【安防知识网】本文以某壮族苗族自治州下辖的某个县为例，详述光汇聚光端机在平安城市中的应用，希望给读者以启示。

        随着经济的发展和城镇建设速度的加快，导致城市人口密集、流动人口增加，引发了种种城市建设中的交通、社会治安、重点区域防范等城市管理问题，特别是近几年社会治安问题愈加复杂，各级政府更加重视开展“平安城市”建设。而随着“平安城市”建设的逐步推进，其发挥的作用也越来越大，它为构建社会主义和谐社会起着保驾护航的作用。“平安城市”建设的核心就是建设现代化、智能化的城市图像监控系统。

        目前，“平安城市”建设项目中信号传输主要有光纤传输、无线微波传输、IP网络传输和复合型传输四种解决方案。其中以光端机为传输设备的光纤传输系统，因其高带宽、长距离、抗干扰性强，无电磁辐射、性价比高等优势，成为了“平安城市”建设项目中主要的传输方式。

“平安城市”的特点及传统的光纤传输方案 
        在“平安城市”建设中，由于城市治安监控采用大范围分片布点，区域网格式监控等监控要求，决定了在工程设计和实施中，存在以下两个重要的特点：

·监控点数量多、分布范围广，且散乱无序；
·单点视频数少，大部分监控点只有1、2路视频。

        本文只讨论前端监控点到各监控分中心的传输问题，不涉及各监控分中心之间及与监控中心间的联网问题。在传统解决方案中，一般有两种方法：

        第一是采用单纤方式将分散的监控视频点对点的上传至监控中心（见图1）。此模式虽然能有效的解决高清晰的实时传输问题，但是平安城市项目都是租用裸纤服务，光纤用量大造成了资源利用率极低，使得系统的造价居高不下。[nextpage]

        第二种是先利用单纤方式将分散的监控视频点对点的上传输到一个交聚箱，再用大路数光端机背靠背式上传至监控中心（见图2）。此模式虽然可以大大节约主干光纤的使用量，但相对第一种方式在交聚箱处，视频在进行一次光电/数模及模数/电光的转换，视频质量存在一定程度的降低。

        在光端机需求量最大的“平安城市”领域中，点对点光端机传输模式是现有的最成熟和最可靠的组网方式，其也是目前较多“平安城市”建设项目采用的组网方式。但是点对点光端机的工作方式只能一点对一点，在“平安城市”建设项目中只能组成星型传输网络，每个监控点的监控信号都要通过独立光纤传输到所辖监控中心，而随着项目的规模越大，占用的光纤资源就会越多，此组网方式就会非常浪费光纤。[nextpage]

        “背靠背光端机”的组网方式比较节省光纤，但是会带来系统设备数量增加，给日常维护、管理带来极大不便，同时过多光电/数模及模数/电光的转换，视频质量存在一定程度的降低，因此也不是最符合“平安城市”建设项目的组网方式。

        针对以上情况，在“平安城市”建设项目中，推出更贴合“平安城市”建设项目需求的传输系统需要解决两个问题：有效节省光纤资源；保证视频传输质量同时降低系统建设成本。对此，采用“光汇聚光端机”的传输解决方案，以全面解决前端监控点至监控中心的视频传输问题。

光汇聚光端机的组成 
        光汇聚光端机是将一定范围内分布比较分散的多个（不超过8个）监控点通过光纤进行汇聚，再将多路光纤上承载的传送数据经光聚整合处理后直接采用一个波长在一芯光纤中进行传输，中心只需一台普通接收机即可。同时，其还可以在中心将控制数据分发给各个分散节点机以达到控制的目的。（其系统连接图如图3）。

        光汇聚光端机由前端发射端、中间汇聚端、后端接收端三部分组成。

        前端发射端为模拟转数字再转光信号的部分，也就是我们常说的调制部分，把模拟的视频信号转换成数字信号，再通过CPLD再把数字信号调制成光信号在光纤上传输。其前端发射端支持1、2、4路视频模块，可根据监控点具体分布情况任意配置以适应不同需求，比如8×1（8个不同方向、各1路视频），4×2（4个方向、各2路视频），1×4（1个方向4路视频）＋1×2（1个方向2路视频）＋2×1（2个方向各1路视频）或其它混合组网方式。同时可支持控制数据、语音、报警等信号接入。

        汇聚端采用自主开发的TDMOR技术，将多路光纤上承载的传送数据经光汇聚整合后直接采用一个光波长在一芯光纤上传输至后端接收模块。汇聚端支持2~8个光接口接入，根据前端发射端视频模块型号、数量的不同进行具体配置。使视频接入层在全光环境下实现多路视频信号的汇聚，无须进行光电/数模及模数/电光的转换，可有效保证视频传输质量。[nextpage]

        接收部分是把前面汇聚过来的信号，用接收的光模块把光信号接收过来，通过CPLD把光信号还原成数字信号，数字信号转换成模拟信号输出。中心接收端根据具体情况可选4路、8路视频输出。

        光汇聚光端机传输方式与上述的采用“背靠背光端机”传输结构类似，但中间汇聚处少了数模及模数两级转换，其实现了全光网的传输，在节省光纤资源的同时，有效地保证了视频的高质量传输要求。其结构特点与“平安城市”的建设需求相吻合，能有效地解决光纤资源不足、前端监控点分布复杂、监控点接入路径多样化、监控点随时增加或调整等多方面难题。其在组网形态、光纤资源、视频质量、可靠性等诸多方面具有无可比拟的优越性，形成一种全新的视频接入层传输解决方案。

光汇聚光端机的应用 
        某壮族苗族自治州下辖8个县，面积3.22万平方公里，总人口达300万人。伴随着社会主义市场经济的不断发展，社会改革的不断深入，人民生活水平的进一步提高，该州各县城镇化率、人口规模、城市范围均逐步增长，但城市功能却还不完善，各类社会治安、刑事犯罪案件日益增多，不同程度地危害着群众的生命财产安全，影响了社会的和谐稳定。因此，该州政府实施了在各县城和重点旅游景区的车站、码头、交通十字路口、公共场所、案件多发地段等地点安装监控设备，实施集中规范管理的“平安城市”工程的建设。

        下面以其中一个县的情况来作说明。系统采用模拟数字相结合的模式，前端监控点的视频经光纤全部传输至县的电信机房，再经过编码后通过专网向外发送。县公安局为主监控中心，对所有视频均有权浏览、切换、控制以及对录像资料进行调取；派出所则只对管辖的范围监控点视频有权进行浏览及控制；州公安局为上级管理部门，了解各县的治安状况、协调指挥县公安局的工作是其工作重点，所以州公安局的权限最高，有权对全州各县的视频浏览、切换、控制以及对录像资料进行调取。

        按网格化的划分，整个县城被分成16个监控片区，各个片区监控点数从6个至24个不等，共有监控点226个。覆盖了县城的所有进出交通要道、主要街道、政府机关及学校周边等重要场所。

        项目立项之初为点对点式的传输方案，即各个监控点与电信机房之间均需要一芯光纤来传输视频及控制信号。电信虽然在各监控片区已有光缆及光纤接入箱，但由于视频监控均为租用裸纤服务，所以光纤的数量远远不够，需要重新铺设光缆。工期及成本都超出了政府预算。在项目的深化设计阶段，根据监控点的分布特点，向业主推荐了以光汇聚为主、点对点为辅的传输方案，并最终得到了业主的认可。

        首先对监控点的按光纤路由进行划分，将电信机房周边以及没有电信主干光缆到达的监控点归于一类，利用点对点光端机直将视频传输至电信机房。而对于大部分远离机房的但有主干光缆的监控点，则采用光汇聚前端机将附近范围内所有监控点集中到电信主干光缆交聚箱。这样只需要铺设监控点到交聚箱之间的光纤，然后在交聚箱中配备一台或多台中间汇聚端将前端光信号聚合在一起，利用已有的主干光缆将中间汇聚端光信号传输回电信机房。系统共有点对点光端机18对，汇聚前端发射机162台，中间汇聚端31台，后端接收端31台（系统组网图如图4）。[nextpage]

        通过采用光汇聚光端机，系统的光纤使用量相对全部采用点对点传输方式节约了近70%，极大的提高了光纤利用率，降低了系统造价。同时采用全光网环境传输，视频质量高，达到广播级，与数字非压缩点对点传输图像完全一致，完全实时传输；其适用范围广，适应性强。对集中图像、分散图像和准集中图像的传输都能很好的适应；可扩展性好，图像路数在系统允许范围内可随意扩展；性价比高，比采用传统采用CWDM汇聚模式系统大大节约建设成本；有完善的网管系统，可以对整个链路设备进行统一管理，及时准确判断设备故障原因，极大的节省了维护成本。

        该系统目前已稳定运行超过一年，协助公安机关破获了多起道路交通肇事逃逸案，为有效防范和打击违法犯罪发挥了重要作用，得到公安部门的高度评价。（本文作者刘小斌现任深圳市诺龙实业有限公司技术部副经理）