AVT技术数字同轴高清视频传输解决方案

　　1高清双雄的崛起

　　高清双雄的崛起

　　说数字高清不能不提HD-SDI，在模拟监控一统江湖的时代，这个从广电领域跨界而来的高端技术可以实时传输最高1080P@60fps的高清视频，而且就画质和实时性而言，SDI设备具有即使是当今大红大紫的IPC和模拟高清也无法撼动的优势。然而高昂的设备和互联成本，严重限制了它的市场规模和普及程度，除了一些特定行业市场，主流市场上仍很少见到。

　　HD-SDI在安防市场的不温不火，让很多此前看好它的企业纷纷放弃，并转向了IPC。其实SDI刚兴起时，关于IPC和SDI谁更有前景的讨论，就有两种不同的声音。但双方似乎都认为，模拟视频设备在未来很长一段时间内依旧是市场主流。然而2013年以来，IPC迎来了爆炸式的增长，高清晰画质，集成且配套化的系统组成，智能技术的应用，不仅是IPC战胜模拟方案的法宝，也代表了当今安防市场对视频监控基本功能的需求。

　　与此同时，模拟高清也悄悄登陆市场并开始扩张势力，虽然图像效果和系统管理等方面弱于IPC，但便捷且传统的安装方式，对旧有模拟传输方式的兼容等优势，以及相对低廉的价格，极大地降低了工程成本。2014年，模拟高清相机的出货量从2013年的100万台增至400万台，虽然这个数字，让模拟高清与IPC并称“双雄”还很牵强，但事实上，很多人对模拟高清在2015年的表现还是充满期待的。

　　数字高清的逆袭

　　HD-SDI被市场边缘化，并不代表数字高清方案的没落。2014年，笔者公司首创了基于AVT(Advanced Video Transport)技术的数字同轴高清视频传输解决方案，并在2014年底的北京安博会上成功展示，受到各大安防厂商与产业链合作伙伴的极大关注。该方案实现了高清视频远距离实时传输，并全面支持720P和1080P(60fps max)的视频格式。不仅兼容现有的HD-SDI与HDCCTV 1.0行业标准，而且非常易于未来产品的升级换代，包括对4K×2K超高清视频的支持。

　　AVT技术具有全数字架构和数字信号传输的优点。为了克服由于数字信号在传输线缆上的衰减所带来的传输距离上的限制，AVT技术采用了新一代数字视频压缩算法。这种算法比标准的VC-2 LD压缩算法更为有效。而且，视频延迟极小(小于一帧图像周期)，人眼完全察觉不到，可以认为就是实时的。不仅如此，创新的速率自适应传输技术，根据传输的距离和信号的衰减，传输芯片可以自适应调整数字压缩比例，以达到最佳的视频图像效果。因此，高清视频传输不再受外部环境的影响，而且也利于未来产品的升级换代。

　　基于AVT技术，设计了发射器芯片NS2520和双路接收器芯片NS2521。 NS2520作为对摄像机ISP输出的并行信号进行串行编码的芯片，视频输入接口兼容10/20bit位宽，且具BT656/1120、CEA-861、CPI、DVP等多种视频格式，最大支持1080P@30fps，同时支持SPDIF/I2S音频嵌入;NS2521作为解码芯片与NS2520配对使用，不仅全面支持上述格式，而且可同时接收两路NS2520。为了满足高端市场的需求，同时设计了发射器芯片NS2530和双路接收器芯片NS2531，最大支持1080P60fps的视频格式。此外，上述方案均可工作于非压缩模式，兼容HD-SDI格式视频输入输出.

　　NS2520/2530芯片，采用QFN50封装，尺寸为7×5.5mm;NS2521/2531芯片采用QFN68封装，尺寸为8×8mm，芯片面积很小，方便用户布板。视频接口HBM±8KV，不需要外接ESD器件;而且支持1.8/2.7/3.3V等多种接口电压，可与图像信号处理器及视频编解码芯片无缝对接。芯片集成高性能信号发送电路及接收均衡与时钟恢复电路，无需外接视频信号放大器或均衡器。

　　此外笔者公司还为NS2520/2530方案设计了一款配套的集成电源PMU芯片NS3501，封装是QFN 4×4mm大小，提供了2个DC-DC和3个LDO输出，单芯片解决了高清摄像头的供电问题，并集成了IR-CUT切换控制器。此集成PMU芯片NS3501也可通用于各种标准的高清摄像头，如IPC、WiFi CAM、CVI/TVI/AHD CAM等，是安防摄像头业界推出的第一款集成PMU产品，可帮助客户提高集成度，降低硬件设计复杂度和系统成本，迎合了安防摄像头PCB尺寸从38mm到32mm小型化的趋势要求，尤其适合更追求小型化的车载安防，运动DV， 无人机DV等新兴市场。

　　综上所述，在芯片设计时，充分考虑客户对功能的要求，在保证性能的前提下，通过减小芯片的面积和提供更多功能模块，给产品设计和生产提供了实实在在的方便。

　　2AVT的优势

　　AVT的优势

　　AVT技术具有以下显著优势：一传统标清模拟监控工程升级改造项目中，直接更换前后端即可实现数字高清监控，可大大节省改造成本;二相比HD-SDI，采用AVT技术可以使用75-3同轴电缆实现500米以上的远距离、视觉无损的高清视频传输，设备成本也大幅降低;三相比模拟高清技术，AVT技术更加稳定可靠，由于是数字传输，视频信号无失真，不衰减，图像还原性好，而且易于未来产品的升级换代;四相对于网络高清，AVT技术无延迟，传输距离更远，而且系统复杂度低。

　　此外，AVT还实现了双向音频和双向数据的传输，方便有更多功能需求的客户开发。

　　关于传输距离，没有必要跟风炒作，有的模拟摄像机宣传的500m、600m传输距离等数据，并不是工程实践中普遍测试的结果，图像究竟失真多少也不得而知，而且工程实践中，根本不存在用同轴线把视频传500m的情况，因此单纯试图通过传输距离这样的数据比较方案的优劣并不严谨。而AVT方案的实际意义体现在，可以在75-3同轴线缆的有效传输的距离内，保证视频没有失真和传输延迟。而且视频质量不受环境噪声和极端高低温的影响，系统稳定可靠。

　　通过上文可以看出，AVT技术适用于分布式系统，例如家居套装、办公室、车载、厂房、仓库等场合。在这些场合，相比网络摄像机系统，AVT技术具有更低的功耗和系统复杂度，而比模拟高清，其又具有更好的图像效果，并且易于后期的更新换代，这些都是AVT方案的优势所在。

　　总结

　　基于AVT技术的方案具有成本低、传输距离远、无延迟、视频无损、抗干扰性强等优点。在实际工程应用中，AVT方案与传统的标清模拟监控系统使用相同的传输线，这一点尤其在旧系统升级的时候很有意义，可省去布线工作，简化施工流程，减少辅材成本，而且对施工人员的技术能力要求也降低了。因此，基于AVT技术的数字高清视频传输具有广阔的应用前景。