IP对讲技术应用及发展趋势 - 安防知识网

楼宇对讲系统自九十年在中国起步，历经二十多年的发展，在系统功能、系统结构、产品外观等方面得到了飞速发展。从之前的非联网系统、总线联网系统、到模数混合型系统、TCP IP数字系统

       从2008年，TCP/IP楼宇对讲产品开始步入起步阶段，楼宇对讲产品的数字化、网络化更加明朗，受到行业认同，并作为未来发展的方向。尽管目前数字对讲产品所占份额相对较小，随着数字化产品的成熟以及住房城乡建设部发布了《住宅区和住宅建筑内光纤到户通信设施工程设计规范》及《住宅区和住宅建筑内光纤到户通信设施工程施工及验收规范》两项国家标准，未来基于PON网络的IP对讲产品必将迎来新一轮的机遇。基于PON设备的VOIP对讲产品将是未来的主流产品。

IP对讲技术特点
       IP可视对讲又称为全数字对讲，采用音频编解码技术、视频编解码码技术、网络传输技术、音频回声消除技术，利用小区现有的局域网或Intenet，实现音视频的网络传送，并集成安防报警、门禁、智能家居控制、环境监测、视频监控等功能，以及提供短信通知、公告、电话转接等增值服务。
       相比传统的总线联网系统其主要的优势有以下几点：
     • 布线简单。只需一根网线+一根电源线，大大简化了布线工程，使安装和调试周期也大大缩短；
     • 传输距离长。采用TCP/IP数字交换技术，不存在信号衰减的问题，可以长距离传输；
     • 隔离防雷。由于采用标准的TCP/IP交换技术和光缆联网，使得系统隔离防护和防雷浪涌性能比传统总线方式要好很多；
     • 功能可扩展性好，功能强大，容易实现与其他系统集成；
     • 布线成本大幅降低。采用小区基础的PON网络，实现网络资源共享，避免重复建设；
     • 后期维护成本大幅降低。可实现设备故障主动查询功能。
       IP对讲基本原理是通过住户房号地址转换成设备的IP地址，通过音视频压缩算法对音视频数据进行压缩编码处理,然后把这些音视频数据按TCP/IP相关协议进行打包,经过IP网络把数据包传输到接收地,再把这些音视频数据包串起来,经过音视频解码解压处理后,恢复成原来的音视频信号,从而实现IP网络传输。IP对讲设备和网络传输设备之间均采用网线或光纤连接。

IP对讲关键技术
       语音处理技术是IP对讲技术非常重要的部分，IP对讲的语音处理主要解决二个方面的问题。
       一是音频编解码问题。目前普遍应用IP对讲主要是G.711和G.729两种音频编解码技术。
       G.711也称为PCM(脉冲编码调制)，是ITU-T订定出来的一套语音压缩标准，主要用于电话。它主要用脉冲编码调制对音频采样，采样率为8k每秒。它利用一个64Kbps 未压缩通道传输语音讯号。起压缩率为1：2，即把16位数据压缩成8位。G.711是主流的波形声音编解码器。G.711 标准下主要有两种压缩算法：U-law algorithm和A-law algorithm。
       G.729广泛用于电话带宽的语音信号编码的标准，对输入语音性质的模拟信号用8kHz采样，16比特线性PCM量化，相比较G.711,G.729有两大特点：
     • 占用带宽小：使用G.711编码的语音通讯需要占用64Kbps的带宽，而G.729仅仅需要8Kbps；
     • 占用CPU时间多：使用G.729时CPU的使用时间大约为G.711的4倍。
       二是回声消除技术。回声消除技术是目前IP对讲中音频处理中最重要的技术。目前应用于IP对讲中主要是专用DSP回声消除芯片。其次通话软件实现回声消除，主要基于LMS算法和NLMS专用的DSP回声消除芯片方案是目前应该效果最好的。
       另一关键技术是视频处理技术，目前主流产品视频编解码普遍采用MPEG4和H.264两种编码。

行业发展现状
       目前IP对讲大多是基于Linux，大多数的IP对讲的TCP/IP方案采用的是DSP、Soc、ARM+DSP的方案，如：Philips 15xx系列、Freescale IMX27/51系列、台湾升迈的GM8120/GM8126和海思的HI3510 TI的DM365系列方案，这些方案基本满足了现阶段IP对讲的需求。
       随着平板电脑的普及，越来越多的平板方案应用到IP对讲系统中，结合Android系统采用电容多点触控方式的IP对讲系统越来越受到用户的欢迎，如联发科等。相比单核处理方案，双核或多核方案具有明显优势，如消回声算法从之前的硬件单独DSP处理，完全可以由软件予以实现。
     • 平板电脑的普及越来越多的平板方案被应用到IP对讲系统中，基于手机APP的应用越来越多地被应用到IP对讲中；
     • 与家庭主屏实现同步音视频传输。在家庭WiFi覆盖的区域实现使用手机与访客视频通话、开锁功能；
     • 在门口机接入互联网的情况下，实现家中主屏振铃无人接听后，转呼到住户的智能手机上，住户在世界任何地方都可以收到访客对住户的呼叫请求；
     • 与电信IMS系统对接，实现2G/3G/4G视频通话功能；
     • 实现家庭设备控制以及状态查看功能。正在实现人在外，家在眼前的愿景。
       根据光纤到户国家标准的要求，自2013年4月1日起，在公用电信网已实现光纤传输的县级及以上城区，新建住宅区和住宅建筑的通信设施应采用光纤到户方式建设。改变过去IP对讲网络采用独立建网的架构，融入到基础网络中，IP对讲系统其主要的不足表现在以下几个方面：
     • 缺乏标准的统一性，导致目前各个厂家的产品不能兼容；
     • 视频效果与专业视频监控还有一定的差距，特别是色彩饱和度和还原性；
     • 声音处理特别是回声处理还有待提高，目前各个厂家也有比较大的差距；
     • 人机界面方面，需要改进出更加符合用户习惯的界面。

IP对讲未来发展
       未来IP对讲功能上将更加丰富，特别采用Android系统后，由于其平台的开放性，越来越多的应用将继承到IP对讲系统中，极大的方便各个系统的融合。
       IP对讲在应用上会更加注重客户的体验感，以用户体验为导向，朝着越来越智能化、人性化方向发展。目前IP对讲还是基于有线传输网络，随着4G网络的广泛架设以及智能手机的普及性使用手机实现对讲等社区应用将成为未来的潮流。