【安防知識(shí)網(wǎng)】隨著高速公路系統(tǒng)信息化建設(shè)的不斷發(fā)展和完善，交通管理正逐步向網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展。特別是近幾年，高速公路專用通信和監(jiān)控技術(shù)的不斷更新，為高速公路網(wǎng)絡(luò)化、智能化建設(shè)創(chuàng)造了充足和可靠的條件。

        視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為智能化交通管理中最重要的信息平臺(tái)，在高速公路信息化系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。而隨著數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)逐漸顯露出其優(yōu)越性，雖然目前網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)還未取代模擬系統(tǒng)，但其在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中將占據(jù)著愈加重要的位置。而從高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)看來(lái)，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)也將在近幾年內(nèi)超越模擬監(jiān)控系統(tǒng)的份額，并可能逐步取而代之。因此，在當(dāng)前，高速公路模擬監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化改造勢(shì)在必行。

高速公路視頻監(jiān)控應(yīng)用現(xiàn)狀分析
        早期由于高速公路分段投資、分段建設(shè)等原因，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上基本是以單路段作為獨(dú)立的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，一般采取光端機(jī)+視頻矩陣的監(jiān)控模式。但由于其資源無(wú)法實(shí)現(xiàn)共享，在集中收費(fèi)、集中監(jiān)控、集中管理的進(jìn)程中，一些不能滿足要求的設(shè)備面臨淘汰的局面。

        同時(shí)，在一些較長(zhǎng)的路段以及需要各路段向省中心傳送圖像的需求當(dāng)中，光端機(jī)由于傳輸距離有限、占用光纖過(guò)多等問(wèn)題，已經(jīng)不能滿足當(dāng)前眾多高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的需求，為此在前幾年出現(xiàn)了光端機(jī)、網(wǎng)絡(luò)編解碼器混合組網(wǎng)的方式。但隨著分中心、省中心集中監(jiān)控，以及更進(jìn)一步的全程監(jiān)控和向公眾提供圖像的需求逐步提出，混合組網(wǎng)的方式已無(wú)法很好地解決這些需求，無(wú)法為監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展提供完整的解決方案。

        而隨著近幾年來(lái)各省的高速公路路網(wǎng)建設(shè)均已初具規(guī)模，高速公路通信網(wǎng)也已基本形成，因此監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也需要從區(qū)域性、整體性出發(fā)，以全省的高速公路通信網(wǎng)作為整體去構(gòu)建監(jiān)控系統(tǒng)，各路段的監(jiān)控系統(tǒng)都是這個(gè)整體的組成部分；并且需要充分考慮資源的利用效率，使監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的安全性、綜合性、經(jīng)濟(jì)性、可管理性得到最大限度的保障。而網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)以其高度的開(kāi)放性、集成性和靈活性，可為視頻監(jiān)控系統(tǒng)和設(shè)備的整體性能提升創(chuàng)造了必要的條件。同時(shí)，伴隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理能力和存儲(chǔ)容量的迅速提高，以及各種視頻信息處理技術(shù)的出現(xiàn)，使得全網(wǎng)數(shù)字視頻傳輸技術(shù)已逐步進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段，這為實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)數(shù)字化圖像傳輸提供了很好的技術(shù)支持。因此，全網(wǎng)數(shù)字化圖像傳輸、交換是較為適應(yīng)未來(lái)高速公路監(jiān)控領(lǐng)域發(fā)展的解決方案，而其在當(dāng)前的各省高速公路視頻監(jiān)控項(xiàng)目中也已經(jīng)得到更為廣泛的應(yīng)用和認(rèn)可。[nextpage]

數(shù)字化視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用
        現(xiàn)階段，高速公路數(shù)字化視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)主要采用兩種解決方案：數(shù)字化非壓縮視頻傳輸平臺(tái)及數(shù)字化壓縮視頻傳輸系統(tǒng)。

        由國(guó)內(nèi)一些光端機(jī)廠家推出的數(shù)字化非壓縮視頻傳輸平臺(tái)，即通常意義上的光矩陣平臺(tái)，它是集業(yè)務(wù)接入、光纖傳輸、信號(hào)交換及業(yè)務(wù)管理于一體的綜合性業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)，其采用非壓縮傳輸以保證視頻傳輸質(zhì)量，并在一定程度上滿足了高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的需求。但是光矩陣在本質(zhì)上仍可被看作是數(shù)字非壓縮光端機(jī)+矩陣的結(jié)合產(chǎn)物，因此，該系統(tǒng)圖像接入容量有限，在單點(diǎn)同時(shí)多路上傳方面依然存在技術(shù)瓶頸，同時(shí)由于沒(méi)有統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)，各廠家的設(shè)備難以兼容，使得系統(tǒng)更加封閉，給整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的擴(kuò)容升級(jí)帶來(lái)了很大的不便；在多個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)時(shí)，還需要運(yùn)用數(shù)字視頻壓縮編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻的資源共享。因此，數(shù)字化非壓縮視頻傳輸技術(shù)僅可看作是模擬系統(tǒng)向數(shù)字化過(guò)渡、升級(jí)的一個(gè)解決方案。

        而數(shù)字壓縮視頻傳輸方案通常是采用視頻編解碼器+傳輸網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)交換機(jī)、工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)、EPON組網(wǎng)）的模式，在系統(tǒng)中，每一路圖像對(duì)應(yīng)一個(gè)視頻編碼器，其將圖像數(shù)字化并壓縮為視頻數(shù)據(jù)流，同時(shí)運(yùn)用視頻以太網(wǎng)交換機(jī)匯聚若干視頻編碼器信號(hào)，通過(guò)SDH將各站的數(shù)字視頻信號(hào)傳輸至監(jiān)控中心的三層以太網(wǎng)交換機(jī)。其采用標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字視頻壓縮技術(shù)，兼容性較好；采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)方式接入，組網(wǎng)更方便靈活，易于系統(tǒng)升級(jí)擴(kuò)容及實(shí)現(xiàn)多級(jí)共享。但大流量的視頻流極大地占用了通信系統(tǒng)的帶寬，而隨著系統(tǒng)不斷增大，需要增加更高帶寬的SDH設(shè)備，使得系統(tǒng)建設(shè)成本大為增加。同時(shí)，數(shù)字壓縮視頻傳輸系統(tǒng)面向的是以太網(wǎng)，而非各種業(yè)務(wù)應(yīng)用，系統(tǒng)容量及視頻傳輸質(zhì)量較依賴于以太網(wǎng)的傳輸質(zhì)量和容量，從而無(wú)法提供針對(duì)業(yè)務(wù)的QoS保證，其視頻質(zhì)量及網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性一直得不到有效突破。

        那么，有沒(méi)有更好的既能夠保證數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)遠(yuǎn)距離監(jiān)控與任意擴(kuò)展，支持任意網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在全網(wǎng)視頻統(tǒng)一管理與后臺(tái)的靈活應(yīng)用的同時(shí)，又保證視頻傳輸質(zhì)量及網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、支持多業(yè)務(wù)集成的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化視頻傳輸系統(tǒng)呢？在目前的市場(chǎng)中，已經(jīng)出現(xiàn)了新一代的數(shù)字視頻綜合接入設(shè)備——綜合業(yè)務(wù)光傳輸網(wǎng)。

綜合業(yè)務(wù)光傳輸網(wǎng)
        從功能上看，綜合業(yè)務(wù)光傳輸網(wǎng)是基于光纖，實(shí)現(xiàn)高速監(jiān)控各業(yè)務(wù)信號(hào)的接入、傳輸、交換、管理等于一體，并能保證其性能指標(biāo)和穩(wěn)定性的專業(yè)化多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)。在應(yīng)用上，其主要由遠(yuǎn)端接入設(shè)備ONU/OMU及局端光接收及交換設(shè)備OLT組成。[nextpage]

系統(tǒng)介紹
        隨著高速公路對(duì)安全、服務(wù)質(zhì)量要求的不斷提高，外場(chǎng)設(shè)備會(huì)越來(lái)越多，這就要求系統(tǒng)可滿足包括收費(fèi)監(jiān)控、外場(chǎng)監(jiān)控等存在的大量業(yè)務(wù)接入需求，并同時(shí)保障視頻的傳輸質(zhì)量以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)主要包括遠(yuǎn)端接入設(shè)備ONU/OMU、局端光接收交換設(shè)備OLT和后端監(jiān)控管理平臺(tái)（見(jiàn)圖1）。


        ONU/OMU主要完成各監(jiān)控點(diǎn)視頻信號(hào)、音頻、報(bào)警開(kāi)關(guān)量、各種低速數(shù)據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)等接入。ONU/OMU可根據(jù)不同的監(jiān)控點(diǎn)分布情況因地制宜地采用相應(yīng)的接入方式。

        OLT采用插卡式設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行配置。光接收卡接收前端采用不同接入方式傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)，其具備標(biāo)準(zhǔn)FE、GE接口，在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)下可實(shí)現(xiàn)更高安全性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（如NAS、SAN等）；根據(jù)需要配置解碼卡將IP數(shù)字信號(hào)還原為模擬圖像，同時(shí)輸出到電視墻，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)內(nèi)各主要部位的實(shí)時(shí)監(jiān)控；可配置視頻編解碼卡，對(duì)站內(nèi)及周邊監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行模擬信號(hào)直接接入；并通過(guò)中心交換與控制卡，完成對(duì)系統(tǒng)配置。[nextpage]

        后端監(jiān)控管理平臺(tái)包括視頻管理服務(wù)器、UMS網(wǎng)管服務(wù)器。視頻管理服務(wù)器可對(duì)前端設(shè)備進(jìn)行集中的管理和控制，并可對(duì)分布在各區(qū)域的存儲(chǔ)終端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程集中管理，用戶只需在一臺(tái)客戶端上就可以對(duì)整網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行批量配置下發(fā)、遠(yuǎn)程升級(jí)、遠(yuǎn)程操作、業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)等操作，另針對(duì)不同的用戶可采用區(qū)域管理、用戶管理和云臺(tái)控制沖突管理等多種權(quán)限管理模式。而UMS網(wǎng)管系統(tǒng)則是基于SNMP協(xié)議進(jìn)行設(shè)置，提供人性化的人機(jī)交互結(jié)界面，支持系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、對(duì)任意節(jié)點(diǎn)進(jìn)行配置、系統(tǒng)各種業(yè)務(wù)狀態(tài)報(bào)警等功能。

系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)
        綜合業(yè)務(wù)光傳輸網(wǎng)結(jié)合SDH光纖通訊網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化和高可靠性的特點(diǎn)，同時(shí)具有靈活交換、共享等優(yōu)勢(shì)。其采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，基于開(kāi)放的協(xié)議，兼容性強(qiáng)、易于擴(kuò)展；其面向視頻、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、狀態(tài)報(bào)警、對(duì)講、以太網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)，基本涵蓋視頻監(jiān)控領(lǐng)域中各類業(yè)務(wù)接入，極大地簡(jiǎn)化用戶組網(wǎng)的復(fù)雜程度；采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利的帶寬預(yù)留傳輸、交換技術(shù)，對(duì)各節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬進(jìn)行統(tǒng)一控制，有效地保證在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)堵塞、丟包，保障各業(yè)務(wù)傳輸質(zhì)量；采用光纖自愈環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其快速倒換的特點(diǎn)向客戶提供了“永不停頓”的服務(wù)以及最大的網(wǎng)絡(luò)可用性；采用標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)網(wǎng)管功能，基于標(biāo)準(zhǔn)SNMP協(xié)議進(jìn)行設(shè)計(jì)，提供人性化的人際交互界面，使其安裝配置及后期維護(hù)更加方便。其通過(guò)提供針對(duì)不同業(yè)務(wù)的以太網(wǎng)QoS保證，并以其高質(zhì)量、高可靠得傳輸效果及靈活的接入、組網(wǎng)方式，很好地滿足了高速公路視頻監(jiān)控領(lǐng)域的實(shí)際需求。

多業(yè)務(wù)接入
        針對(duì)高速公路多業(yè)務(wù)接入應(yīng)用需求，通過(guò)光纖將監(jiān)控系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)接入、傳輸、交換、管理等系統(tǒng)結(jié)合于一體。在全光網(wǎng)、高可靠傳輸?shù)幕A(chǔ)上，單體設(shè)備可實(shí)現(xiàn)數(shù)字視頻、音頻、報(bào)警開(kāi)關(guān)量、各種低速數(shù)據(jù)、對(duì)講、VoIP等信號(hào)通過(guò)以太網(wǎng)接入傳輸。

組網(wǎng)靈活
        支持多種視頻接入模式，包括遠(yuǎn)端ONU光纖接入、本地視頻模擬接入，以及編解碼器網(wǎng)絡(luò)接入等。其組網(wǎng)方式靈活，可組成星型、鏈型、環(huán)網(wǎng)、相切環(huán)網(wǎng)和多種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。UTN支持單纖自愈環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其業(yè)務(wù)倒換時(shí)間小于30ms，有效保證全網(wǎng)傳輸?shù)陌踩煽俊?br>
標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放的IP架構(gòu)
        整體采用基于開(kāi)放協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，兼容性強(qiáng)，易于擴(kuò)展。其數(shù)據(jù)接入與交換均采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)協(xié)議，高速互換，同時(shí)又具有專網(wǎng)的傳輸交換性能。其前端設(shè)備可接入任何廠家的視頻編解碼器，兼容性強(qiáng)；中心光接收設(shè)備OLT具備標(biāo)準(zhǔn)的FE/GE接口，在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)下，可實(shí)現(xiàn)更高安全性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以及系統(tǒng)擴(kuò)展級(jí)聯(lián)，同時(shí)具備數(shù)據(jù)流量監(jiān)測(cè)、隔離外網(wǎng)廣播風(fēng)暴等功能，保證聯(lián)網(wǎng)后系統(tǒng)的安全性。[nextpage]

帶寬預(yù)分配
        采用基于TDM的以太網(wǎng)接入網(wǎng)傳輸技術(shù)，針對(duì)不同業(yè)務(wù)應(yīng)用預(yù)先分配網(wǎng)絡(luò)資源，同時(shí)采用非協(xié)議的傳輸模式，可與各種網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)設(shè)備進(jìn)行最簡(jiǎn)單的物理層互聯(lián)。系統(tǒng)為各種節(jié)點(diǎn)分配專用帶寬，并對(duì)各級(jí)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)傳輸進(jìn)行控制，使各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)在其專用傳輸通道內(nèi)進(jìn)行傳輸，可有效保證在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)路堵塞、丟包現(xiàn)象，保障視頻圖像傳輸質(zhì)量。同時(shí)UTN構(gòu)建獨(dú)特的雙環(huán)傳輸結(jié)構(gòu)，將高速以太網(wǎng)通道數(shù)據(jù)流及低速率業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分別傳輸以提供針對(duì)不同業(yè)務(wù)的以太網(wǎng)QoS保證。如高速公路中需要高實(shí)時(shí)性的PLC控制信號(hào)、信息發(fā)布數(shù)據(jù)等采用專用低速數(shù)據(jù)環(huán)進(jìn)行非壓縮傳輸，有效保障信息傳輸及時(shí)性。

大容量業(yè)務(wù)接入、交換
        具備大容量的業(yè)務(wù)交換能力，其采用高品質(zhì)的IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控流的交換處理，具備無(wú)限擴(kuò)展能力。OLT單機(jī)箱背板交換能力最大可達(dá)到40G，完全滿足高速公路視頻監(jiān)控發(fā)展需求。

高質(zhì)量視頻傳輸
        系統(tǒng)全網(wǎng)只需要進(jìn)行一次模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換，采用標(biāo)準(zhǔn)H.264視頻編碼協(xié)議。同時(shí)支持雙碼流技術(shù)，可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件靈活配置。

強(qiáng)大的網(wǎng)管能力
        可實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)網(wǎng)管功能，其網(wǎng)管系統(tǒng)基于標(biāo)準(zhǔn)SNMP協(xié)議進(jìn)行設(shè)計(jì)，提供人性化的人際交互界面，可以在任意一節(jié)點(diǎn)接入，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行管理和監(jiān)控，操作簡(jiǎn)單快捷，賦予用戶輕松便捷的使用體驗(yàn)。它還支持UTN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)；可配置各種業(yè)務(wù)狀態(tài)報(bào)警、故障自動(dòng)告警GIS地圖功能；支持網(wǎng)管對(duì)系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行配置。

靈活方便的管理模式
        系統(tǒng)融合了IP數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)便于管理的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)視頻管理服務(wù)器可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有監(jiān)控設(shè)備及監(jiān)控業(yè)務(wù)的智能化管理。其徹底改變了傳統(tǒng)監(jiān)控只能依靠人工進(jìn)行系統(tǒng)管理和維護(hù)的局面，通過(guò)視頻管理服務(wù)器不僅可以對(duì)前端設(shè)備進(jìn)行集中的管理和控制，還可以對(duì)分布在各區(qū)域的存儲(chǔ)終端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的集中管理。同時(shí)，系統(tǒng)還支持分級(jí)分域管理、用戶權(quán)限管理、設(shè)備批量配置等。

結(jié)語(yǔ)
        “智能交通”將是高速公路未來(lái)的發(fā)展目標(biāo)，高速公路現(xiàn)行的或?qū)?lái)可能出現(xiàn)的所有解決方案必將走向融合，所有可能出現(xiàn)的業(yè)務(wù)都必將在一個(gè)統(tǒng)一、高效、智能、便于管理和具有充分安全保障的平臺(tái)上進(jìn)行傳輸，在中心進(jìn)行控制和管理；各種終端走向標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，網(wǎng)絡(luò)也將嚴(yán)格按照接入層、傳輸層、處理層和應(yīng)用層進(jìn)行劃分——網(wǎng)絡(luò)化已成為高速公路監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

        但可以看出，目前不管是光矩陣的傳輸方式，還是基于以太網(wǎng)交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，在視頻監(jiān)控應(yīng)用中都存在著各自的局限性，導(dǎo)致在實(shí)際的聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中都不盡如人意。而綜合業(yè)務(wù)光傳輸網(wǎng)作為一種全新的數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)，將各業(yè)務(wù)信號(hào)的接入、傳輸、交換、管理等于一體，彌補(bǔ)了以往方案的各種技術(shù)缺陷，以先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)計(jì)理念構(gòu)建了新一代的大型數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控傳輸平臺(tái)，為高速公路用戶提供了一種更標(biāo)準(zhǔn)、更優(yōu)質(zhì)可靠、更符合實(shí)際應(yīng)用需求的真正光纖傳輸平臺(tái)。