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1、 深圳市华天成科技有限公司节点光端机在高速公路监控解决方案一、高速公路监控系统前景展望自1988年中国第一条高速公路全长15.9公里的沪嘉高速公路建成通车以来，中国高速公路建设开始向世界前列高速发展，截止2008年年底全国高速公路通车总里程达到6.03万公里，居世界第二位，仅去年一年就新修通高速公路6433公里。按照2005年公布的高速公路网发展规划，中国正在全力以赴地加快国家高速公路网主骨架建设，到2020年，基本建成国家高速公路网，届时，中国高速公路通车总里程将达10万公里，对安防厂商和工程商来说这无疑蕴藏着具大的商机。中国高速公路监控系统从无到有、从小到大、从模仿国外到完全自行设计并制定
2、适合我国的相关标准，取得了相当大的成绩。随着高速公路建设里程的日益增长，对高速公路管理要求的不断提高，收费管理、数据通信、图像监控已经是现代化高速公路建设中不可缺少的一部分。二、高速公路监控系统的特殊性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，前端监控设备分布在高速公路长距离沿线上，并且环境条件相对复杂，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监控系统的重要区别集中在对前端监控点设备的技术条件和信号传输两项关键技术的解决方案上。鉴于高速公路监控系统的特殊性，光纤成了高速公路监控系统的首选
3、传输介质，从而使光端机在高速公路监控系统中有着不可忽略的作用。在以往的高速公路监控系统中，使用较多的是传统的数字视频光端机，也就是点对点光端机。这种光端机有明显的性价比优势，但由于高速公路监控系统的特殊性，使用点对点光端机有很大的弊端，前端每个监控点都必须铺设一根光纤到监控中心，随着公路里程的增长，监控点数的增多，使得工程中光纤的数量也将大大增加，工程造价也随之水涨船高。 目前高速公路项目中对视频信号的监控和管理自下而上可分为以下几层：1、收费站：属于收费监控系统，各收费站把本地的视频、音频、开关量、数据等信号通过电缆或光缆传输到收费站管理室，各收费站各自对这些信号进行监控和管理。同时各收费站
4、还根据实际需求选择部分图像、音频等信号上传到路段监控分中心。2、路段监控分中心：一条高速公路通常设置一个或多个路段监控分中心，它们分别对某一路段进行统一监控和管理。需要传输的信号主要有路段中各隧道内的视频图像，重要路段的监控图像，各收费站根据路段监控分中心要求选择上传的图像等信号。3、区域监控中心：根据具体地域情况，有时可以把多条高速公路划分为一个片区来统一管理，设置区域监控中心。区域监控中心根据实际情况对所辖的几条高速公路的路段监控分中心上传的图像进行统一监控和管理。4、省中心：各省高速公路管理局对省内所有的高速公路进行统一监控、管理和调度。各片区监控中心将自己所辖区域内的视频信号有选择地上
5、传到省中心，由省中心统一监控和管理。随着高速公路管理要求的不断提高，收费管理、数据通信图像监控已经是现代化高速公路建设中必不可少的一个部分。从目前国内大部分的高速公路现况来看，几乎80%的公路沿线都已经具有了光纤传输线路，因此，怎样合理利用原有的光网络进行图像传输，节约现有光纤资源成为了高速机电项目研究的新课题。近年来，光纤传输技术在高速公路监控、收费系统和其他一般监控系统中得到了非常广泛的应用，人们对光通信以及光端机越来越熟悉，而且光纤通信技术越来越成熟，光端机的广泛运用都让监控系统越来越得到重视和应用。随着计算机技术、图像处理技术、通讯技术、控制技术的发展，以太网技术和总线技术突破了原有的
6、技术瓶颈，使高速公路等监视与控制系统高速信息共享成为可能，并在很多项目上给予实现。三、光端机的优势：光纤传输系统具有容量大、传输距离远、抗干扰性强等优势，在通信传输方面有着不可替代的地位。光纤通讯容量大，理论可利用带宽可达50000GHz，无中继传输距离可达100 公里。由于光纤传输具有损耗低、频带宽、容量大、信号质量好的特点，使用光缆组网可以减少链路上的放大器和供电环节，使信号的传输质量及系统的可靠性大为提高。而且光纤传输还具有抗电磁干扰、无电磁泄漏、稳定性高等优点。从目前高速公路机电工程中的视频图像监控系统的组网方式看，光纤传输方式是高速公路视频图像监控传输系统的最佳选择。因此一种特殊的传
7、输设备：光端机应运而生了。光端机是一种光纤通信设备，它是将所要传输的图像、语音以及数据信号进行数字化处理，再将这些数字信号进行复用处理，使多路低速的数字信号转换成一路高速信号，并将这一信号转换成光信号。在接收端将光信号还原成电信号，还原的高速信号分解出原来的多路低速信号，最后再将这些数据信号还原成图像、语音以及数据信号。节点光端机是光端机中的高端产品，它能够在一条光纤上插入多达16 个接入点。节点光端机（简称节点机）的出现，给高速公路的全程图像监控系统提供了可靠的传输通道。节点机传输技术简介节点式光端机又称总线型光端机，其更准确的定义是采用单/双纤链路式组网形式的图像传输系统，也被称为链路式光
8、端机。10 节点级联型光端机采用1.25G光传输平台，在一芯光纤上可同时传送10 路视频信号，支持节点数至少10 个，级联式光端机远端设备可接入14 路视频信号，局端设备可实时输出10 路视频。级联型光端机采用模块化设计方式，支持功能扩展。每个远端机单个机盘上可以提供2 路RS-485/422 共享数据，以及2 路独立通道点到点数据/音频信号。同时，每个远端机和局端机都可以通过增加音频/数据扩展盘的方式传输更多路数音频、数据、开关量等信号。级联型光端机远端设备可以选配光链路保护机盘，能自动隔离故障节点，确保其它节点机正常工作。级联型光端机可以安装网管插件，实现远端机和局端机网管功能。两种技术T
9、DM和ADM的结合应用， 可以解决长距离传输，但容量偏小，最多只能传输16 路视频信号。WDM 中的ADM 可以解决大容量问题，最大可传输128 路视频信号，如果能将两种技术结合起来应用，就有可能提供一个较完善的解决方案。采用数字级联技术具有如下优点：1、全程数字非压缩视频传输，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。2、完全实时传输，没有压缩图像传输的延时问题。3、系统传输容量大，采用1.25G 传输系统，一芯光纤可传输72 路图像，采用2.5G 传输系统一芯光纤可传输128 路图像。4、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5、可扩展
10、性好，图像路数增加非常方便。6、节省光纤资源，比点对点传输系统大大节省了光纤芯数7、性价比高，比采用压缩视频的环网传输系统大大节约建设成本8、可靠性高，具有节点断电光链路保护功能，某个节点断电不会影响其余节点的传输9、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四、光纤的传输系统组成：光纤监控、通信系统都是以光波作为载波，以光纤作为传输媒介的监控以及通信系统。光纤传输系统由光发射机、光接收机、光中继器、光纤连接器及耦合器的无源器件等五个部分组成。光端机是光纤通信系统的核心设备，光端机分为发射机和接收机，它们的性能直接影响整个监控以及通信系统的
11、传输质量。光纤传输系统中对来自信息源的信号传送到发送端的光端机，光发射机则是将光源通过电信号调制成光信号，输入光纤传输至远方；综合布线中长飞光纤光缆的终端盒与光纤耦合器在的光纤熔接，接收端的光端机内有光检测器将来自光纤的光信号还原成电信号，经放大、整形、再生后恢复还原输出。一般都能完成几十公里甚至上百公里的图像以及相关信号传输。光纤传输系统中各部分的功能作用：(1) 发射机：发射机是实现电/光信号转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于信号源（视频、音频或控制数据等）的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤去传输。(2) 接收机：光接收
12、机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号（视频、音频或控制数据等），然后，再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到用户接收端去。(3) 光纤或光缆：光纤或光缆构成光的传输通路。其功能是将发射端发出的已调光信号，经过光纤或光缆的远距离传输后，耦合到接收端的光检测器上去，完成传送信息任务。(4) 中继器：中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；另一个是对波形失真的脉冲进行校正。(5) 光纤连接器、耦合器等无源器件：由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施
13、工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的（如1Km)。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是，光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。五节点光端机组网与应用1、十节点光端机十节点光端机采用全新设计理念及业界最新技术，创新融入传统视频矩阵控制系统，无需计算机辅助图像切换，是专为高速公路等具有逐点插入特性的应用场合所研制的智能化的光传输设备。一条链路上可实现十路视频带8路双向音频和数据(或16路双向数据)以及2路反向共享数据和1路以太网信号的实时传输。每个节点最多传输5路视频带4路双向数据或音频，2路反向共享数据和10/100M以太网
14、信号，中心最多可实现10路视频带8路双向数据和8路音频(或16路数据)的切换输出，可同时传输2路反向共享数据和10/100M以太网信号。2、64节点光端机64节点光端机是采用冗余环状拓扑结构的高质量高可靠性光纤传输系统，支持链式或环状组网方式，支持64个节点设备组环。每个节点最多可接入1个节点设备+4个扩展设备，最多可实现20路视频带2路双向数据、2路反向共享数据和1路以太网信号的传输，中心设备最大可实现64路视频带64路双向数据、2路反向数据和1路以太网信号的传输，全网可实现1280路视频上传，中心支持64路视频的切换输出。3、百节点光端机百节点光端机采用冗余环状拓扑结构，支持环型、环切环、
15、链型、星形等多种拓扑结构，每个环路最多可接入100个前端接入节点设备，每个节点设备可接入1-4路视频带二路双向数据和二路反向数据，中心交换设备可切换输出128路视频，数据通道数可根据客户需要任意配置。节点设备通过扩展设备，可接入4个扩展单元，扩展单元允许1-4路视频接入，2路双向数据，因此每个节点最大接入能力为20视频和8路双向数据。百节点光端机可与Infinova现有矩阵控制系统兼容，轻松实现系统联网，并可通过InfinovaV2216-NVR系列网络视频录像管理软件直接对上传的视频进行存储，调用、管理，还可以接入Infinova多业务光传输交换平台，组成更大的系统。高速公路视频监控系统智能
16、交通系统（ITS）该节点光端机组网方案的核心思想是对各分散的视频进行数字非压缩实时级联传输，但在整个传输过程中视频只进行一次数字化，所有的级联和插入都在数字域进行，保证视频质量与数字非压缩点对点传输完全一样。该方案的最大特点就是：不管多么复杂的链路，都是数字非压缩实时视频直接传输到路段分中心。节点机在高速上的成功应用，带来了全新的传输平台，为高速公路的全程视频监控与监测提供了一个高效、可靠的传输通道，为安全行驶、平安道路做出了新的贡献。深圳市华天成科技有限公司从成立开始就立誓成为专业的中国民族安防产品提供商，因此，在专注于光纤传输技术研究的同时，不断丰富自己的产品线。争取以更新的技术，更高的要求，为平安道路，为和谐社会，更为民族安防产业做出更大的贡献。