1、基于電力線寬帶通信技術的視頻共享系統研究基于電力線寬帶通信技術的視頻共享系統研究引言隨著人們家庭生活條件的日益改善，許多家庭擁有2臺或以上的電視機，但在實際使用過程中，受限于有線電視供應商對播放系統的計費方式，單臺機頂盒僅能供一臺電視機使用，這就使得每個用戶必須加裝與家庭內電視數量配套的有線電視機頂盒，方可滿足家庭內各個電視接收節目的需求。另外，我們生活中的安防設備也無處不在。許多樓宇設計的時候，設計方面沒有考慮到安防監控設備的架設，但是卻考慮到水電暖通的鋪設。基于建筑內的電力線鋪設的靈敏性以及監控系統也需要電力供電，電力線可以鋪設到需要架設監控設備的地方，用于提供電力和監控的通信媒介。本研究

2、是通過以電力線作為傳輸媒介，使用電力線寬帶通信技術為技術依托，實現視頻共享，并提供紅外接口，可為用戶提供遙控器控制，實現遙控功能。基于電力線寬帶通信技術的視頻共享系統構架簡單，易于維護，具備即插即用功能。在有需求的地方可以添加視頻設備。沒有用戶需求的地方，那么暫不安裝設備，控制資金投入本文由論文聯盟.Ll.搜集整理。1系統的關鍵技術研究1.1電力線寬帶通信技術電力線寬帶通信技術，簡稱BPL，是一種利用中、低壓配電網作為通信介質，實現數據、話音、圖像等綜合業務傳輸的通信技術，不僅可以作為解決寬帶末端接入瓶頸的有效手段，而且可以為電力負荷監控、遠程抄表、配用電自動化、需求側管理、企業內部網絡、智能

3、家庭以及數字化社區提供高速數據傳輸平臺。電力線寬帶通信技術使用多子載波的FD和高頻帶利用率的調制技術，傳輸速率可到達200bps，部分新產品可高達500bps。基于電力線寬帶通信技術的產品具有交換和傳輸功能，自動中繼和自動路由選擇技術得到使用，系統構造更加靈敏方便，通用性和兼容性更強，網絡管理功能更加完善，數據傳輸的QS進一步得到保障，設備和系統本錢進一步降低。電力線寬帶通信具備以下優點：實現本錢低。可直接利用已有的配電網絡作為傳輸線路，不用額外布線，大大減少網絡的投資，降低本錢。范圍廣。電力線是覆蓋范圍最廣的網絡，它的規模是其他任何網絡無法比擬的。通信穩定。電力線采用FD調制方式，能有效減少

4、電力線上的干擾對通信的影響，保證通信穩定。高速率，實時通信。電力線寬帶通信網絡可以提供高速的傳輸，保證實時通信。便捷。電力線寬帶通信網絡屬于即插即用，接入電源即可接入網絡。1.2H.264編碼H.264標準是ITU-T的VEG視頻編碼專家組和IS/IE的PEG活動圖像專家組的結合視頻組JVT，JintVideTea在2022年開發的標準，也稱為PEG-4AV，它作為PEG-4Part10，是高級視頻編碼。在一樣的重建圖像質量下，H.264比H.263節約50%左右的碼率。因其更高的壓縮比、更好的IP和無線網絡信道的適應性，在數字視頻通信和存儲領域得到越來越廣泛的應用。同時也要注意，H.264獲

5、得優越性能的代價是計算復雜度增加，據估計，編碼的計算復雜度大約相當于H.263的3倍，解碼復雜度大約相當于H.263的2倍。1.3HDI技術高明晰度多媒體接口HDI是一種數字化視頻/音頻接口技術，是適宜影像傳輸的專用型數字化接口，其可同時傳送音頻和視頻信號，最高數據傳輸速度為5Gbps。無需在信號傳送前進展數/模或模/數轉換。HDI接口在保持高品質的情況下可以以數碼的形式傳輸未經壓縮的高分辨率視頻和多聲道音頻的數據。HDI不僅可以滿足1080P的分辨率，還能支持DVDAudi等數字音頻格式，支持八聲道96kHz或立體聲192kHz數碼音頻傳送。HDI支持EDID、DD2B，因此具有HDI的設備

6、具有即插即用的特點，信號源和顯示設備之間會自動進展協商，自動選擇最適宜的視頻/音頻格式。與DVI相比HDI接口的體積更小，一條HDI纜線可以取代最多13條模擬傳輸線，能有效解決家庭娛樂系統背后連線雜亂糾結的問題。1.4音視頻同步通過使用時間戳來解決音視頻同步問題：首先，選擇一個參考時鐘，要求參考時鐘上的時間是線性遞增的。其次，音視頻發送端生成數據流時根據參考時鐘上的時間給每個數據塊都打上時間戳，包括開始時間和完畢時間。再次，音視頻接收端在播放時，讀取數據塊上的時間戳，同時參考當前參考時鐘上的時間來安排播放，當且僅當數據塊開始時間與當前參考時鐘上時間一致時，播放該數據塊。即使收到了早到的音頻流數

7、據塊也不能立即播放，而必須等到參考時鐘的時間到達時間戳時間前方可播放，否那么就會引起音視頻不同步問題。當音頻或視頻數據的播放速率滯后時，需連續向后處理多個音視頻數據包以尋找新的同步點，即找到一幀能與本地時鐘對應的數據。最后，音視頻接收端將當前數據流速度太快或太慢的狀態反響給信源，讓信源去放慢或加快數據流的速度，從而更主動有效地調整音視頻同步播放。采用時間戳的方法在傳輸數據時不用改變數據流，不需要附加同步信道。其缺點是選擇相對時標和確定時間戳操作較為復雜，需要一定的開銷用于同步操作。1.5遙控信號的傳輸視頻共享接收端通過紅外信號接收器接收紅外遙控信號，由于其本身即為數字信號，且紅外遙控信號數據量

8、較小，不需要經過壓縮，可直接通過II接口，從電力線寬帶通信模塊發送至另一個電力線寬帶通信模塊，再通過紅外發射器件發送紅外遙控信號。視頻共享發送端附近的媒體發送源接收到紅外控制信號，進展相對應的操作，實現遙控功能。視頻信號經過H.264編碼后，電力線寬帶通信技術所能提供的通信速率及帶寬能滿足高清視屏的穩定可靠傳輸，通過音視頻同步技術及遙控信號的傳輸可滿足用戶的使用體驗與需求，在技術上來說，實現該視頻共享系統是完全可行的。與此同時，該系統可以滿足安防監控的需求，實現基于IP的視頻監控功能。2系統的實現方法基于電力線寬帶通信技術的視頻共享系統架構圖如圖1所示，主要分為兩大部分：視頻發送端和視頻接收端

9、。視頻發送端與視頻接收端通過電力線寬帶通信進展數據傳輸，一個視頻發送端可將音視頻數據通過電力線發給多個視頻接收端，實現多路視頻共享。視頻共享系統中的視頻發送端主要由音視頻輸入、音視頻編碼模塊及電力線寬帶通信模塊組成，視頻接收端主要由音視頻輸出、音視頻編碼模塊及電力線寬帶通信模塊組成。視頻接收端與視頻發送端系統構造分別如圖2、圖3所示。視頻共享發送端捕獲從安控監測設備、有線電視機頂盒、DVD播放器及電腦等器材輸出的視頻以及音頻信號。假設音、視頻信號均為模擬信號，那么會通過模擬數字轉換模塊，轉換成數字音、視頻信號接入到多媒體處理器；假設視頻和音頻信號均為數字信號從HDI接口輸入，那么這些信號會通過

10、一個別離模塊將數字視頻與音頻信號別離，再接入到多媒體處理模塊。多媒體處理模塊實現根據H.264編碼標準將數字媒體信號壓縮編碼成為流媒體格式，經過II接口傳輸到電力線寬帶通信模塊。電力線寬帶通信模塊將流媒體信號經過調制后傳輸到基于電力線寬帶通信技術的電力線通信網絡中。同時，電力線寬帶通信模塊監測視頻接收端設備有無發送紅外控制命令，假設接收到紅外控制命令，通過II接口透傳至多媒體處理模塊，經過紅外發送模塊發送紅外控制命令。當該系統應用于安防監控時，可以通過以太網變壓器，將傳輸過來的視頻信號通過RJ45接口接入網絡，供遠端設備進展操作。對于家庭視頻共享，一般視頻接收端與視頻發送端不在同一個房間內，紅

11、外控制命令無法直接對信源進展控制。系統視頻共享接收端具備紅外接收并透傳的功能，使用戶可以在接收端使用有線電視機頂盒或DVD機所配的遙控器進展選臺等功能。視頻共享接收端從電力線捕獲被調制的電力線寬帶通信信號，多媒體處理模塊根據H.264編碼標準進展解調，將視頻和音頻信號以數字信號的方式輸出，根據需求將音視頻轉換為模擬信號輸出或將音視頻數字信號整合從HDI接口輸出。紅外接收模塊接收到紅外控制信號后，經識別后將紅外控制命令輸入多媒體處理模塊，多媒體處理模塊通過II接口發送至電力線寬帶通信模塊，通過電力線將紅外控制命令透傳至視頻共享發送端。3系統的應用案例本文將以傳輸720P視頻為例，簡要描繪基于電力

12、線寬帶通信技術的視頻共享系統的工作流程。該720P視頻文件大小為7.37GB，其中視頻大小5.72GB，碼率為6000Kbps；音頻大小為1.51GB，碼率為1510Kbps。基于電力線寬帶通信技術的視頻共享系統如圖4所示，通過電腦模擬視頻輸出源，播放720P視頻，通過HDI接口將視頻信號輸出至視頻共享系統中的視頻發送端，視頻共享系統將從HDI接口輸入的數字音視頻信號進展處理，通過電力線通信模塊進展傳輸，視頻共享系統的視頻接收端進展接收處理后，將視頻通過HDI接口輸出至電視進展播放。該系統的關鍵影響因素為電力線通信的帶寬和穩定情況，以及音視頻流處理模塊的性能。該用例中，在電力線寬帶通信兩端增加了50db的衰減，該視頻共享系統仍正常工作，無出現視頻失真或視頻停頓現象。表1為基于電力線寬帶通信技術的視頻共享系統與有線傳輸的視頻共享系統的比照。基于電力線寬帶通信技術的視頻共享系統在衰減為50db的條件下，仍然能保證視頻信號的正常傳輸，可滿足家庭內部視頻共享的需求；基于電力線寬帶通信技術的視頻共享系統由于不需額外布線，安裝調整靈敏性強，并且不受系統接口數量限制，只要接收端接入系統即可使