高速公路视频监控级联式光传输系统的应用 - 安防知识网

随着社会的发展和科技的进步，我国的高速公路建设也以前所未有的速度在发展。但是天气因素、道路设施、行驶车辆因素、管理水平等都给运营管理者提出了一系列问题。而光传输技术的飞速发展不仅降低了传输成本，还可以有效地节约高速公路的光纤资源，提高了光纤的利用率。

【安防知识网】随着社会的发展和科技的进步，我国的高速公路建设也以前所未有的速度在发展。截至2004底，中国公路通车总里程达181万公里，居世界第三位，其中44%是最近14年修通的，高速公路总里程位居世界第二。

　　伴随着高速公路的建设，高速公路运营管理成为亟待解决的问题。其中天气因素、道路设施、行驶车辆因素、管理水平等都给运营管理者提出了一系列问题。由于运营管理者需要对高速公路运营路况实时、全面地了解和掌控，所以高速公路全程视频监控系统也随之应运而生。与典型的闭路电视监控系统不同，高速公路设置的监控点比较分散，监控设备都分布在高速公路的长距离沿线上，并且环境条件相对复杂，需要前端设备对野外恶劣环境的适应性要求极高。由于视频传输距离远，对传输质量同样提出较高的要求。因此，高速公路视频监控系统与常规闭路电视系统的重要区别集中在对前端监控点摄像机的技术条件和信号传输两项关键技术的解决方案上。

　　对于前端监控点，对摄像机、云台、镜头、解码器等前端设备可能会面临极限温度、湿度、灰尘、腐蚀性气体、风、雪、雨、雷电等恶劣因素，甚至对人为破坏等还需要采取足够的防护措施。极大的光照度变化，如正午、凌晨、黄昏、夜间、夜间行驶车辆大灯产生的强光等，都对摄像机提出了低照度、宽动态、彩色/黑白日夜转换、强光抑制等必须满足的要求。由于维修的难度大，对定购器材的质量、寿命、MTBF(平均无故障工作时间)也有很高的要求。工程建设人员对此要有足够的重视。

　　对于信号的传输，高速公路全程视频监控的传输距离通常有上百公里，传输媒介则必须采用光纤。有人提出编码压缩远程网络传输和光端机点对点传输的方案，事实上，由于传输通道不具备足够的光纤资源，或者，长距离光缆线路工程的建设费用不菲，所以满足高速公路视频监控系统传输要具备以下要素：

　　·信号传输需要采用光端机传输;

　　·要求光端机具有中继功能，适合超长距离的传输;

　　·光端机要求具有共缆传输功能;

　　·要求传输至控制中心的信号能够无损还原，甚至要求具有广播级传输;

　　·要求具有单项传输视频功能外，还能双向传输音频和各种数据(气象数据、控制数据等)。

　　随着光传输技术的飞速发展，各种新型的光元器件如雨后春笋般出现，新型的级联式光传输系统就是基于粗波分复用技术(CWDM)而研制的。其不仅降低了传输成本，还可以有效地节约高速公路的光纤资源，提高光纤的利用率。

[nextpage]　　采用粗波分复用技术(CWDM)，即在常规(G.652)一芯光纤中可同时传送1470nm、1490nm、1510nm、1530nm、1550nm、1570nm、1590nm、1610nm等八种不同波长的光信号，能有效地避开1385nm附近存在的羟基峰，基本上可满足绝大部分客户的需求。每一波段可时分复用1-10路视频信号。新一代的级联式数字视频传输系统已经实现20路视频信号在单芯光纤上对多个不同地点的图像信号实时同步、无失真、高质量(近似广播级)地进行级联传输, 一芯光纤的传输带宽可达21.6G，单波长的传输带宽可达2700M，是目前系统容量的一倍，为客户大容量长距离传输提供了全新的方案。

　　假设某高速公路160公里长需要全程监控，每2公里设一个监控节点，设定16公里范围为一监控单元，每个节点安装1台摄像机，利用传统的点对点方式，需要8芯～16芯光缆组成传输链路，采用级联式光传输系统只需要1芯光纤就能解决问题。

　　以此类推，在160公里长的高速公路上，利用级联式光传输系统较点对点式光端机至少可节约光纤资源70芯以上，节约光缆费用约200万元以上。

　　应用中，无论设计、实施、还是使用，级联式光传输实际上是一个整体不可分割的系统，监控点现场的设备可以称为节点机，中心安装的设备可以称为中心机或者叫局端机。

　　级联式光传输系统为多路数字非压缩视频光传输，系统采用国际最先进的数字视频及千兆光纤传输技术，将1-10路视频信号在单芯光纤上对多个不同地点的图像信号进行实时同步、无失真、高质量地进行级联传输。级联式多路数字视频光传输系统采用全数字视频无压缩传输技术，高质量的视频效果可满足用户的需求。即插即用的设计使得安装简便易行，无需进行现场调节，其光模块和核心电路均采用进口元器件，稳定性高，所有的光、电接口均符合国际标准，适用于不同的工作环境。该设备组网方式灵活，可实现星形、链形网络等拓扑结构，单波长最大可实现10个节点的电级联方式，与CWDM技术相结合，可实现更多节点的级联传输。

　　在传输视频信号的同时，还可以传输多路数据、音频信号、气象信号及各种控制信号。该系统采用全数字化通信方式，在发送端将视频信号进行复用和编码，传输至级联端时实现数字信号的复用，确保图像的无损伤，而只有在中心的接收端才对视频信号进行解码和解复用，并还原成多路视频信号。系统具有抗干扰性强、传输距离可达近百公里、图像分插复用方便、图像质量优，节省光纤、性价比优等特点。

　　该系统不仅仅在高速公路上能够使用，对于其它一些领域，如城市智能交通监控系统(ITS)、警区安防系统、远程多媒体教学/电视电话会议系统，或遇到类似整改项目，由于光纤资源紧张而扩容无望，也可以采用本文提出的解决方案。