光傳輸網在高速公路監控系統中的應用
視頻監控系統是高速公路機電系統中一個非常重要且不可缺少的子系統,其可對交通流量和交通運行狀況進行監視,對關鍵路段實施交通實時控制,及時發現各種異常情況并采取相應應急措施,保證高速公路高速、安全、有效地運行。本文在具體分析高速公路視頻監控業務需求的基礎上,主要針對高速公路視頻監控光纖傳輸系統應用提出了一個更加完善的解決方案——綜合業務光傳輸網。
近年來,我國以高速公路為主體的國道干線建設取得了重大進展,截止2008年底高速公路通車里程達到6.03萬公里,穩居世界第二位。隨著交通運量的增加,高速公路運營中存在的問題,特別是交通事故問題日益凸顯,為此,在高速公路建設中,視頻監控系統的建設受到了更多的重視。而隨著前端監控點的增多,業務量的增大,以及用戶對視頻圖像的清晰度和視頻監控系統的穩定性提出了更高的要求,高速公路視頻監控系統正在朝著高度集成化、更快速傳輸、大容量等方向發展。
針對當前高速公路視頻監控需求,業內主流廠家根據自身實力紛紛推出較為可行的解決方案,包括以H3C為代表的光網絡解決方案、以蛙視為代表的光傳輸平臺,以及以諾龍為代表的綜合業務光傳輸網等。
高速公路視頻監控需求分析
高速公路視頻監控系統一般分為收費監控和道路監控兩部分:收費監控系統主要是對收費站的車道、收費廣場、收費亭的收費情況,對收費車道通過的車輛類型、收費員的操作過程以及收費過程中的突發事件和特殊事件進行觀察和記錄,并實施有效的監督;道路監控系統主要是對高速公路干線、互通立交、隧道等高速公路重點路段進行監視,掌握高速公路交通狀況,及時發現交通阻塞路段、違章車輛,給予引導,保證高速公路的安全通暢。而對高速公路的總體服務質量提出更高要求的同時,也帶來了高速公路監控點位的增加——現階段一條100公里左右的路段,其監控的視頻路數大約為200-400路左右的規模,因此,如何構建一個大型、穩定可靠、高效且便于管理的視頻監控系統,是擺在高速公路業主面前的一個新問題。
同時,高速公路視頻監控新需求的提出,也對視頻傳輸系統提出了更高的要求:
·可管理性:支持分級分域的管理,以滿足高速公路區域監控中心、路段中心、收費站等不同的監控需求,監控中心需要快速、便捷地對所有監控設備進行管理;
·多業務集成:滿足高速公路多業務傳輸需求,并進行有效融合;
·可靠的傳輸平臺:應對突發事件時,需保證監控系統可靠、快速的調閱當時歷史圖像,并具備自我保護功能;
·標準化設計:系統應采用統一標準化設計,基于開放的協議,易于擴展;
·大容量設計:滿足大容量視頻接入需求。
高速公路視頻監控系統應用現狀分析
隨著高速公路視頻監控傳輸系統新需求的提出,傳統的高速公路視頻監控傳輸系統逐漸顯出“力不從心”的疲態。
傳統的高速公路視頻監控系統一般采取模擬視頻圖像集中監控模式,但隨著通信技術和網絡技術的發展,模擬監控系統由于其難擴展、難管理、難維護等缺點,已無法滿足高速公路監控點的增加而提供按需擴展;且模擬圖像在傳輸過程中衰減較大、抗干擾能力較差等缺點,決定了模擬傳輸不適合遠程傳送監視圖像,難以實現視頻資源共享,其集中于路段管理中心的模式已不能滿足管理人員遠程監控的需求。
近年來,隨著網絡帶寬、計算機處理能力和存儲容量的迅速提高,以及各種視頻信息處理技術的出現,使得數字視頻傳輸技術已逐步從理論轉化為實際應用,這為實現數字圖像傳輸提供了很好的技術支持。數字化視頻監控系統也以其高度的開放性、集成性和靈活性為視頻監控系統和設備的整體性能提升創造了必要的條件,因此,在各省高速公路視頻監控項目中,數字化的視頻傳輸模式已經廣泛得到認可?,F階段,高速公路數字化視頻監控傳輸系統主要采用兩種解決方案:數字化非壓縮視頻傳輸及數字化壓縮視頻傳輸系統。
數字化非壓縮視頻傳輸
數字化非壓縮視頻傳輸技術通常應用于光矩陣傳輸平臺,它是集業務接入、光纖傳輸、信號交換及業務管理于一身的綜合性業務傳輸平臺,其整套系統視頻傳輸只進行一次A/D、D/A轉換,并采用非壓縮傳輸以保證視頻傳輸質量,但其同時也存在一些問題。
因其本質可看作為數字非壓縮光端機+矩陣的結合,因此,該系統圖像接入容量有限,單點同時多路上傳依然存在技術瓶頸,同時由于沒有統一的通信標準,各廠家設備難以兼容,使得系統更加封閉,給整個監控系統以后的擴容升級帶來了很大的不便;當在多個子系統進行聯網時,還得用數字視頻壓縮編碼技術實現視頻的資源共享。因此,數字化非壓縮視頻傳輸技術可看作是模擬系統向數字化改造升級的一個解決方案。
數字化壓縮視頻傳輸
數字壓縮視頻傳輸方案通常是采用視頻編解碼器+傳輸網絡(以太網交換機、工業級以太網、EPON組網)的模式,系統中每一路圖像對應一個視頻編碼器,采用編碼方式,將圖像壓縮數字化為視頻數據流,利用視頻編碼器的10/100M接口傳輸視頻數據流至各收費站,同時視頻以太網交換機匯聚若干視頻編碼器,并通過SDH的以太網板,將各站的數字視頻信號傳至監控中心的三層以太網交換機。其采用標準化數字視頻壓縮技術,兼容性較好;采用標準以太網方式接入,組網更方便靈活,易于系統升級擴容及實現多級共享。
但大流量的視頻流極大地占用通信系統帶寬,而隨著系統不斷增大,需要增加更高帶寬的SDH設備,使得系統建設成本大為增加。同時,數字壓縮視頻傳輸系統面向的是以太網,而非各種業務應用,系統容量及視頻傳輸質量較依賴于以太網傳輸的質量和容量,從而無法提供針對業務的QoS保證,其視頻質量一直得不到突破。
那么,有沒有一種能夠融合以上兩種系統優勢的傳輸系統呢?UTN綜合業務光傳輸網的出現,很好地解決了這些問題。
UTN綜合業務光傳輸網的應用
UTN(UniversalTransportNetworkoverFiber)綜合業務光傳輸網是針對數字化、網絡化、集成化、標準化的視頻監控發展趨勢,通過深度挖掘市場需求及現有產品、技術的特點而推出的新一代視頻監控光傳輸網,UTN結合了SDH光纖通訊網標準化和高可靠性的特點,具有靈活交換、共享等優勢。
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