广电视频安防系统硬件故障的排查

     现在广电系统各重要部分都安装了视频安防系统,但由于各种原因总发生各种问题,通过排查和检修,视频安防系统被人为破坏的很少,大多数故障来自系统本身。视频安防系统无论采样何种技术,其拓扑结构大致分为3大部分:现场摄像头+信号/供电线缆+监控中心设备(完成监视/存储/管理/控制功能) ,图1即某监控系统的解决方案,系统出现故障时同样遵循“20 /80”准则,即20%的问题在软件, 80%的问题在硬件,下面着重介绍对系统硬件故障的分析、定位、排查及相关仪表。

图1　某监控系统的拓扑结构。

　　1　系统故障的排查

　　根据系统的基本拓扑结构,无论哪个环节出现问题都会导致失去监控图像,因此首先应该排查摄像头、中间线缆和监视器本身的硬件是否出现故障。

　　1. 1　检查摄像头

　　摄像头的成像与聚焦质量是其关键指标,简单的检查方法是用一台小电视,接到摄像头的视频输出端观察,图像满足要求则证明问题不在摄像头内。另外,视频监控用摄像头一般与云台集成在一起,并具有变焦功能,检查其功能需进行PTZ ( Pan /Tilt/Zoom)测试,这需要专门的指令以支持相应的动作协议,显然若在现场进行PTZ测试需要便携电脑。

　　1. 2　通信线缆

　　现场的视频信号和PTZ控制信号是通过相应的电缆传到监控中心设备,或反方向传给现场摄像头的,如果在现场能确认摄像头无故障,下一步就要排查线缆的问题,简单的办法是测量信号线的导通性,普通万用表就可以完成此任务,同时用万用表还可检查摄像头的供电是否满足要求。现在监控系统正由模拟信号系统向数字信号系统转变,视频信号与控制信号都将在数据线缆上传输,在这种情况下,传输线缆还要满足以太网物理层端接要求,而不只单单满足导通即可实现正常通信,因此监测数字监控系统还需必要的查线仪表。

　　1. 3　监视器终端的检查

　　如果前两个环节均无异常,而监视器上仍无图像,则需检查问题是否在监视器本身,接入标准视频彩条信号是检查监视器性能快捷的方法,需注意的是视频信号有NTSC制和PAL制之分,如果监视器没有自动识别功能需手动设置,才能与系统或信号发生器信号相匹配。

　　1. 4　音/视频信号电平测量

　　相对于图像完全消失的“硬故障”来说,图像模糊、扭曲、受干扰等“软故障”更难排查,对于“软故障”需借助检测视频信号的仪表,通过测量视频信号电平和同步电平值来判断问题所在。摄像头类型不同,视频与同步信号电平计量单位也不同,北美使用的NTSC制用IRE作为测量单位( Institute of Radio Engineers无线电工程师协会) , PAL制用mV作测量单位,标准电平值如表1所示。

表1　视频信号标准电平值

　　视频信号电平过低会导致图像暗淡,降低动态范围,电平过高会导致虚影,降低清晰度,同步电平过低会导致图像断裂或滚动,电平过高会降低图像色彩层次和动态范围。安装多个摄像头时,如果视频与同步信号不同,在同一监视器上切换时,就会出现明显的图像质量差异,电平值超出允许范围会导致操作人员眼睛疲劳。对于带现场拾音器的摄像头,还有必要对音频信号电平进行检测,至少以柱形图形式指使电平大小或通过扬声器播放,验证其是否正常。

　　2　检查工具与仪表

　　根据上述对安防系统故障类型与检测需要的分析,至少需要以下设备:

　　①便携式电视终端;②数据线路测试仪;③万用表;④视频信号发生器;⑤相应通信接口的笔记本电脑(用于PTZ控制与协议分析) ;⑥音/视频电平测试仪等设备。

　　但是对维护人员来说,携带这些设备不仅麻烦并且还不方便,有没有一款仪表能满足以上设备需求呢?

　　我们使用美国理想公司的安防系统测试仪———Secu2riTEST(图2A) ,与其增强型SecuriTEST Pro (图2B) ,这是一款满足上述需求的测试工具。

　　SecuriTEST(33 - 891)标准型安防系统测试仪集摄像头视频测试、PTZ ( Pan /Tilt/Zoom)控制、PTZ控制协议分析、数据电缆测试、视频彩条发生器及4*3/4位数字万用表6项功能于一身,体积只相当于一台普通数字万用表,携带极为方便。SecuriTEST Pro ( 33 - 892)增强型安防系统测试仪在标准型仪表的基础上增加了音/视频信号电平测量功能,并采用锂聚合物电池,体积更小巧、重量更轻、使用更方便。

　　3　维护数字安防系统对仪表的特殊需求

　　传统模拟信号安防系统被数字安防系统取代是大势所趋,其控制与视频信号都将依据以太网标准,数据满足IP协议在数据线上传输,因此也对信号传输介质提出了更高要求,传输介质问题会导致控制延迟、运动图像出现停顿、图像解码出现马赛克等问题。

　　SecuriTEST虽然能对数据线作物理连通性测试,但因为它是一款物理层测试仪表,不能对网络链路层或传输误码率进行测试,在数字安防系统中,除使用SecuriTEST仪表外,还应选用能够检测数据线缆传输性能如产生IP视频数据帧流量并测试误码率的仪表。