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解決方案

節點光端機在高速公路監控解決方案

2017-09-21 15:43:30 htcview 229

  一、高速公路監控系統前景展望

  自1988年中國第一條高速公路——全長15.9公里的滬嘉高速公路建成通車以來,中國高速公路建設開始向世界前列高速發展,截止2008年年底全國高速公路通車總里程達到6.03萬公里,居世界第二位,僅去年一年就新修通高速公路6433公里。按照2005年公布的高速公路網發展規劃,中國正在全力以赴地加快國家高速公路網主骨架建設,到2020年,基本建成國家高速公路網,屆時,中國高速公路通車總里程將達10萬公里,對安防廠商和工程商來說這無疑蘊藏著具大的商機。中國高速公路監控系統從無到有、從小到大、從模仿國外到完全自行設計并制定適合我國的相關標準,取得了相當大的成績。隨著高速公路建設里程的日益增長,對高速公路管理要求的不斷提高,收費管理、數據通信、圖像監控已經是現代化高速公路建設中不可缺少的一部分。

  二、高速公路監控系統的特殊性

  與典型的閉路電視監控系統不同,高速公路設置的監控點比較分散,前端監控設備分布在高速公路長距離沿線上,并且環境條件相對復雜,前端設備對野外惡劣環境的適應性要求極高。由于視頻傳輸距離遠,對傳輸質量同樣提出較高的要求。因此,高速公路視頻監控系統與常規閉路電視監控系統的重要區別集中在對前端監控點設備的技術條件和信號傳輸兩項關鍵技術的解決方案上。

  鑒于高速公路監控系統的特殊性,光纖成了高速公路監控系統的首選傳輸介質,從而使光端機在高速公路監控系統中有著不可忽略的作用。在以往的高速公路監控系統中,使用較多的是傳統的數字視頻光端機,也就是點對點光端機。這種光端機有明顯的性價比優勢,但由于高速公路監控系統的特殊性,使用點對點光端機有很大的弊端,前端每個監控點都必須鋪設一根光纖到監控中心,隨著公路里程的增長,監控點數的增多,使得工程中光纖的數量也將大大增加,工程造價也隨之水漲船高。

  目前高速公路項目中對視頻信號的監控和管理自下而上可分為以下幾層:

  1、收費站:屬于收費監控系統,各收費站把本地的視頻、音頻、開關量、數據等信號通過電纜或光纜傳輸到收費站管理室,各收費站各自對這些信號進行監控和管理。同時各收費站還根據實際需求選擇部分圖像、音頻等信號上傳到路段監控分中心。

  2、路段監控分中心:一條高速公路通常設置一個或多個路段監控分中心,它們分別對某一路段進行統一監控和管理。需要傳輸的信號主要有路段中各隧道內的視頻圖像,重要路段的監控圖像,各收費站根據路段監控分中心要求選擇上傳的圖像等信號。

  3、區域監控中心:根據具體地域情況,有時可以把多條高速公路劃分為一個片區來統一管理,設置區域監控中心。區域監控中心根據實際情況對所轄的幾條高速公路的路段監控分中心上傳的圖像進行統一監控和管理。

  4、省中心:各省高速公路管理局對省內所有的高速公路進行統一監控、管理和調度。各片區監控中心將自己所轄區域內的視頻信號有選擇地上傳到省中心,由省中心統一監控和管理。隨著高速公路管理要求的不斷提高,收費管理、數據通信圖像監控已經是現代化高速公路建設中必不可少的一個部分。從目前國內大部分的高速公路現況來看,幾乎80%的公路沿線都已經具有了光纖傳輸線路,因此,怎樣合理利用原有的光網絡進行圖像傳輸,節約現有光纖資源成為了高速機電項目研究的新課題。近年來,光纖傳輸技術在高速公路監控、收費系統和其他一般監控系統中得到了非常廣泛的應用,人們對光通信以及光端機越來越熟悉,而且光纖通信技術越來越成熟,光端機的廣泛運用都讓監控系統越來越得到重視和應用。隨著計算機技術、圖像處理技術、通訊技術、控制技術的發展,以太網技術和總線技術突破了原有的技術瓶頸,使高速公路等監視與控制系統高速信息共享成為可能,并在很多項目上給予實現。

  三、光端機的優勢:光纖傳輸系統具有容量大、傳輸距離遠、抗干擾性強等優勢,在通信傳輸方面有著不可替代的地位。光纖通訊容量大,理論可利用帶寬可達50000GHz,無中繼傳輸距離可達100 公里。由于光纖傳輸具有損耗低、頻帶寬、容量大、信號質量好的特點,使用光纜組網可以減少鏈路上的放大器和供電環節,使信號的傳輸質量及系統的可靠性大為提高。而且光纖傳輸還具有抗電磁干擾、無電磁泄漏、穩定性高等優點。從目前高速公路機電工程中的視頻圖像監控系統的組網方式看,光纖傳輸方式是高速公路視頻圖像監控傳輸系統的最佳選擇。因此一種特殊的傳輸設備:光端機應運而生了。光端機是一種光纖通信設備,它是將所要傳輸的圖像、語音以及數據信號進行數字化處理,再將這些數字信號進行復用處理,使多路低速的數字信號轉換成一路高速信號,并將這一信號轉換成光信號。在接收端將光信號還原成電信號,還原的高速信號分解出原來的多路低速信號,最后再將這些數據信號還原成圖像、語音以及數據信號。節點光端機是光端機中的高端產品,它能夠在一條光纖上插入多達16 個接入點。節點光端機(簡稱節點機)的出現,給高速公路的全程圖像監控系統提供了可靠的傳輸通道。

  節點機傳輸技術簡介

  節點式光端機又稱總線型光端機,其更準確的定義是采用單/雙纖鏈路式組網形式的圖像傳輸系統,也被稱為鏈路式光端機。10 節點級聯型光端機采用1.25G光傳輸平臺,在一芯光纖上可同時傳送10 路視頻信號,支持節點數至少10 個,級聯式光端機遠端設備可接入1——4 路視頻信號,局端設備可實時輸出10 路視頻。級聯型光端機采用模塊化設計方式,支持功能擴展。每個遠端機單個機盤上可以提供2 路RS-485/422 共享數據,以及2 路獨立通道點到點數據/音頻信號。同時,每個遠端機和局端機都可以通過增加音頻/數據擴展盤的方式傳輸更多路數音頻、數據、開關量等信號。級聯型光端機遠端設備可以選配光鏈路保護機盤,能自動隔離故障節點,確保其它節點機正常工作。級聯型光端機可以安裝網管插件,實現遠端機和局端機網管功能。兩種技術TDM和ADM的結合應用, 可以解決長距離傳輸,但容量偏小,最多只能傳輸16 路視頻信號。WDM 中的ADM 可以解決大容量問題,最大可傳輸128 路視頻信號,如果能將兩種技術結合起來應用,就有可能提供一個較完善的解決方案。

  采用數字級聯技術具有如下優點:

  1、全程數字非壓縮視頻傳輸,視頻質量高,達到廣播級,與數字非壓縮點對點傳輸圖像完全一致。

  2、完全實時傳輸,沒有壓縮圖像傳輸的延時問題。

  3、系統傳輸容量大,采用1.25G 傳輸系統,一芯光纖可傳輸72 路圖像,采用2.5G 傳輸系統一芯光纖可傳輸128 路圖像。

  4、適用范圍廣,適應性強。對集中圖像、分散圖像和準集中圖像的傳輸都能很好的適應

  5、可擴展性好,圖像路數增加非常方便。

  6、節省光纖資源,比點對點傳輸系統大大節省了光纖芯數

  7、性價比高,比采用壓縮視頻的環網傳輸系統大大節約建設成本

  8、可靠性高,具有節點斷電光鏈路保護功能,某個節點斷電不會影響其余節點的傳輸

  9、有完善的網管系統,可以對整個鏈路設備進行統一管理,及時準確判斷設備故障原因,極大的節省了維護成本

  四、光纖的傳輸系統組成:光纖監控、通信系統都是以光波作為載波,以光纖作為傳輸媒介的監控以及通信系統。光纖傳輸系統由光發射機、光接收機、光中繼器、光纖連接器及耦合器的無源器件等五個部分組成。光端機是光纖通信系統的核心設備,光端機分為發射機和接收機,它們的性能直接影響整個監控以及通信系統的傳輸質量。光纖傳輸系統中對來自信息源的信號傳送到發送端的光端機,光發射機則是將光源通過電信號調制成光信號,輸入光纖傳輸至遠方;綜合布線中長飛光纖光纜的終端盒與光纖耦合器在的光纖熔接,接收端的光端機內有光檢測器將來自光纖的光信號還原成電信號,經放大、整形、再生后恢復還原輸出。一般都能完成幾十公里甚至上百公里的圖像以及相關信號傳輸。

  光纖傳輸系統中各部分的功能作用:

  (1)發射機:發射機是實現電/光信號轉換的光端機。它由光源、驅動器和調制器組成。其功能是將來自于信號源(視頻、音頻或控制數據等)的電信號對光源發出的光波進行調制,成為已調光波,然后再將已調的光信號耦合到光纖去傳輸。

  (2)接收機:光接收機是實現光/電轉換的光端機。它由光檢測器和光放大器組成。其功能是將光纖或光纜傳輸來的光信號,經光檢測器轉變為電信號(視頻、音頻或控制數據等),然后,再將這微弱的電信號經放大電路放大到足夠的電平,送到用戶接收端去。

  (3)光纖或光纜:光纖或光纜構成光的傳輸通路。其功能是將發射端發出的已調光信號,經過光纖或光纜的遠距離傳輸后,耦合到接收端的光檢測器上去,完成傳送信息任務。

  (4)中繼器:中繼器由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個:一個是補償光信號在光纖中傳輸時受到的衰減;另一個是對波形失真的脈沖進行校正。

  (5)光纖連接器、耦合器等無源器件:由于光纖或光纜的長度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制,且光纖的拉制長度也是有限度的(如1Km)。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連接的問題。于是,光纖間的連接、光纖與光端機的連接及耦合,對光纖連接器、耦合器等無源器件的使用是必不可少的。

  五.節點光端機組網與應用

  1、十節點光端機

  十節點光端機采用全新設計理念及業界最新技術,創新融入傳統視頻矩陣控制系統,無需計算機輔助圖像切換,是專為高速公路等具有逐點插入特性的應用場合所研制的智能化的光傳輸設備。一條鏈路上可實現十路視頻帶8路雙向音頻和數據(或16路雙向數據)以及2路反向共享數據和1路以太網信號的實時傳輸。每個節點最多傳輸5路視頻帶4路雙向數據或音頻,2路反向共享數據和10/100M以太網信號,中心最多可實現10路視頻帶8路雙向數據和8路音頻(或16路數據)的切換輸出,可同時傳輸2路反向共享數據和10/100M以太網信號。

十節點光端機連接圖

  2、64節點光端機

  64節點光端機是采用冗余環狀拓撲結構的高質量高可靠性光纖傳輸系統,支持鏈式或環狀組網方式,支持64個節點設備組環。每個節點最多可接入1個節點設備+4個擴展設備,最多可實現20路視頻帶2路雙向數據、2路反向共享數據和1路以太網信號的傳輸,中心設備最大可實現64路視頻帶64路雙向數據、2路反向數據和1路以太網信號的傳輸,全網可實現1280路視頻上傳,中心支持64路視頻的切換輸出。

節點光端機產品介紹

  3、百節點光端機

  百節點光端機采用冗余環狀拓撲結構,支持環型、環切環、鏈型、星形等多種拓撲結構,每個環路最多可接入100個前端接入節點設備,每個節點設備可接入1-4路視頻帶二路雙向數據和二路反向數據,中心交換設備可切換輸出128路視頻,數據通道數可根據客戶需要任意配置。節點設備通過擴展設備,可接入4個擴展單元,擴展單元允許1-4路視頻接入,2路雙向數據,因此每個節點最大接入能力為20視頻和8路雙向數據。

  百節點光端機可與Infinova現有矩陣控制系統兼容,輕松實現系統聯網,并可通過InfinovaV2216-NVR系列網絡視頻錄像管理軟件直接對上傳的視頻進行存儲,調用、管理,還可以接入Infinova多業務光傳輸交換平臺,組成更大的系統。

節點光端機在高速公路監控方案_光端機的作用

  高速公路視頻監控系統智能交通系統(ITS)該節點光端機組網方案的核心思想是對各分散的視頻進行數字非壓縮實時級聯傳輸,但在整個傳輸過程中視頻只進行一次數字化,所有的級聯和插入都在數字域進行,保證視頻質量與數字非壓縮點對點傳輸完全一樣。該方案的最大特點就是:不管多么復雜的鏈路,都是數字非壓縮實時視頻直接傳輸到路段分中心。節點機在高速上的成功應用,帶來了全新的傳輸平臺,為高速公路的全程視頻監控與監測提供了一個高效、可靠的傳輸通道,為安全行駛、平安道路做出了新的貢獻。深圳市華天成科技有限公司從成立開始就立誓成為專業的中國民族安防產品提供商,因此,在專注于光纖傳輸技術研究的同時,不斷豐富自己的產品線。爭取以更新的技術,更高的要求,為平安道路,為和諧社會,更為民族安防產業做出更大的貢獻。


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