光傳輸網在高速公路監控系統中的應用

UTN面向視頻、音頻、數據、狀態報警、對講、以太網等多種業務，采用自主知識產權專利的帶寬預留傳輸、交換技術，具有光纖自愈環網拓撲、快速倒換等特點，提供針對不同業務的以太網QoS保證，接入方式多樣，組網靈活，很好地滿足了各高速公路視頻監控領域的實際需求(UTN應用拓撲圖見圖1)。

UTN主要由遠端接入設備ONU及局端光接收設備OLT組成，中心光接收交換設備OLT采用插卡式設計，可根據實際情況進行配置(其詳細配置參見表1)。

多業務接入，簡化系統結構

高速公路監控系統建設中，包括收費監控、道路監控等存在大量的各類業務接入需求，主要包括監控的視頻圖像、監控子速率業務、音頻、對講、電話等。

針對高速公路多業務接入應用需求，UTN通過光纖將監控系統中的業務接入、傳輸、交換、管理等系統結合于一體。在全光網、高可靠傳輸的基礎上，ONU單體設備可實現數字視頻、音頻、報警開關量、各種低速數據、對講、VoIP等信號通過以太網接入傳輸。它基本涵蓋了高速公路機電系統中外場至收費站側的各類接入方式，極大地簡化了用戶監控系統組網的復雜程度。

多種視頻接入方式，組網靈活

高速公路視頻監控系統一般包括收費監控和道路監控兩部分，由各自監控點數量、分布情況決定了需要采用不同的接入方式及組網方式。

而UTN則支持多種視頻接入模式，包括遠端ONU光纖接入、本地視頻模擬接入，以及編解碼器網絡接入等;其組網方式靈活，可組成鏈形網、環網、相切環網和多種復雜的網絡結構。

無論用戶光纖鋪設網絡結構為星型、環型、鏈式或混合組網，UTN都可采用不同的系統結構，以充分利用原有光纖資源實現監控聯網。針對高速公路采用分級分域的多級管理模式，主干可采用自愈環形網;道路外場、隧道監控則采用鏈路或環網，系統具備自愈保護功能，組網方便，可靠性高。

標準開放的IP架構，便于升級、擴展

高速公路監控所涉及每個子領域的技術發展速度非常快，因此，為保證系統能夠與其它業務系統進行融合，同時為降低用戶的投資成本，并方便后期擴容，而不局限于使用一個廠家的設備，整個系統都需采用標準化、開放式的架構。

為此，UTN在實際應用中，整體采用了基于開放協議的標準化設計，兼容性強，易于擴展。其傳輸與交換均采用標準以太網協議，高速互換，同時又具有專網的傳輸交換性能。相對于傳統切換矩陣受其容量限制的問題，UTN則采用了高品質的IP網絡進行實時視頻監控流的交換處理，相當于將IP網絡作為虛擬交換矩陣，具備無限擴展能力。其前端ONU設備具備標準FE口，可接入任何廠家的視頻編解碼器;中心光接收設備OLT具備標準的FE/GE接口，在網絡平臺下，可實現更高安全性的數據存儲(支持NAS、SAN存儲)，以及系統擴展級聯;其還具備數據流量監測、隔離外網廣播風暴等功能，保證聯網后系統的安全性。

虛擬雙環傳輸技術，保證傳輸質量

高速公路監控系統存在大量的各類業務接入應用，因此傳輸網絡也越來越多地需要考慮對多種業務的支持及保證，如視頻信號傳輸的穩定性，信息發布業務的實時性等。

因此，UTN采用獨特的虛擬雙環傳輸技術，將高速以太網數據流及低速率業務分別傳輸，其網絡倒換時間小于30ms，充分保障監控系統實時、穩定地運行。高速通道主要針對高速公路監控項目需要的高實時性PLC控制信號、信息發布等業務，低速數據業務則可通過專用低速數據環進行傳輸。同時，采用帶寬預分配技術對各節點網絡傳輸進行統一控制，有效地保證了在網絡傳輸過程中不會出現網絡堵塞、丟包等現象，保障了視頻圖像傳輸質量。

大容量業務接入、交換

高速公路視頻監控系統隨著對高速公路的總體服務質量的更高，其規模也越來越大。因此，對監控系統的接入、交換能力也提出了更高的要求。

而UTN具備大容量的業務交換能力，其重要設備OLT配置光接收卡，可接收以多種組網傳輸方式接入的光信號;根據需要配置的視頻編碼卡，則可對周邊信號模擬視頻信號直接接入，配置解碼卡可將IP數字信號還原為模擬圖像，同時輸出到電視墻，從而實現區內各主要部位的實時監控。UTN的單機箱背板交換能力最大可達到40G，其通過擴展最大可進行1024×256路的視頻交換，完全滿足高速公路視頻監控發展需求。

高質量視頻傳輸

高速公路監控系統視頻采集點多，分散區域廣，傳輸距離長。針對高速公路行車速度快，車流量大的特點，配合圖像分析系統，因此對圖像清晰度、適時性有較高要求。

UNT前端ONU設備支持標準H.264視頻協議，H.264使得視頻圖像在較低帶寬下可實現更高的圖像質量，例如其在3M帶寬下，可以實現MPEG-2需要近8M碼流才能實現的圖像質量。

同時，UTN全網只需要進行一次模數/數模轉換。其意義在于：一方面，在多級聯網項目中，可以保證圖像傳輸的質量和效果。UTN將數字視頻交換技術和光纖傳輸技術有機結合，不需增加任何中間環節，可最大程度保證圖像質量，同時簡化系統結構，極大地提高了系統的穩定性，便于后期維護。另一方面，其支持雙碼流傳輸模式，更可以實現高碼流圖像的實時圖像調用，低碼流圖像的實時數據存儲。

強大的網管能力

應對高速公路大規模的監控系統，需要能快速地對所有監控設備進行管理，同時能對系統中各設備運行狀況進行實時監控、及時發現設備故障并處理，實現對所有監控設備降低高速公路監控的維護成本。

針對這一點，UTN綜合業務光傳輸網采用標準化數字設計實現全網網管功能。其基于標準SNMP協議進行設計，提供人性化的人機交互界面，可以在任意一個節點接入，對整個系統進行管理和監控，操作簡單快捷，賦予用戶輕松便捷的使用體驗。它還支持UTN網絡拓撲結構的自動發現;可配置各種業務狀態報警、故障自動告警GIS地圖功能;支持網管對系統中各節點進行配置;標準SNMP協議;支持WindowsNT/2000/XP等。