以模擬矩陣為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)
    矩陣自從問世以來就在監(jiān)控領域占據(jù)著非常重要的地位，隨著90年代中后期光纖通信技術的發(fā)展，專門用于傳輸視頻信號的光端機開始興起，矩陣＋光端機逐漸成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主流建設模式，同時在城市道路監(jiān)控行業(yè)占據(jù)了大量的市場份額。

    隨著城市的不斷發(fā)展、用戶需求的提高，系統(tǒng)規(guī)模的擴大及各個系統(tǒng)的相互融合必然成為系統(tǒng)發(fā)展的趨勢；但是，由于光端機和矩陣的傳輸和交換功能分離，且光端機作為一種點對點的傳輸設備，傳統(tǒng)矩陣作為基于模擬信號的交換設備，在系統(tǒng)規(guī)模擴大及各個系統(tǒng)相互融合的發(fā)展趨勢下，采用這種矩陣＋光端機的方案將會帶來眾多的問題，如：需要大量的光纖、多級級聯(lián)圖像損耗、互連互控實現(xiàn)困難等。

數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)
    互連網技術的興起及推廣使得基于IP網絡的視頻監(jiān)控系統(tǒng)得以快速發(fā)展， 采用網絡視頻編解碼器或者DVR構建的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在各個行業(yè)的應用中表現(xiàn)出咄咄逼人的態(tài)勢。

    然而采用IP網絡傳輸遇到的首要問題就是帶寬的限制，視頻傳輸數(shù)據(jù)量巨大，但網絡的資源相當有限。因此，在對視頻傳輸質量、控制實時性要求很高的交通監(jiān)控領域，憑目前的技術條件，IP網絡傳輸解決方案難以盡如人意。

基于視頻網絡平臺的監(jiān)控系統(tǒng)
    針對目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)中存在的上述問題，有廠家推出了基于視頻網絡交換平臺的監(jiān)控系統(tǒng),如深圳博康公司推出的BVx系統(tǒng)。

    該系統(tǒng)是以光纖傳輸視頻、音頻、以太網數(shù)據(jù)、低速數(shù)據(jù)及開關量信號的數(shù)字視頻解決方案，同時也是功能強大的、具有數(shù)字背板交換總線功能的分布式數(shù)字矩陣解決方案。它通過光纖介質以任意形式的拓撲結構，實現(xiàn)分布式的監(jiān)控節(jié)點設備互聯(lián)，將接入的多業(yè)務數(shù)據(jù)，諸如：視頻、音頻、數(shù)據(jù)及開關量信號等，通過先進的數(shù)字背板交換總線結構實現(xiàn)多業(yè)務數(shù)據(jù)自動路由和全網交換，從而為城市交通、高速公路、機場、地鐵及軌道交通等領域，甚至是為需要大容量、高效能、無延時的視頻監(jiān)控聯(lián)網系統(tǒng)的領域，提供完整的傳輸系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)解決方案。

系統(tǒng)結構
    該系統(tǒng)在邏輯上分為前端多業(yè)務接入、中心匯聚交換和管理應用三層結構，分別完成前端視頻、音頻、數(shù)據(jù)等多業(yè)務的接入并數(shù)字化，多業(yè)務的傳輸、路由與交換，以及上層的應用管理系統(tǒng)。這種三層結構體系的設計理念保證了該系統(tǒng)應用的高效性、靈活性、可伸縮性，使得該系統(tǒng)不僅可以用于新建的系統(tǒng)中，為用戶提供一個高效的數(shù)字視頻網絡交換平臺，而且也可用于改造的系統(tǒng)中，與原有系統(tǒng)無縫結合以提高系統(tǒng)的整體性能。

    在結構上，該系統(tǒng)由矩陣的前端多業(yè)務接入設備，中心匯聚交換設備，以及系統(tǒng)控制部分組成，并配以以網管系統(tǒng)為代表的相應軟件系統(tǒng)。 [nextpage]

前端接入設備
    其中，前端接入設備Vbox分布于前端監(jiān)控點，用于接入前端的多種業(yè)務，諸如：視頻、音頻、低速數(shù)據(jù)、以太網數(shù)據(jù)、電話等。對每種業(yè)務均集成了多個接口，保證了多項業(yè)務的接入能力，模擬視頻信號也可在此進行模數(shù)轉換。根據(jù)接入能力的帶寬，該接入設備有三大系列，不僅能夠實現(xiàn)傳統(tǒng)的點對點星型接入方式，而且可以通過單纖實現(xiàn)總線鏈路、環(huán)網（自愈）等多種拓撲結構的接入方式，最大限度的優(yōu)化用戶的接入模式。

    另外，由于接入設備采用先進的高速分插復用技術實現(xiàn)在拓撲網絡上的交換功能，即網絡拓撲中的所有通過前端接入設備的視頻及其他業(yè)務，均可以在光纖上完成切換并傳輸至監(jiān)控中心，通過中心設備的背板交換總線完成視頻及多業(yè)務的交換。這種性能可以突破光纖傳輸帶寬的瓶頸，該接入設備在組網時接入的視頻數(shù)量也能借此得到很大提高。

    同時，前端接入設備不僅支持網管系統(tǒng)，使其具備自發(fā)現(xiàn)功能、自動拓撲功能及即插即用（PnP）功能，而且在不同的組網模式下，都可以實現(xiàn)視頻等多業(yè)務的交換功能，使得BVx系統(tǒng)在業(yè)務的接入層面上具有良好的靈活性、智能性、擴展性。

中心匯聚交換設備
    中心匯聚交換設備Vmux分布于不同級別的監(jiān)控中心，提供了功能齊全的各種功能板卡,可完成前端視頻、音頻、數(shù)據(jù)、以太網、電話等多業(yè)務的匯聚，并實現(xiàn)任意交換輸出。它不像傳統(tǒng)模式下上傳的視頻信號需轉換成模擬信號進入矩陣的處理方式，該設備可以直接將前端設備通過光纖上傳的數(shù)字視頻信號，接入到系統(tǒng)進行數(shù)字化處理及壓縮，從而保證多次的系統(tǒng)級聯(lián)后視頻的高質量畫質。而這一切全部得益于數(shù)字背板交換總線設計架構，接入的數(shù)字視頻通過交換總線可以靈活地在任意端口上輸出、實現(xiàn)在相應端口上輸出數(shù)據(jù)等多業(yè)務；或者從交換總線上下載多路數(shù)字視頻，通過光卡復用后上傳到上一級的監(jiān)控中心，實現(xiàn)整個視頻的傳輸、切換的全部數(shù)字化。

    在該系統(tǒng)中，單臺匯聚設備可作為數(shù)字視頻矩陣應用，兼容光輸入與電輸入兩種形式，對輸入的模擬信號進行非壓縮數(shù)字化，以及對輸入的光纖數(shù)字視頻信號進行解復用，不僅可以實現(xiàn)模擬矩陣的所有功能，而且還可以保持系統(tǒng)良好的擴展性和可伸縮性。多臺Vmux系統(tǒng)之間通過光纖可以以任意拓撲組網結構互聯(lián)（包括環(huán)型、相切環(huán)、相交環(huán)、星型、總線鏈路型或者混合型），組成一個大容量、高密度、全數(shù)字的基于數(shù)字視頻業(yè)務的網絡交換平臺。在此平臺上，每個匯聚設備能夠對全網接入的視頻、音頻和數(shù)據(jù)等多業(yè)務進行管理、控制、交換，實現(xiàn)全網視頻及多業(yè)務的共享和統(tǒng)一調度。

系統(tǒng)特點
    該系統(tǒng)既可以采用數(shù)字非壓縮編碼技術，最大能夠實現(xiàn)256路視頻信號的交換輸出，也可以采用不同的板卡進行數(shù)字式壓縮（MJPEG 、MPEG2、MPEG4、H.264等）技術進行傳輸。根據(jù)用戶具體的網絡拓撲結構，實現(xiàn)視頻聯(lián)網系統(tǒng)中任意節(jié)點間信號的單向、雙向、廣播等方式的傳輸，任意節(jié)點均可靈活地實現(xiàn)信號的Drop、Add、Pass、Stop以及相互組合，從而實現(xiàn)信號在整個網絡上的自由交換。并且，該系統(tǒng)還充分吸收了現(xiàn)代成熟的時分復用技術，為每一路視頻、音頻和數(shù)據(jù)信號提供不同的時隙，采用時隙復用技術，通過光纖介質實現(xiàn)綜合業(yè)務的傳輸，在帶寬資源利用率、QoS保障及傳輸延時等方面為用戶提供更加優(yōu)越的性能。 [nextpage]

    在光纖鏈路上，系統(tǒng)根據(jù)帶寬資源動態(tài)地分配系統(tǒng)的傳輸信道與時隙，傳輸視頻、音頻、以太網數(shù)據(jù)、低速數(shù)據(jù)和開關量信號。該系統(tǒng)的這種可配置性通過配套的網管軟件自動實現(xiàn)，此外，網管軟件能夠監(jiān)視系統(tǒng)中各種設備運行狀況并提供設備運行的診斷信息，包括設備故障信息和鏈路故障信息，通過這些診斷信息幫助用戶準確、快速定位故障點。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)自動啟用自愈功能使系統(tǒng)能夠繼續(xù)正常運行，避免局部故障導致整個系統(tǒng)癱瘓。

    總體上看，該系統(tǒng)的核心是一個具有超強背板處理能力的數(shù)字視頻網絡交換矩陣，集中處理來自不同網格傳輸介質的大量壓縮和非壓縮的數(shù)字視頻信號和其它數(shù)據(jù)/語音信號，并通過標準總線實現(xiàn)數(shù)字矩陣之間以及數(shù)字矩陣和其他設備之間的互聯(lián)，從而，真正意義上保障了數(shù)字視頻信號網絡傳輸和交換的服務質量。

在智能交通系統(tǒng)的應用
    ITS系統(tǒng)按照功能可以劃分為各個子系統(tǒng)，包括：監(jiān)控類（如：動力環(huán)境監(jiān)控、設備監(jiān)控、視頻監(jiān)控）、管理及控制（如：交通信號控制系統(tǒng)、卡口布控系統(tǒng)）、通信系統(tǒng)（如：呼叫中心、視頻會議系統(tǒng)、車載系統(tǒng)）等。然而不管系統(tǒng)的結構如何劃分，從信號的角度來講，利用BVx系統(tǒng)可以將原先各個功能分離的子系統(tǒng)納入到統(tǒng)一的傳輸平臺中來。

    該系統(tǒng)通過提供多種業(yè)務的透明傳輸通道，實現(xiàn)基于多種不同信號的子系統(tǒng)的有效集成，而對于整個系統(tǒng)來講，最核心的功能在于對于視頻信號的處理。如圖3所示，系統(tǒng)在城市交通監(jiān)控系統(tǒng)中的典型應用:

    接入端可以實現(xiàn)前端各種業(yè)務，并以各種拓撲結構的形式將信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。在交通監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模日益擴大的今天，利用接入端，根據(jù)監(jiān)控點的分布特點采取合理的方式對接入網絡進行規(guī)劃，可以有效地利用傳輸線路、節(jié)省大量的光纖資源。

    該系統(tǒng)的匯聚端機一般安裝在各級分中心和監(jiān)控中心，用于對前端接入的各種信號進行匯聚交換，它具備強大的總線交換功能，提供各種視頻、數(shù)據(jù)、音頻、以太網等結構。用戶通過它即可進行監(jiān)控中心的建設，實現(xiàn)視頻切換、云鏡控制、錄像、字符疊加、數(shù)據(jù)處理、情報發(fā)布、報警聯(lián)動、對講等各種功能。

    與傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)提供網管功能，用戶在中心通過網管軟件即可實現(xiàn)統(tǒng)一的網絡管理和設備狀態(tài)監(jiān)測。當系統(tǒng)運行出現(xiàn)故障或者光纖斷裂的時候，網管軟件可以快捷地確定故障位置。