城市地铁视频监控联网技术系统案例分析

     目前城市地铁站视频监控一般分为两级监控；在地铁站端要求监视所有本站图像，另外在监控中心要求可以监视下属各地铁站的情况。考虑到资金投入的问题，在中心端，一般不要求同时看到所有地铁站的所有图像；而是采取两种方式监视：一种是同时监视各地铁站的某几路图像，另外一种是要求可同时看到某一个地铁站的所有图像或大部分图像。这就需要考虑从各地铁站到监控中心的视频传输问题。

    ★从各地铁站到监控中心的视频传输一般有两种方案。

    第一种是使用数字视频编解码器，通过SDH提供的E1信道完成视频传输；

    第二种是采用光纤方式，独立组成城铁视频监控联网系统完成传输。若采用第一种方式，需要占用大量SDH资源，增大了通信系统的压力。在第二种方式中，如过采用传统点对点方式，则要占用很多的光纤资源。随着现代光纤通信技术和数字视频技术的飞速发展，在监控领域内，实时数字视频的光纤传输也已经被越来越多的人所接收。城铁系统光纤拓扑结构一般呈链状或环网结构，建议采用，系统远端设备对模拟图像进行压缩编码、数字化并通过复用器复接到高速信道，通过电/光转换将信号发送到光纤通道，组成链网或环网；在局端进行反向复用、解码，输出模拟图像，图像质量可达到DVD效果。我们以下面的案例为例，详细介绍如何采用VOX-基于光纤的数字视频传输平台解决城铁视频监控联网传输问题。

    ★现状及用户要求

    某城市地铁站联网监控项目，共具有16个地铁站，每个地铁站上传6路图像，共96路图像。

    全网共设1个监控中心，在监控中心需要设置6台监视器，同时观看16个站96图像中的任意6路。同时另设3个独立的操作席，各配1台监视器观看任意1路图像。

    ★设计原则及解决方案

   本设计方案着眼于整个系统的先进性、可靠性、灵活性和符合需方远期规划的原则设计，综合考虑系统的可扩展性，业务拓展功能及系统升级功能。

    根据现有状况及要求，提出采用北京蛙视通信有限公司的光纤数字音视频传输平台-VOX系统。VOX系统远端设备对模拟图像进行压缩编码、数字化并通过复用器复接到高速信道，通过电/光转换将信号发送到光纤通道，可组成链网或环网；在局端进行反向复用、解码，输出模拟图像，图像质量可达到DVD效果。

    ★VOX系统介绍

    VOX系统采用光纤作为传输介质，内置光传输模块，VOX系统摒弃了传统视频光端机点对点的传输模式，采用了电信级的光纤通信系统中数字中继的技术，信号逐级再生，与本地信号进行交叉复用，信号可在任何一点上下，非常灵活。通过时隙配置可以实现图像的全网交叉，使用极为方便。

    VOX采用模块化的结构------包含机箱、光传输板、业务板(视频压缩板、视频解压缩板、数据板、E1版、以太网网桥、以太网接口板)等模块。每个监控点可根据需要及数量选择相关的模块，一般在监控点配置一台VOX设备，需要机箱一个、光传输板一块、业务板若干。在监控中心需VOX机箱一个、光传输板一块、业务板若干。

    VOX系统可以实现音视频双向传输和多点信息共享的功能。比如在监控中心插入一块视频压缩板，分中心或地铁站插入一块解压缩板，通过时隙配置即可实现音视频的反向传输，即简单的会议电视功能。

   VOX系统可以通过以太网与上级监控联网。VOX系统支持在中心端VOX设备上插入一块10/100M以太网接口板，用于上传视频信号，并且与本地信号互不干扰。上级监控中心可以通过计算机上的解压软件观看图像。

    VOX系统可实现网管功能，可在监控中心监测网络设备状态并配置网络中硬件结构。

    根据传输容量的不同，VOX分为VOX-155和VOX-622两种系统。VOX-155系统的传输带宽为155Mbit/s,可同时传输30路高质量视频信号、15路音频信号、2路共享型异步数据。VOX-622系统传输带宽为622Mbit/s，可同时传输126路高质量视频信号、126路音频信号、2路共享型异步数据。

    在系统传输过程中，VOX-622系统平滑兼容VOX-155，使VOX-155成为VOX-622系统光分支，通过光分支直接把图像传输到监控中心，并且与各分中心同时观看图像，互不干扰。

    VOX系统特点：

    大容量传输特性------一根光纤上最多可传输多达120路视音频信号；

    高品质的图像质量-----高清晰度，无马赛克现象；

    传输距离长-----单系统最远可达1800公里；

    多种组网方式-----即可形成强大的环网保护，又可以形成多节点链网；

    方便的扩容能力------插卡式结构，配置灵活；

    系统可扩展性强------增加监控地铁站，可就近接入原有VOX系统统一管理。

    节省光纤资源------相较于传统的点对点设备，VOX系统占用的拓扑路径最短；

    具备多种压缩方式------M-JEPG，MPEG-2；

    强大的后台管理软件------故障自我诊断，数字图像处理。

    ★系统框图及说明

    VOX-155系统中将总带宽155M划分为16个时隙，其中15个时隙可以用来传输视频信号，每路视频信号的带宽是10M。因为监控中心总共只需要同时观看96路图像中的9路，因此最多只需占用系统中的9个时隙。在监控中心通过网管软件，将9路视频解压缩板分别分配到指定的时隙，从指定的时隙上解压缩图像。同时各分控操作席可以通过VOX-155客户端软件对各地铁站的视频信号进行切换，选择需要观看的图像上传到指定的时隙上。

    监控中心需要在计算机上安装VOX控制服务器软件和系统网管软件，对整个系统各节点进行管理和配置。各分控操作席需要安装VOX客户端软件，以完成图像切换，前端设备控制等功能。

    本系统要求服务器和各客户端可以通过网络通信，该网络可以是已存在的局域网，如果不具备，VOX系统可以通过在各分中心和中心的VOX设备中增加以太网板来实现互相信号上网和互相通信。以太网板可以直接将数字视频信号转换后在以太网上发布，用户可以通过软件在计算机上观看图像并进行控制切换等操作。

    根据系统需要，以2芯光纤沿16个地铁站、3个分中心、1个中心共20个点组成环网，形成一个VOX-155系统。每个点分别需要配备以下设备：

    每个地铁站需配备以下设备：VOX机箱1个，VOX-155光接口板1块，M-JPEG视频压缩板6块；监控中心需要配备以下设备：VOX机箱1个，VOX-155光接口板1块，M-JPEG视频解压缩板9块，以太网接口板1块，VOX控制服务器软件1套，网管软件1套，客户端控制软件1套。

    VOX系统可以实现音视频双向传输和多点信息共享的功能。比如在监控中心插入一块视频压缩板，分中心或收费站插入一块解压缩板，通过时隙配置即可实现音视频的反向传输，即会议电视功能。示意图如：

    ●VOX系统可以通过以太网与上级监控联网。VOX系统支持在中心端VOX设备上插入一块10/100M以太网接口板，用于上传视频信号，并且与本地信号互不干扰。上级监控中心可以通过计算机上的解压软件观看图像。

    ●VOX系统可实现网管功能，可在监控中心监测网络设备状态并配置网络中硬件结构。

    ●VOX系统采用机箱插板式结构，使用灵活，扩容方便，可随时在各点增加视频板或视频扩展模块，减少升级费用。

    ●VOX系统与IP视频传输方式相比具有明显的优势：整个系统共96路视频信号，其中9路需要同时上传。

    如果使用IP方式传输，则必须采用SDH网提供的网络接口，为了保证图像质量需要占用很大的系统带宽。远端各地铁站每处需要6台视频服务器，监控中心还需要根据需要增加视频服务器，整个系统的费用会大大增加。