光纤较少，但带来的最大问题是随着级连次数的增加，图像质量严重下降，每级的信噪比都不一样。因此，采用这种方式的级连数一般不应超过４级。

　　１．４ 射频调制总线型光端机传输

　　摄像机端的光端机都配置调制器，每个视频对应一个频道，采用ＦＭ调制，每个频道占据大约３５ＭＨｚ带宽。每个节点的多路视频信号通过各自的调制器变为射频信号，然后混合起来，共同调制激光器。在中间节点，把前级节点的信号通过接收器变为射频电信号，然后与本节点的射频信号混合，再调制激光器；在中心站配置解调器，解调器的数量与频道设置和调制器一一对应。这种方式虽然实现了在单条光纤上传输多路视频，但调整过程复杂、频道之间相互影响，而且随着级连次数的增加，其视频性能将恶化，如图４所示。

　　２　远程监控图像的数字传输方式

　　２．１ 基于拨号线方式

　　采用Ｍｏｄｅｍ通过电话线进行传输。其特点是通过电话线ＰＳＴＮ传送图像，连接方式为点对多点结构，一般使用Ｈ．２６３压缩算法进行压缩，在计算机上通过软件进行解压缩，如图５所示。

　　拨号方式的优点是设备简单，由于使用软件解压缩，所以价格相对较低；使用方便，在任何有电话的地方均可通过拨号方式连接到监控设备。缺点是图像速率较低，大约每秒５～１５帧，图像清晰度较差，一般为ＱＣＩＦ格式（１７６×１４４）。

　　２．２　基于Ｎ×６４Ｋ专线的方式

　　此方式是在２Ｍ的子速率下传送图像，Ｎ＝１、２、…３２，采用的压缩算法有Ｈ．２６１、Ｈ．２６３、小波变换、ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ４、Ｍ－ＪＰＥＧ等。大多数采用硬件压缩和解压缩，但也可由软件进行解压缩；通过专线传送图像，连接方式为点对点，图像质量属于中等，如图６所示。

　　视频传输编解码器可在２Ｍｂｐｓ的ＰＣＭ通信线路上实时传输视频（Ｖ）、音频（Ａ）和数据（Ｄ）。视频传输编解码器设备分为视频发送端和视频接收端两部分。视频发送端具有视频输入、音频输入／输出和数据接口，它将输入的视频、音频和数据进行压缩混合，形成２Ｍ速率的ＰＣＭ码流，通过Ｇ．７０３接口送给传输设备进行远距离传输。而视频接收端具有视频输出、音频输入／输出和数据接口，它将接收到的信号进行还原处理。

　　优点是图像质量高于拨号线方式，图像速率亦可达到每秒２５帧，且设备价格相对较低。缺点是传输带宽还不够宽，因此图像质量不能让人十分满意；图像清晰度较差，一般为ＣＩＦ格式（３５２×２８８）。

　　２．３ 基于以太网接口的方式

　　即通过１０／１００Ｍ以太网接口传送图像，采用的压缩算法有Ｈ．２６１、Ｈ．２６３、小波变换、ＭＰＥＧ－１、ＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ－４、Ｍ－ＪＰＥＧ等。

　　系统特点是可用专用硬件设备进行压缩，也有用工控机或ＰＣ机来实现压缩及用软件解压缩的，通过１０／１００ Ｂａｓｅ－Ｔ接口传送图像，连接方式为共享总线型，图像质量视网络情况有很大差别。

　　优点是设备扩展性强，联网能力强，监控中心可设置多级，便于后台管理；可进行数字硬盘录像；随着网络带宽的增加，图像质量会变得更好，升级能力强。缺点是由于传输带宽是共享式的，当网络拥塞时对视频信号影响较大；在网络上传输视频信号时，有可能会影响其他应用的正常运行；在一个网段内同时传送的视频信号数量有限。以ＭＰＥＧ－２压缩算法为例，如能接受传输图像的质量，则其带宽需４Ｍｂｉｔ／ｓ左右，目前在１００Ｍ以太网上用户实际的使用带宽在４０Ｍ左右，这样在１００Ｍ以太网上最多也只能传１０路图像，而实际上也就传５～６路图像，如图７所示。

　　２．４　基于光纤的数字传输方式

　　2.4.1 数字非压缩方式

　　其特点是图像为非压缩方式，采用纯硬件的数字视频光端机实现，单路图像带宽在１５０Ｍｂｐｓ，光纤线路信号速率在１．５Ｇｂｐｓ，在单根光纤中可实现上行音视频信号、下行控制信号的同时传送，连接方式为点对点，如图８所示。

　　数字视频光端机原理是先对模拟信号直接数字化，把多路数字视频信号通过复用器复接为高速信号，通过光电转换模块转换为光信号后发送到光纤中。如图９所示。

　　光纤数字非压缩传输方式的优点是图像质量高，可达广播级质量，传输距离远，可达７０ｋｍ，且无邻频干扰。缺点是容量较低，目前一般只能传１６路视频信号，多为点对点传输，无组网能力。数字非压缩光端机性能最好，在点对点传输和光端机级联型等结构中应是首选。

　　2.4.2 数字压缩传输方式

　　这种方式是大容量视频传输的理想选择，采用特殊的帧结构通过光纤传送经过压缩编码的数字视频图像，采用ＭＰＥＧ２、Ｍ－ＪＰＥＧ压缩算法对图像压缩。此种方案原理如图１０所示。

　　系统特点是用专用视频压缩芯片进行压缩，可支持硬件解压缩或软件解压缩；连接方式采用２芯光缆组成环网或链网，两节点间无中继传输距离可达１００ｋｍ，还可接多个中继站，每个中继站可接多路视频；具有环网保护功能，被称为具有分插复用和自愈功能的全数字视频传输系统；图像质量全网一致；在监控中心可通过１０／１００Ｍ以太网接口向局域网上发送图像，也支持网上浏览图像。

　　美国ＩＦＳ公司有产品Ｏｒｉｏｎ，Ｖｏｒｘ公司有光纤接口数字视频监控系统ＶＯＸ，均为基于ＭＪＰＥＧ／ＭＰＥＧ２压缩的具有分插复用和自愈功能的全数字视频传输系统，可同时传输视频、音频、数据和报警信号，网络可配置为总线、星型、单环或具有自愈功能的双环，可为系统提供电信级的安全保证。Ｏｒｉｏｎ系统还可被视为有１１８６８输入、１２８输出的虚拟矩阵，每个视频压缩和解压缩模块同时提供视频、音频、双向数据和２个报警触点接口，分别用于视音频通信、ＰＴＺ控制和报警信号。ＶＯＸ－１５５系统容量为１５路１０Ｍ视频信号或３０路５Ｍ视频信号，而ＶＯＸ－６２２可有６０路１０Ｍ视频信号或１２０路５Ｍ视频信号，基于ＭＰＥＧ２压缩的具备分插复用和自愈功能的光纤视频传输系统如图１１所示。

　　数字压缩传输方式的优点是图像质量非常高，接近模拟图像水平，传输容量大，能传到１２０路视频信号；可分插复用，任何视频可在任何节点多次下载。系统扩容方便，只要增加模块即可；也可进行数字硬盘录像，还可与模拟监控设备共用，系统兼容性强。不足之处是目前的传输容量还不是特别大，而且由于内置数字传输设备，所以比其他系统价格要高。＆