【安防知识网】随着高速公路系统信息化建设的不断发展和完善，交通管理正逐步向网络化、智能化方向发展。特别是近几年，高速公路专用通信和监控技术的不断更新，为高速公路网络化、智能化建设创造了充足和可靠的条件。

        视频监控系统作为智能化交通管理中最重要的信息平台，在高速公路信息化系统中起着举足轻重的作用。而随着数字技术和网络技术的发展，网络监控系统逐渐显露出其优越性，虽然目前网络监控系统还未取代模拟系统，但其在视频监控系统中将占据着愈加重要的位置。而从高速公路监控系统的发展趋势看来，网络监控系统也将在近几年内超越模拟监控系统的份额，并可能逐步取而代之。因此，在当前，高速公路模拟监控系统的数字化改造势在必行。

高速公路视频监控应用现状分析
        早期由于高速公路分段投资、分段建设等原因，高速公路监控系统在设计上基本是以单路段作为独立的监控网络，一般采取光端机+视频矩阵的监控模式。但由于其资源无法实现共享，在集中收费、集中监控、集中管理的进程中，一些不能满足要求的设备面临淘汰的局面。

        同时，在一些较长的路段以及需要各路段向省中心传送图像的需求当中，光端机由于传输距离有限、占用光纤过多等问题，已经不能满足当前众多高速公路监控系统的需求，为此在前几年出现了光端机、网络编解码器混合组网的方式。但随着分中心、省中心集中监控，以及更进一步的全程监控和向公众提供图像的需求逐步提出，混合组网的方式已无法很好地解决这些需求，无法为监控系统的发展提供完整的解决方案。

        而随着近几年来各省的高速公路路网建设均已初具规模，高速公路通信网也已基本形成，因此监控系统的设计也需要从区域性、整体性出发，以全省的高速公路通信网作为整体去构建监控系统，各路段的监控系统都是这个整体的组成部分；并且需要充分考虑资源的利用效率，使监控网络的安全性、综合性、经济性、可管理性得到最大限度的保障。而网络视频监控系统以其高度的开放性、集成性和灵活性，可为视频监控系统和设备的整体性能提升创造了必要的条件。同时，伴随着通信技术、计算机处理能力和存储容量的迅速提高，以及各种视频信息处理技术的出现，使得全网数字视频传输技术已逐步进入实际应用阶段，这为实现全网数字化图像传输提供了很好的技术支持。因此，全网数字化图像传输、交换是较为适应未来高速公路监控领域发展的解决方案，而其在当前的各省高速公路视频监控项目中也已经得到更为广泛的应用和认可。[nextpage]

数字化视频监控传输系统得到广泛应用
        现阶段，高速公路数字化视频监控传输系统主要采用两种解决方案：数字化非压缩视频传输平台及数字化压缩视频传输系统。

        由国内一些光端机厂家推出的数字化非压缩视频传输平台，即通常意义上的光矩阵平台，它是集业务接入、光纤传输、信号交换及业务管理于一体的综合性业务传输平台，其采用非压缩传输以保证视频传输质量，并在一定程度上满足了高速公路监控系统的需求。但是光矩阵在本质上仍可被看作是数字非压缩光端机+矩阵的结合产物，因此，该系统图像接入容量有限，在单点同时多路上传方面依然存在技术瓶颈，同时由于没有统一的通信标准，各厂家的设备难以兼容，使得系统更加封闭，给整个监控系统的扩容升级带来了很大的不便；在多个子系统进行联网时，还需要运用数字视频压缩编码技术实现视频的资源共享。因此，数字化非压缩视频传输技术仅可看作是模拟系统向数字化过渡、升级的一个解决方案。

        而数字压缩视频传输方案通常是采用视频编解码器+传输网络（以太网交换机、工业级以太网、EPON组网）的模式，在系统中，每一路图像对应一个视频编码器，其将图像数字化并压缩为视频数据流，同时运用视频以太网交换机汇聚若干视频编码器信号，通过SDH将各站的数字视频信号传输至监控中心的三层以太网交换机。其采用标准化数字视频压缩技术，兼容性较好；采用标准以太网方式接入，组网更方便灵活，易于系统升级扩容及实现多级共享。但大流量的视频流极大地占用了通信系统的带宽，而随着系统不断增大，需要增加更高带宽的SDH设备，使得系统建设成本大为增加。同时，数字压缩视频传输系统面向的是以太网，而非各种业务应用，系统容量及视频传输质量较依赖于以太网的传输质量和容量，从而无法提供针对业务的QoS保证，其视频质量及网络稳定性一直得不到有效突破。

        那么，有没有更好的既能够保证数字化网络系统远距离监控与任意扩展，支持任意网络拓扑结构，在全网视频统一管理与后台的灵活应用的同时，又保证视频传输质量及网络稳定性、支持多业务集成的标准数字化视频传输系统呢？在目前的市场中，已经出现了新一代的数字视频综合接入设备——综合业务光传输网。

综合业务光传输网
        从功能上看，综合业务光传输网是基于光纤，实现高速监控各业务信号的接入、传输、交换、管理等于一体，并能保证其性能指标和稳定性的专业化多业务传输平台。在应用上，其主要由远端接入设备ONU/OMU及局端光接收及交换设备OLT组成。[nextpage]

系统介绍
        随着高速公路对安全、服务质量要求的不断提高，外场设备会越来越多，这就要求系统可满足包括收费监控、外场监控等存在的大量业务接入需求，并同时保障视频的传输质量以及系统的稳定性。系统主要包括远端接入设备ONU/OMU、局端光接收交换设备OLT和后端监控管理平台（见图1）。


        ONU/OMU主要完成各监控点视频信号、音频、报警开关量、各种低速数据及标准以太网信号等接入。ONU/OMU可根据不同的监控点分布情况因地制宜地采用相应的接入方式。

        OLT采用插卡式设计根据实际情况进行配置。光接收卡接收前端采用不同接入方式传输的数字信号，其具备标准FE、GE接口，在网络平台下可实现更高安全性的数据存储（如NAS、SAN等）；根据需要配置解码卡将IP数字信号还原为模拟图像，同时输出到电视墙，从而实现区内各主要部位的实时监控；可配置视频编解码卡，对站内及周边监控点进行模拟信号直接接入；并通过中心交换与控制卡，完成对系统配置。[nextpage]

        后端监控管理平台包括视频管理服务器、UMS网管服务器。视频管理服务器可对前端设备进行集中的管理和控制，并可对分布在各区域的存储终端设备进行远程集中管理，用户只需在一台客户端上就可以对整网设备进行批量配置下发、远程升级、远程操作、业务实现等操作，另针对不同的用户可采用区域管理、用户管理和云台控制冲突管理等多种权限管理模式。而UMS网管系统则是基于SNMP协议进行设置，提供人性化的人机交互结界面，支持系统网络拓扑结构的自动发现、对任意节点进行配置、系统各种业务状态报警等功能。

系统应用特点
        综合业务光传输网结合SDH光纤通讯网标准化和高可靠性的特点，同时具有灵活交换、共享等优势。其采用标准化设计，基于开放的协议，兼容性强、易于扩展；其面向视频、语音、数据、状态报警、对讲、以太网等多种业务，基本涵盖视频监控领域中各类业务接入，极大地简化用户组网的复杂程度；采用自主知识产权专利的带宽预留传输、交换技术，对各节点网络传输带宽进行统一控制，有效地保证在网络传输过程中不会出现网络堵塞、丢包，保障各业务传输质量；采用光纤自愈环网拓扑结构，其快速倒换的特点向客户提供了“永不停顿”的服务以及最大的网络可用性；采用标准化数字设计以实现全网网管功能，基于标准SNMP协议进行设计，提供人性化的人际交互界面，使其安装配置及后期维护更加方便。其通过提供针对不同业务的以太网QoS保证，并以其高质量、高可靠得传输效果及灵活的接入、组网方式，很好地满足了高速公路视频监控领域的实际需求。

多业务接入
        针对高速公路多业务接入应用需求，通过光纤将监控系统中的业务接入、传输、交换、管理等系统结合于一体。在全光网、高可靠传输的基础上，单体设备可实现数字视频、音频、报警开关量、各种低速数据、对讲、VoIP等信号通过以太网接入传输。

组网灵活
        支持多种视频接入模式，包括远端ONU光纤接入、本地视频模拟接入，以及编解码器网络接入等。其组网方式灵活，可组成星型、链型、环网、相切环网和多种复杂的网络结构。UTN支持单纤自愈环网结构，其业务倒换时间小于30ms，有效保证全网传输的安全可靠。

标准开放的IP架构
        整体采用基于开放协议的标准化设计，兼容性强，易于扩展。其数据接入与交换均采用标准以太网协议，高速互换，同时又具有专网的传输交换性能。其前端设备可接入任何厂家的视频编解码器，兼容性强；中心光接收设备OLT具备标准的FE/GE接口，在网络平台下，可实现更高安全性的数据存储，以及系统扩展级联，同时具备数据流量监测、隔离外网广播风暴等功能，保证联网后系统的安全性。[nextpage]

带宽预分配
        采用基于TDM的以太网接入网传输技术，针对不同业务应用预先分配网络资源，同时采用非协议的传输模式，可与各种网络业务设备进行最简单的物理层互联。系统为各种节点分配专用带宽，并对各级节点网络传输进行控制，使各节点数据在其专用传输通道内进行传输，可有效保证在网络传输过程中不会出现网路堵塞、丢包现象，保障视频图像传输质量。同时UTN构建独特的双环传输结构，将高速以太网通道数据流及低速率业务数据分别传输以提供针对不同业务的以太网QoS保证。如高速公路中需要高实时性的PLC控制信号、信息发布数据等采用专用低速数据环进行非压缩传输，有效保障信息传输及时性。

大容量业务接入、交换
        具备大容量的业务交换能力，其采用高品质的IP网络进行实时视频监控流的交换处理，具备无限扩展能力。OLT单机箱背板交换能力最大可达到40G，完全满足高速公路视频监控发展需求。

高质量视频传输
        系统全网只需要进行一次模数/数模转换，采用标准H.264视频编码协议。同时支持双码流技术，可根据网络条件灵活配置。

强大的网管能力
        可实现全网网管功能，其网管系统基于标准SNMP协议进行设计，提供人性化的人际交互界面，可以在任意一节点接入，对整个系统进行管理和监控，操作简单快捷，赋予用户轻松便捷的使用体验。它还支持UTN网络拓扑结构的自动发现；可配置各种业务状态报警、故障自动告警GIS地图功能；支持网管对系统中各节点进行配置。

灵活方便的管理模式
        系统融合了IP数字监控系统便于管理的优势，通过视频管理服务器可实现对所有监控设备及监控业务的智能化管理。其彻底改变了传统监控只能依靠人工进行系统管理和维护的局面，通过视频管理服务器不仅可以对前端设备进行集中的管理和控制，还可以对分布在各区域的存储终端设备进行远程的集中管理。同时，系统还支持分级分域管理、用户权限管理、设备批量配置等。

结语
        “智能交通”将是高速公路未来的发展目标，高速公路现行的或将来可能出现的所有解决方案必将走向融合，所有可能出现的业务都必将在一个统一、高效、智能、便于管理和具有充分安全保障的平台上进行传输，在中心进行控制和管理；各种终端走向标准化和模块化，网络也将严格按照接入层、传输层、处理层和应用层进行划分——网络化已成为高速公路监控系统发展的必然趋势。

        但可以看出，目前不管是光矩阵的传输方式，还是基于以太网交换机的网络监控系统，在视频监控应用中都存在着各自的局限性，导致在实际的联网应用中都不尽如人意。而综合业务光传输网作为一种全新的数字视频传输系统，将各业务信号的接入、传输、交换、管理等于一体，弥补了以往方案的各种技术缺陷，以先进的技术和设计理念构建了新一代的大型数字视频网络监控传输平台，为高速公路用户提供了一种更标准、更优质可靠、更符合实际应用需求的真正光纤传输平台。