城市地鐵視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)案例分析

目前城市地鐵站視頻監(jiān)控一般分為兩級監(jiān)控;在地鐵站端要求監(jiān)視
所有本站圖像，另外在監(jiān)控中心要求可以監(jiān)視下屬各地鐵站的情
況。考慮到資金投入的問題，在中心端，一般不要求同時看到所
有地鐵站的所有圖像;而是采取兩種方式監(jiān)視：一種是同時監(jiān)視各
地鐵站的某幾路圖像，另外一種是要求可同時看到某一個地鐵站
的所有圖像或大部分圖像。這就需要考慮從各地鐵站到監(jiān)控中心
的視頻傳輸問題。
◆從各地鐵站到監(jiān)控中心的視頻傳輸一般有兩種方案。
第一種是使用數(shù)字視頻編解碼器，通過SDH提供的E1信道完成視頻
傳輸;
第二種是采用光纖方式，獨立組成城鐵視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)完成傳
輸。若采用第一種方式，需要占用大量SDH資源，增大了通信系統(tǒng)的壓力。在第二種方式中，如過采用傳統(tǒng)
點對點方式，則要占用很多的光纖資源。隨著現(xiàn)代光纖通信技術(shù)和數(shù)字視頻技術(shù)的飛速發(fā)展，在監(jiān)控領(lǐng)域
內(nèi)，實時數(shù)字視頻的光纖傳輸也已經(jīng)被越來越多的人所接收。城鐵系統(tǒng)光纖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般呈鏈狀或環(huán)網(wǎng)結(jié)
構(gòu)，建議采用，系統(tǒng)遠端設(shè)備對模擬圖像進行壓縮編碼、數(shù)字化并通過復(fù)用器復(fù)接到高速信道，通過電/光
轉(zhuǎn)換將信號發(fā)送到光纖通道，組成鏈網(wǎng)或環(huán)網(wǎng);在局端進行反向復(fù)用、解碼，輸出模擬圖像，圖像質(zhì)量可達
到DVD效果。我們以下面的案例為例，詳細(xì)介紹如何采用VOX-基于光纖的數(shù)字視頻傳輸平臺解決城鐵視頻監(jiān)
控聯(lián)網(wǎng)傳輸問題。
◆現(xiàn)狀及用戶要求
某城市地鐵站聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控項目，共具有16個地鐵站，每個地鐵站上傳6路圖像，共96路圖像。
全網(wǎng)共設(shè)1個監(jiān)控中心，在監(jiān)控中心需要設(shè)置6臺監(jiān)視器，同時觀看16個站96圖像中的任意6路。同時另設(shè)3
個獨立的操作席，各配1臺監(jiān)視器觀看任意 1路圖像。
◆設(shè)計原則及解決方案
本設(shè)計方案著眼于整個系統(tǒng)的先進性、可靠性、靈活性和符合需方遠期規(guī)劃的原則設(shè)計，綜合考慮系統(tǒng)的
可擴展性，業(yè)務(wù)拓展功能及系統(tǒng)升級功能。
根據(jù)現(xiàn)有狀況及要求，提出采用北京蛙視通信有限公司的光纖數(shù)字音視頻傳輸平臺-VOX系統(tǒng)。VOX系統(tǒng)遠端
設(shè)備對模擬圖像進行壓縮編碼、數(shù)字化并通過復(fù)用器復(fù)接到高速信道，通過電/光轉(zhuǎn)換將信號發(fā)送到光纖通
道，可組成鏈網(wǎng)或環(huán)網(wǎng);在局端進行反向復(fù)用、解碼，輸出模擬圖像，圖像質(zhì)量可達到DVD效果。
◆VOX系統(tǒng)介紹
VOX系統(tǒng)采用光纖作為傳輸介質(zhì)，內(nèi)置光傳輸模塊，VOX系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)視頻光端機點對點的傳輸模式，采
用了電信級的光纖通信系統(tǒng)中數(shù)字中繼的技術(shù)，信號逐級再生，與本地信號進行交叉復(fù)用，信號可在任何
一點上下，非常靈活。通過時隙配置可以實現(xiàn)圖像的全網(wǎng)交叉，使用極為方便。
VOX采用模塊化的結(jié)構(gòu)------包含機箱、光傳輸板、業(yè)務(wù)板(視頻壓縮板、視頻解壓縮板、數(shù)據(jù)板、E1版、
以太網(wǎng)網(wǎng)橋、以太網(wǎng)接口板)等模塊。每個監(jiān)控點可根據(jù)需要及數(shù)量選擇相關(guān)的模塊，一般在監(jiān)控點配置一
臺VOX設(shè)備，需要機箱一個、光傳輸板一塊、業(yè)務(wù)板若干。在監(jiān)控中心需VOX機箱一個、光傳輸板一塊、業(yè)
務(wù)板若干。
VOX系統(tǒng)可以實現(xiàn)音視頻雙向傳輸和多點信息共享的功能。比如在監(jiān)控中心插入一塊視頻壓縮板，分中心或
地鐵站插入一塊解壓縮板，通過時隙配置即可實現(xiàn)音視頻的反向傳輸，即簡單的會議電視功能。
VOX系統(tǒng)可以通過以太網(wǎng)與上級監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)。VOX系統(tǒng)支持在中心端VOX設(shè)備上插入一塊10/100M以太網(wǎng)接口
板，用于上傳視頻信號，并且與本地信號互不干擾。上級監(jiān)控中心可以通過計算機上的解壓軟件觀看圖
像。
VOX系統(tǒng)可實現(xiàn)網(wǎng)管功能，可在監(jiān)控中心監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)設(shè)備狀態(tài)并配置網(wǎng)絡(luò)中硬件結(jié)構(gòu)。
根據(jù)傳輸容量的不同，VOX分為VOX-155和VOX-622兩種系統(tǒng)。VOX-155系統(tǒng)的傳輸帶寬為155Mbit/s,可同時
傳輸30路高質(zhì)量視頻信號、15路音頻信號、2路共享型異步數(shù)據(jù)。VOX-622系統(tǒng)傳輸帶寬為622Mbit/s，可同
時傳輸126路高質(zhì)量視頻信號、126路音頻信號、 2路共享型異步數(shù)據(jù)。
在系統(tǒng)傳輸過程中，VOX-622系統(tǒng)平滑兼容VOX-155，使VOX-155成為VOX-622系統(tǒng)光分支，通過光分支直接
把圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，并且與各分中心同時觀看圖像，互不干擾。
VOX系統(tǒng)特點：
大容量傳輸特性------一根光纖上最多可傳輸多達120路視音頻信號;
高品質(zhì)的圖像質(zhì)量-----高清晰度，無馬賽克現(xiàn)象;
傳輸距離長-----單系統(tǒng)最遠可達1800公里;
多種組網(wǎng)方式-----即可形成強大的環(huán)網(wǎng)保護，又可以形成多節(jié)點鏈網(wǎng);
方便的擴容能力------插卡式結(jié)構(gòu)，配置靈活;
系統(tǒng)可擴展性強------增加監(jiān)控地鐵站，可就近接入原有VOX系統(tǒng)統(tǒng)一管理。
節(jié)省光纖資源------相較于傳統(tǒng)的點對點設(shè)備，VOX系統(tǒng)占用的拓?fù)渎窂阶疃?
具備多種壓縮方式------M-JEPG，MPEG-2;
強大的后臺管理軟件------故障自我診斷，數(shù)字圖像處理。
◆系統(tǒng)框圖及說明
VOX-155系統(tǒng)中將總帶寬155M劃分為16個時隙，其中15個時隙可以用來傳輸視頻信號，每路視頻信號的帶寬
是10M。因為監(jiān)控中心總共只需要同時觀看96路圖像中的9路，因此最多只需占用系統(tǒng)中的9個時隙。在監(jiān)控
中心通過網(wǎng)管軟件，將9路視頻解壓縮板分別分配到指定的時隙，從指定的時隙上解壓縮圖像。同時各分控
操作席可以通過VOX-155客戶端軟件對各地鐵站的視頻信號進行切換，選擇需要觀看的圖像上傳到指定的時
隙上。
監(jiān)控中心需要在計算機上安裝VOX控制服務(wù)器軟件和系統(tǒng)網(wǎng)管軟件，對整個系統(tǒng)各節(jié)點進行管理和配置。各
分控操作席需要安裝VOX客戶端軟件，以完成圖像切換，前端設(shè)備控制等功能。
本系統(tǒng)要求服務(wù)器和各客戶端可以通過網(wǎng)絡(luò)通信，該網(wǎng)絡(luò)可以是已存在的局域網(wǎng)，如果不具備，VOX系統(tǒng)可
以通過在各分中心和中心的VOX設(shè)備中增加以太網(wǎng)板來實現(xiàn)互相信號上網(wǎng)和互相通信。以太網(wǎng)板可以直接將
數(shù)字視頻信號轉(zhuǎn)換后在以太網(wǎng)上發(fā)布，用戶可以通過軟件在計算機上觀看圖像并進行控制切換等操作。
根據(jù)系統(tǒng)需要，以2芯光纖沿16個地鐵站、3個分中心、1個中心共20個點組成環(huán)網(wǎng)，形成一個VOX-155系
統(tǒng)。每個點分別需要配備以下設(shè)備：
每個地鐵站需配備以下設(shè)備：VOX機箱1個，VOX-155光接口板1塊，M-JPEG視頻壓縮板6塊;監(jiān)控中心需要配
備以下設(shè)備：VOX機箱1 個，VOX-155光接口板1塊，M-JPEG視頻解壓縮板9塊，以太網(wǎng)接口板1塊，VOX控制
服務(wù)器軟件1套，網(wǎng)管軟件1套，客戶端控制軟件1套。
VOX系統(tǒng)可以實現(xiàn)音視頻雙向傳輸和多點信息共享的功能。比如在監(jiān)控中心插入一塊視頻壓縮板，分中心或
收費站插入一塊解壓縮板，通過時隙配置即可實現(xiàn)音視頻的反向傳輸，即會議電視功能。示意圖如：
◆VOX系統(tǒng)可以通過以太網(wǎng)與上級監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)。VOX系統(tǒng)支持在中心端VOX設(shè)備上插入一塊10/100M以太網(wǎng)接口
板，用于上傳視頻信號，并且與本地信號互不干擾。上級監(jiān)控中心可以通過計算機上的解壓軟件觀看圖
像。
◆VOX系統(tǒng)可實現(xiàn)網(wǎng)管功能，可在監(jiān)控中心監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)設(shè)備狀態(tài)并配置網(wǎng)絡(luò)中硬件結(jié)構(gòu)。
◆VOX系統(tǒng)采用機箱插板式結(jié)構(gòu)，使用靈活，擴容方便，可隨時在各點增加視頻板或視頻擴展模塊，減少升
級費用。
◆VOX系統(tǒng)與IP視頻傳輸方式相比具有明顯的優(yōu)勢：整個系統(tǒng)共96路視頻信號，其中9路需要同時上傳。
如果使用IP方式傳輸，則必須采用SDH網(wǎng)提供的網(wǎng)絡(luò)接口，為了保證圖像質(zhì)量需要占用很大的系統(tǒng)帶寬。遠
端各地鐵站每處需要6臺視頻服務(wù)器，監(jiān)控中心還需要根據(jù)需要增加視頻服