【安防知識網(wǎng)】本文以某壯族苗族自治州下轄的某個(gè)縣為例，詳述光匯聚光端機(jī)在平安城市中的應(yīng)用，希望給讀者以啟示。

        隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城鎮(zhèn)建設(shè)速度的加快，導(dǎo)致城市人口密集、流動人口增加，引發(fā)了種種城市建設(shè)中的交通、社會治安、重點(diǎn)區(qū)域防范等城市管理問題，特別是近幾年社會治安問題愈加復(fù)雜，各級政府更加重視開展“平安城市”建設(shè)。而隨著“平安城市”建設(shè)的逐步推進(jìn)，其發(fā)揮的作用也越來越大，它為構(gòu)建社會主義和諧社會起著保駕護(hù)航的作用?！捌桨渤鞘小苯ㄔO(shè)的核心就是建設(shè)現(xiàn)代化、智能化的城市圖像監(jiān)控系統(tǒng)。

        目前，“平安城市”建設(shè)項(xiàng)目中信號傳輸主要有光纖傳輸、無線微波傳輸、IP網(wǎng)絡(luò)傳輸和復(fù)合型傳輸四種解決方案。其中以光端機(jī)為傳輸設(shè)備的光纖傳輸系統(tǒng)，因其高帶寬、長距離、抗干擾性強(qiáng)，無電磁輻射、性價(jià)比高等優(yōu)勢，成為了“平安城市”建設(shè)項(xiàng)目中主要的傳輸方式。

“平安城市”的特點(diǎn)及傳統(tǒng)的光纖傳輸方案 
        在“平安城市”建設(shè)中，由于城市治安監(jiān)控采用大范圍分片布點(diǎn)，區(qū)域網(wǎng)格式監(jiān)控等監(jiān)控要求，決定了在工程設(shè)計(jì)和實(shí)施中，存在以下兩個(gè)重要的特點(diǎn)：

·監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量多、分布范圍廣，且散亂無序；
·單點(diǎn)視頻數(shù)少，大部分監(jiān)控點(diǎn)只有1、2路視頻。

        本文只討論前端監(jiān)控點(diǎn)到各監(jiān)控分中心的傳輸問題，不涉及各監(jiān)控分中心之間及與監(jiān)控中心間的聯(lián)網(wǎng)問題。在傳統(tǒng)解決方案中，一般有兩種方法：

        第一是采用單纖方式將分散的監(jiān)控視頻點(diǎn)對點(diǎn)的上傳至監(jiān)控中心（見圖1）。此模式雖然能有效的解決高清晰的實(shí)時(shí)傳輸問題，但是平安城市項(xiàng)目都是租用裸纖服務(wù)，光纖用量大造成了資源利用率極低，使得系統(tǒng)的造價(jià)居高不下。[nextpage]

        第二種是先利用單纖方式將分散的監(jiān)控視頻點(diǎn)對點(diǎn)的上傳輸?shù)揭粋€(gè)交聚箱，再用大路數(shù)光端機(jī)背靠背式上傳至監(jiān)控中心（見圖2）。此模式雖然可以大大節(jié)約主干光纖的使用量，但相對第一種方式在交聚箱處，視頻在進(jìn)行一次光電/數(shù)模及模數(shù)/電光的轉(zhuǎn)換，視頻質(zhì)量存在一定程度的降低。

        在光端機(jī)需求量最大的“平安城市”領(lǐng)域中，點(diǎn)對點(diǎn)光端機(jī)傳輸模式是現(xiàn)有的最成熟和最可靠的組網(wǎng)方式，其也是目前較多“平安城市”建設(shè)項(xiàng)目采用的組網(wǎng)方式。但是點(diǎn)對點(diǎn)光端機(jī)的工作方式只能一點(diǎn)對一點(diǎn)，在“平安城市”建設(shè)項(xiàng)目中只能組成星型傳輸網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的監(jiān)控信號都要通過獨(dú)立光纖傳輸?shù)剿牨O(jiān)控中心，而隨著項(xiàng)目的規(guī)模越大，占用的光纖資源就會越多，此組網(wǎng)方式就會非常浪費(fèi)光纖。[nextpage]

        “背靠背光端機(jī)”的組網(wǎng)方式比較節(jié)省光纖，但是會帶來系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量增加，給日常維護(hù)、管理帶來極大不便，同時(shí)過多光電/數(shù)模及模數(shù)/電光的轉(zhuǎn)換，視頻質(zhì)量存在一定程度的降低，因此也不是最符合“平安城市”建設(shè)項(xiàng)目的組網(wǎng)方式。

        針對以上情況，在“平安城市”建設(shè)項(xiàng)目中，推出更貼合“平安城市”建設(shè)項(xiàng)目需求的傳輸系統(tǒng)需要解決兩個(gè)問題：有效節(jié)省光纖資源；保證視頻傳輸質(zhì)量同時(shí)降低系統(tǒng)建設(shè)成本。對此，采用“光匯聚光端機(jī)”的傳輸解決方案，以全面解決前端監(jiān)控點(diǎn)至監(jiān)控中心的視頻傳輸問題。

光匯聚光端機(jī)的組成 
        光匯聚光端機(jī)是將一定范圍內(nèi)分布比較分散的多個(gè)（不超過8個(gè)）監(jiān)控點(diǎn)通過光纖進(jìn)行匯聚，再將多路光纖上承載的傳送數(shù)據(jù)經(jīng)光聚整合處理后直接采用一個(gè)波長在一芯光纖中進(jìn)行傳輸，中心只需一臺普通接收機(jī)即可。同時(shí)，其還可以在中心將控制數(shù)據(jù)分發(fā)給各個(gè)分散節(jié)點(diǎn)機(jī)以達(dá)到控制的目的。（其系統(tǒng)連接圖如圖3）。

        光匯聚光端機(jī)由前端發(fā)射端、中間匯聚端、后端接收端三部分組成。

        前端發(fā)射端為模擬轉(zhuǎn)數(shù)字再轉(zhuǎn)光信號的部分，也就是我們常說的調(diào)制部分，把模擬的視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再通過CPLD再把數(shù)字信號調(diào)制成光信號在光纖上傳輸。其前端發(fā)射端支持1、2、4路視頻模塊，可根據(jù)監(jiān)控點(diǎn)具體分布情況任意配置以適應(yīng)不同需求，比如8×1（8個(gè)不同方向、各1路視頻），4×2（4個(gè)方向、各2路視頻），1×4（1個(gè)方向4路視頻）＋1×2（1個(gè)方向2路視頻）＋2×1（2個(gè)方向各1路視頻）或其它混合組網(wǎng)方式。同時(shí)可支持控制數(shù)據(jù)、語音、報(bào)警等信號接入。

        匯聚端采用自主開發(fā)的TDMOR技術(shù)，將多路光纖上承載的傳送數(shù)據(jù)經(jīng)光匯聚整合后直接采用一個(gè)光波長在一芯光纖上傳輸至后端接收模塊。匯聚端支持2~8個(gè)光接口接入，根據(jù)前端發(fā)射端視頻模塊型號、數(shù)量的不同進(jìn)行具體配置。使視頻接入層在全光環(huán)境下實(shí)現(xiàn)多路視頻信號的匯聚，無須進(jìn)行光電/數(shù)模及模數(shù)/電光的轉(zhuǎn)換，可有效保證視頻傳輸質(zhì)量。[nextpage]

        接收部分是把前面匯聚過來的信號，用接收的光模塊把光信號接收過來，通過CPLD把光信號還原成數(shù)字信號，數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出。中心接收端根據(jù)具體情況可選4路、8路視頻輸出。

        光匯聚光端機(jī)傳輸方式與上述的采用“背靠背光端機(jī)”傳輸結(jié)構(gòu)類似，但中間匯聚處少了數(shù)模及模數(shù)兩級轉(zhuǎn)換，其實(shí)現(xiàn)了全光網(wǎng)的傳輸，在節(jié)省光纖資源的同時(shí)，有效地保證了視頻的高質(zhì)量傳輸要求。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與“平安城市”的建設(shè)需求相吻合，能有效地解決光纖資源不足、前端監(jiān)控點(diǎn)分布復(fù)雜、監(jiān)控點(diǎn)接入路徑多樣化、監(jiān)控點(diǎn)隨時(shí)增加或調(diào)整等多方面難題。其在組網(wǎng)形態(tài)、光纖資源、視頻質(zhì)量、可靠性等諸多方面具有無可比擬的優(yōu)越性，形成一種全新的視頻接入層傳輸解決方案。

光匯聚光端機(jī)的應(yīng)用 
        某壯族苗族自治州下轄8個(gè)縣，面積3.22萬平方公里，總?cè)丝谶_(dá)300萬人。伴隨著社會主義市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會改革的不斷深入，人民生活水平的進(jìn)一步提高，該州各縣城鎮(zhèn)化率、人口規(guī)模、城市范圍均逐步增長，但城市功能卻還不完善，各類社會治安、刑事犯罪案件日益增多，不同程度地危害著群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，影響了社會的和諧穩(wěn)定。因此，該州政府實(shí)施了在各縣城和重點(diǎn)旅游景區(qū)的車站、碼頭、交通十字路口、公共場所、案件多發(fā)地段等地點(diǎn)安裝監(jiān)控設(shè)備，實(shí)施集中規(guī)范管理的“平安城市”工程的建設(shè)。

        下面以其中一個(gè)縣的情況來作說明。系統(tǒng)采用模擬數(shù)字相結(jié)合的模式，前端監(jiān)控點(diǎn)的視頻經(jīng)光纖全部傳輸至縣的電信機(jī)房，再經(jīng)過編碼后通過專網(wǎng)向外發(fā)送?？h公安局為主監(jiān)控中心，對所有視頻均有權(quán)瀏覽、切換、控制以及對錄像資料進(jìn)行調(diào)?。慌沙鏊鶆t只對管轄的范圍監(jiān)控點(diǎn)視頻有權(quán)進(jìn)行瀏覽及控制；州公安局為上級管理部門，了解各縣的治安狀況、協(xié)調(diào)指揮縣公安局的工作是其工作重點(diǎn)，所以州公安局的權(quán)限最高，有權(quán)對全州各縣的視頻瀏覽、切換、控制以及對錄像資料進(jìn)行調(diào)取。

        按網(wǎng)格化的劃分，整個(gè)縣城被分成16個(gè)監(jiān)控片區(qū)，各個(gè)片區(qū)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)從6個(gè)至24個(gè)不等，共有監(jiān)控點(diǎn)226個(gè)。覆蓋了縣城的所有進(jìn)出交通要道、主要街道、政府機(jī)關(guān)及學(xué)校周邊等重要場所。

        項(xiàng)目立項(xiàng)之初為點(diǎn)對點(diǎn)式的傳輸方案，即各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)與電信機(jī)房之間均需要一芯光纖來傳輸視頻及控制信號。電信雖然在各監(jiān)控片區(qū)已有光纜及光纖接入箱，但由于視頻監(jiān)控均為租用裸纖服務(wù)，所以光纖的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，需要重新鋪設(shè)光纜。工期及成本都超出了政府預(yù)算。在項(xiàng)目的深化設(shè)計(jì)階段，根據(jù)監(jiān)控點(diǎn)的分布特點(diǎn)，向業(yè)主推薦了以光匯聚為主、點(diǎn)對點(diǎn)為輔的傳輸方案，并最終得到了業(yè)主的認(rèn)可。

        首先對監(jiān)控點(diǎn)的按光纖路由進(jìn)行劃分，將電信機(jī)房周邊以及沒有電信主干光纜到達(dá)的監(jiān)控點(diǎn)歸于一類，利用點(diǎn)對點(diǎn)光端機(jī)直將視頻傳輸至電信機(jī)房。而對于大部分遠(yuǎn)離機(jī)房的但有主干光纜的監(jiān)控點(diǎn)，則采用光匯聚前端機(jī)將附近范圍內(nèi)所有監(jiān)控點(diǎn)集中到電信主干光纜交聚箱。這樣只需要鋪設(shè)監(jiān)控點(diǎn)到交聚箱之間的光纖，然后在交聚箱中配備一臺或多臺中間匯聚端將前端光信號聚合在一起，利用已有的主干光纜將中間匯聚端光信號傳輸回電信機(jī)房。系統(tǒng)共有點(diǎn)對點(diǎn)光端機(jī)18對，匯聚前端發(fā)射機(jī)162臺，中間匯聚端31臺，后端接收端31臺（系統(tǒng)組網(wǎng)圖如圖4）。[nextpage]

        通過采用光匯聚光端機(jī)，系統(tǒng)的光纖使用量相對全部采用點(diǎn)對點(diǎn)傳輸方式節(jié)約了近70%，極大的提高了光纖利用率，降低了系統(tǒng)造價(jià)。同時(shí)采用全光網(wǎng)環(huán)境傳輸，視頻質(zhì)量高，達(dá)到廣播級，與數(shù)字非壓縮點(diǎn)對點(diǎn)傳輸圖像完全一致，完全實(shí)時(shí)傳輸；其適用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)。對集中圖像、分散圖像和準(zhǔn)集中圖像的傳輸都能很好的適應(yīng)；可擴(kuò)展性好，圖像路數(shù)在系統(tǒng)允許范圍內(nèi)可隨意擴(kuò)展；性價(jià)比高，比采用傳統(tǒng)采用CWDM匯聚模式系統(tǒng)大大節(jié)約建設(shè)成本；有完善的網(wǎng)管系統(tǒng)，可以對整個(gè)鏈路設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，及時(shí)準(zhǔn)確判斷設(shè)備故障原因，極大的節(jié)省了維護(hù)成本。

        該系統(tǒng)目前已穩(wěn)定運(yùn)行超過一年，協(xié)助公安機(jī)關(guān)破獲了多起道路交通肇事逃逸案，為有效防范和打擊違法犯罪發(fā)揮了重要作用，得到公安部門的高度評價(jià)。（本文作者劉小斌現(xiàn)任深圳市諾龍實(shí)業(yè)有限公司技術(shù)部副經(jīng)理）