基于千兆网物理层接口的非压缩数据双向传输系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于千兆网物理层接口的非压缩音视频和控制数据的双向传输系统和方法，特别适用于高清视频监控系统。该系统充分利用千兆以太网物理层接口提供的高速双向数据传输性能，克服其他高清视频数据传输的缺点，以优异的性能、低廉的成本实现了多路高清无压缩视频、音频和数据的远距离双向传输，同时复合多路音频和控制数据，为高清视频监控系统提供了一种较好的解决方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及网络通信
，具体涉及一种基于千兆以太网物理层接口的非压缩高清视频、音频和控制数据的双向传输系统和方法。
技术介绍
近年来，随着人们对现代化安全防范系统需求的不断增长，视频监控因其直观、方便、内容丰富，受到了用户的认可，得到了广泛的应用，尤其是高清视频图像，因其提供了更高的分辨率，在目前的安防监控领域得到了越来越广泛的应用。高清视频系统的传输方式分为两种模式，IP网络方式和直接传输方式，近年来基于IP的高清网络摄像机，IP CAM或 Web CAM，也得到了一定程度的应用，由于需经IP网络的传输，考虑到带宽的因素，视频信息必须经过压缩，而且在IP网络中，数据传输时延难以控制，而后端处理的解压缩也需要时间，所以画面的实时性难以保证。IP CAM多工作在100M网模式下，其物理连接方式为总线式，在加上网络传输多为有条件的传输模式，所以连接和传输的可靠性难以保证，且在网络流量高峰时期，信道的阻塞，可能会导致图像中断，也可能因无充足带宽而造成数据丢失， 图像损失也成为其无法避免的问题。而点对点传输非压缩视频是解决以上问题的最佳方式，目前有YPBPR，HDMI, HD-SDI等方法，但都由于这些方法的一些问题无法大规模使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于千兆以太网物理层接口的非压缩高清数字视频、数字音频和控制数据的双向传输系统和方法，该系统充分利用千兆高速以太网物理层接口提供的高速双向传输性能，克服其他高清视频数据传输的缺点，以优异的性能、低廉的成本实现了高清无压缩视频，音频和数据的远距离双向传输。为实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案为提供一种基于千兆网物理层接口的非压缩数据双向传输系统，其特征在于所述非压缩数据双向传输系统由通过千兆以太网连接的接收端装置和发送端装置组成；所述发送端装置包括若干个发端数据输入输出单元，分别与发端数字逻辑单元和发端微控制单元相连接，用于采集视频、音频和控制数据，并将这些数据提交至发端数字逻辑单元；同时，接收来自发端数字逻辑单元发来的反向音频和控制数据并输出；一发端数字逻辑单元，分别与发端千兆以太网物理层接口和发端微控制单元相连接，用于接收发端数据输入输出单元输入的数据进行类型判断，将视频数据分段，并和音频、控制数据混合编码，在每个数据段前添加以太网帧头组成以太帧，并将以太帧通过GMII 接口送至发端千兆以太网物理层接口 ；同时，接收来自发端千兆以太网物理层接口的反向音频和控制数据，解码后交由发端数据输入输出单元输出；一发端千兆以太网物理层接口，发端千兆以太网物理层接口一端与收端千兆以太网物理层接口通过千兆以太网相连接，另一端通过GMII接口与发端数字逻辑单元相连；一发端微控制单元，用于协调发端数据输入输出单元、发端数字逻辑单元和发端千兆以太网物理层接口工作，同时处理控制数据；所述接收端装置包括若干个收端数据输入输出单元，分别与收端数字逻辑单元和收端微控制单元相连接，用于接收来自收端数字逻辑单元的多路视频、音频和控制数据，经反混合解码后输出， 同时实现收端音频和控制数据的输入，并提交给收端数字逻辑单元；一收端数字逻辑单元，分别与收端千兆以太网物理层接口和收端微控制单元相连接，用于对从收端千兆以太网物理层接口接收的以太帧数据去掉以太网帧头，并进行反混合解码处理后，交由收端数据输入输出单元输出数字视频、音频和控制数据；同时，接收收端数据输入输出单元发来的的音频和控制信号，并进行混合编码送至收端千兆以太网物理层接口 ；一收端千兆以太网物理层接口，一端通过GMII接口与收端数字逻辑单元相连，另一端与发端千兆以太网物理层接口通过千兆以太网相连接；收端千兆以太网物理层接口接收发端千兆以太网物理层接口发送的以太帧并递交至收端数字逻辑单元，同时将收端数字逻辑单元提供的音频和控制数据通过以太网发送至收端千兆以太网物理层接口；一收端微控制单元，用于协调收端数据输入输出单元、收端数字逻辑单元和收端千兆以太网物理层接口工作，同时处理控制数据。所述视频数据来自于模拟摄像机并经A/D转换或来自各种数字摄像机的输出；所述音频数据来自于拾音器的A/D转换或数字音频设备的输出；所述控制数据来自于各种传感器输出。一种基于千兆网物理层接口的非压缩数据双向传输方法，其特征在于所述非压缩音视频数据传输方法包括步骤如下A、在发端微控制单元的控制下，发端数据输入输出单元通过音频获取设备、高清数字视频获取设备、控制设备分别获取多路数字音频、数字视频和控制数据发送至发端数字逻辑单元，同时发端数据输入输出单元接收来自发端数字逻辑单元的数字音频和控制数据并输出；B、发端数字逻辑单元在接收到高清音视频信号和控制数据后进行非压缩高清混合编码及与成帧处理，并将封装后的以太帧通过GMII接口提交至发端千兆以太网物理层接口，同时，发端数字逻辑单元接收来自发端千兆以太网物理层接口的数字音频和控制数据进行反混合解码后发送至发端数据输入输出单元；C、发端千兆以太网物理层接口将以太网帧通过连接的千兆以太网络进行发送至收端千兆以太网物理层接口，同时，接收来自收端千兆以太网物理层接口的数字音频和控制数据发送至发端数字逻辑单元；D、收端千兆以太网物理层接口从千兆以太网络接收以太网帧，通过GMII 接口输出至收端数字逻辑单元，同时，通过GMII接口接收来自数字音频和控制数据发送至发端千兆以太网物理层接口 ；E、收端数字逻辑单元在收端微控制单元的控制下对以太网帧进行反混合解码后发送至收端数据输入输出单元分别输出数字视频、数字音频和控制数据，同时，收端数字逻辑单元通过与收端数据输入输出单元连接的音频设备和控制设备获取多路数字音频和控制数据，进行非压缩混合编码及与成帧处理后发送至收端千兆以太网物理层接口。在步骤A中，所述发端微控制单元负责协调数字逻辑单元和发端数据输入输出单元之间的数据传输，当发端微控制单元被设置为开启时，发端数据输入输出单元向发端数字逻辑单元发送高清音频、视频和控制数据。在步骤E中，所述收端微控制单元负责协调收端数字逻辑单元和收端数据输入输出单元之间的数据传输，当收端微控制单元被设置为开启时，收端数据输入输出单元向收端数字逻辑单元提供数字音频和控制信号。综上所述，在本专利技术所提供的基于千兆网物理层接口的非压缩数据双向传输系统中，数字视频、音频和控制数据等由发端数据输入输出单元进入，由发端数字逻辑单元进行混合处理、封装为MAC帧后通过发端千兆以太网物理层接口连接的以太网发送至收端千兆以太网物理层接口，接收后再经由收端数字逻辑单元进行去以太帧头部处理，并经反混合解码恢复为音视频及控制数据流送至收端数据输入输出单元进行输出。而由接收端到发出端的音频和控制数据经收端数据输入输出单元输入，经收端数字逻辑单元做混合编码并封 MAC帧后，交由收端千兆以太网物理层接口反向到发端千兆以太网物理层接口，再经发端数字逻辑单元去以太帧头部，反混合解码后交给发端数据输入输出单元输出。在本专利技术中，由于利用了千兆以太网物理层接口的全双工的Kibps数据传输能力，实现了多路高清视频和双向音频、控制数据在一个信道上的远距离传输，克服了现有的多种高清视频数据传输方式的缺点，让高清无压缩视频监控推向实际应用。附图说明图1是本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于千兆网物理层接口的非压缩数据双向传输系统，其特征在于：所述非压缩数据双向传输系统由通过千兆以太网连接的接收端装置和发送端装置组成；所述发送端装置包括：若干个发端数据输入输出单元，分别与发端数字逻辑单元和发端微控制单元相连接，用于接口工作，同时处理控制数据。接口接收发端千兆以太网物理层接口发送的以太帧并递交至收端数字逻辑单元，同时将收端数字逻辑单元提供的音频和控制数据通过以太网发送至收端千兆以太网物理层接口；一收端微控制单元，用于协调收端数据输入输出单元、收端数字逻辑单元和收端千兆以太网物理层，接收收端数据输入输出单元发来的的音频和控制信号，并进行混合编码送至收端千兆以太网物理层接口；一收端千兆以太网物理层接口，一端通过ＧＭＩＩ接口与收端数字逻辑单元相连，另一端与发端千兆以太网物理层接口通过千兆以太网相连接；收端千兆以太网物理层给收端数字逻辑单元；一收端数字逻辑单元，分别与收端千兆以太网物理层接口和收端微控制单元相连接，用于对从收端千兆以太网物理层接口接收的以太帧数据去掉以太网帧头，并进行反混合解码处理后，交由收端数据输入输出单元输出数字视频、音频和控制数据；同时层接口工作，同时处理控制数据；所述接收端装置包括：若干个收端数据输入输出单元，分别与收端数字逻辑单元和收端微控制单元相连接，用于接收来自收端数字逻辑单元的多路视频、音频和控制数据，经反混合解码后输出，同时实现收端音频和控制数据的输入，并提交输出；一发端千兆以太网物理层接口，发端千兆以太网物理层接口一端与收端千兆以太网物理层接口通过千兆以太网相连接，另一端通过ＧＭＩＩ接口与发端数字逻辑单元相连；一发端微控制单元，用于协调发端数据输入输出单元、发端数字逻辑单元和发端千兆以太网物理类型判断，将视频数据分段，并和音频、控制数据混合编码，在每个数据段前添加以太网帧头组成以太帧，并将以太帧通过ＧＭＩＩ接口送至发端千兆以太网物理层接口；同时，接收来自发端千兆以太网物理层接口的反向音频和控制数据，解码后交由发端数据输入输出单元采集视频、音频和控制数据，并将这些数据提交至发端数字逻辑单元；同时，接收来自发端数字逻辑单元发来的反向音频和控制数据并输出；一发端数字逻辑单元，分别与发端千兆以太网物理层接口和发端微控制单元相连接，用于接收发端数据输入输出单元输入的数据进行...

【技术特征摘要】
1.一种基于千兆网物理层接口的非压缩数据双向传输系统，其特征在于所述非压缩数据双向传输系统由通过千兆以太网连接的接收端装置和发送端装置组成；所述发送端装置包括若干个发端数据输入输出单元，分别与发端数字逻辑单元和发端微控制单元相连接， 用于采集视频、音频和控制数据，并将这些数据提交至发端数字逻辑单元；同时，接收来自发端数字逻辑单元发来的反向音频和控制数据并输出；一发端数字逻辑单元，分别与发端千兆以太网物理层接口和发端微控制单元相连接， 用于接收发端数据输入输出单元输入的数据进行类型判断，将视频数据分段，并和音频、控制数据混合编码，在每个数据段前添加以太网帧头组成以太帧，并将以太帧通过GMII接口送至发端千兆以太网物理层接口；同时，接收来自发端千兆以太网物理层接口的反向音频和控制数据，解码后交由发端数据输入输出单元输出；一发端千兆以太网物理层接口，发端千兆以太网物理层接口一端与收端千兆以太网物理层接口通过千兆以太网相连接，另一端通过GMII接口与发端数字逻辑单元相连；一发端微控制单元，用于协调发端数据输入输出单元、发端数字逻辑单元和发端千兆以太网物理层接口工作，同时处理控制数据； 所述接收端装置包括若干个收端数据输入输出单元，分别与收端数字逻辑单元和收端微控制单元相连接， 用于接收来自收端数字逻辑单元的多路视频、音频和控制数据，经反混合解码后输出，同时实现收端音频和控制数据的输入，并提交给收端数字逻辑单元；一收端数字逻辑单元，分别与收端千兆以太网物理层接口和收端微控制单元相连接， 用于对从收端千兆以太网物理层接口接收的以太帧数据去掉以太网帧头，并进行反混合解码处理后，交由收端数据输入输出单元输出数字视频、音频和控制数据；同时，接收收端数据输入输出单元发来的的音频和控制信号，并进行混合编码送至收端千兆以太网物理层接 Π ；一收端千兆以太网物理层接口，一端通过GMII接口与收端数字逻辑单元相连，另一端与发端千兆以太网物理层接口通过千兆以太网相连接；收端千兆以太网物理层接口接收发端千兆以太网物理层接口发送的以太帧并递交至收端数字逻辑单元，同时将收端数字逻辑单元提供的音频和控制数据通过以太网发送至收端千兆以太网物理层接口；一收端微控制单元，用于协调收端数据输入输出单元、收端数字逻辑单元和收端千兆以太网物理层接口工作，同时处理控制数据。2.根据权利要求1所述的基于千兆网物理层接口...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，
申请(专利权)人：成都飞视通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：90