高速公路監控系統全面數字高清解決方案

　　一、何謂高清

　　高清其實(shí)就是指視頻監控圖像的清晰度更高。對于視頻監控而言，圖像清晰度是最關(guān)鍵的特性。圖像越清晰，細節越明顯，視覺(jué)效果就越好，智能分析等應用業(yè)務(wù)的準確度也越高。所以，圖像清晰度是視頻監控永恒的追求。

　　筆者認為，高清是一個(gè)標準，而不是一種概念。標準不僅僅意味著(zhù)它是一個(gè)像素數據或者是一個(gè)圖像的畫(huà)面比例，它應該是一個(gè)整體的解決方案，它要求從前端攝像到中端傳輸到后端顯示都需要遵循著(zhù)同樣的標準。

　　衡量圖像清晰度的標準主要是分辨率，單位是像素。這個(gè)值越大，圖像則越清晰。高清與標清的差異也就體現在這里。兩者之間的分界線(xiàn)就是百萬(wàn)像素或720p，達到百萬(wàn)像素或720p及以上的就是高清。當前業(yè)內主要的高清標準有720P、1080P、1080i三種格式。

　　1.720P格式，是指在逐行掃描下達到1280×720的分辨率的標準視頻顯示格式。其理論值為750條垂直掃描線(xiàn)，實(shí)際有720條可見(jiàn)垂直掃描線(xiàn)，屏幕比例為16∶9，頻率為60Hz，行頻為45KHz。

　　2.1080P格式，是指在逐行掃描下達到1920×1080的分辨率的標準視頻顯示格式。其理論值為1125條垂直掃描線(xiàn)，實(shí)際有1080條可見(jiàn)垂直掃描線(xiàn)，屏幕比例為16∶9。

　　3.1080i格式，是指在隔行掃描下達到1920×1080的分辨率的標準視頻顯示格式。其理論值為1125條垂直掃描線(xiàn)，實(shí)際有1080條可見(jiàn)垂直掃描線(xiàn)，屏幕比例為16∶9，頻率為60Hz，行頻為33.75KHz。

　　二、高速公路監控系統高清解決方案

　　當前，在大多數高速公路視頻監控系統中，圖像清晰度只有4CIF，這樣的清晰度很難看清過(guò)往車(chē)輛車(chē)牌號碼及局部特征。尤其對于大型橋梁、長(cháng)大隧道、大型互通式立交橋、收費站、治超站、服務(wù)區、事故多發(fā)地等重點(diǎn)監控目標而言，其清晰度已遠遠達不到高速公路交警或高速公路管理處的應用要求，同時(shí)由于圖像存儲需要更高的視頻分辨率，錄像回放也更加重視細節的再現，因此，急需引入先進(jìn)的數字高清視頻監控高清解決方案。針對目前高速公路監控系統的現狀與存在的需求，深圳諾龍推出了一套基于數字高清在高速公路監控系統中的解決方案——UTN綜合業(yè)務(wù)光傳輸網(wǎng)。

　　UTN綜合業(yè)務(wù)光傳輸網(wǎng)是深圳諾龍針對數字化、網(wǎng)絡(luò )化、高清化、集成化、標準化的視頻監控發(fā)展趨勢，通過(guò)深度挖掘市場(chǎng)需求及現有產(chǎn)品、技術(shù)的特點(diǎn)研發(fā)和生產(chǎn)的新一代綜合業(yè)務(wù)光傳輸平臺。UTN高清解決方案包括數字高清視頻源采集編碼、傳輸及交換、存儲、顯示及管理控制等部分組成。

　　1.數字高清視頻采集編碼

　　高清視頻效果的保證首先來(lái)源于高清信息的采集，如果沒(méi)有前端高清視頻采集，就沒(méi)有后端的高清效果。

　　UTN的遠端業(yè)務(wù)接入設備ONU主要完成各監控點(diǎn)視頻信號、音頻、報警開(kāi)關(guān)量、各種低速數據、VOIP及標準以太網(wǎng)信號等接入;遠端業(yè)務(wù)接入設備在接入視頻信號的同時(shí)進(jìn)行數字化編碼處理，可支持H.264等標準壓縮格式。每臺ONU400支持4路標準視頻信號接入，每個(gè)端口可預置10-40Mbps網(wǎng)絡(luò )帶寬，完全能滿(mǎn)足數字高清視頻的接入;ONU采用環(huán)網(wǎng)接入時(shí)最大支持24個(gè)節點(diǎn)，支持環(huán)網(wǎng)自愈功能，其業(yè)務(wù)倒換時(shí)間小于30ms;各個(gè)ONU400支持ONU100星型擴展。

　　2.數字高清傳輸及交換

　　高清意味著(zhù)高帶寬。而高清監控在傳輸這一環(huán)節往往受到帶寬的影響。目前，視頻監控系統的傳輸技術(shù)主要有視頻基帶傳輸、光纖傳輸、網(wǎng)絡(luò )傳輸、微波傳輸和雙絞線(xiàn)平衡傳輸五種傳輸方式。其中，視頻基帶傳輸距離非常短;微波傳輸則受環(huán)境影響比較大;雙絞線(xiàn)只適合1KM以?xún)鹊谋O控傳輸，且只能傳輸一路圖像;光纖傳輸則比較適合長(cháng)距離傳輸;網(wǎng)絡(luò )傳輸易受網(wǎng)絡(luò )帶寬的影響。

　　面對高清應用的超大數據量帶寬以及實(shí)時(shí)性的要求，目前只有兩種傳輸方式在高清傳輸中得到認可，一種是采用光纖專(zhuān)線(xiàn)傳輸。采用光纖傳輸是解決長(cháng)距離視頻監控高速傳輸系統的最佳解決方式，通過(guò)把視頻及控制信號轉換為光信號在光纖中傳輸。光纖傳輸具有衰減小、頻帶寬、不受電磁波干擾、重量輕、保密性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，廣泛應用于國家及省市級的主干通信網(wǎng)絡(luò )。而在視頻監控系統中，光纖傳輸也已成為長(cháng)距離音視頻及控制信號傳輸的首選方式。第二種是網(wǎng)絡(luò )傳輸。隨著(zhù)目前網(wǎng)絡(luò )傳輸技術(shù)的迅猛發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò )也逐漸朝1000M甚至10000M方向發(fā)展。因此UTN采用光纖+通信網(wǎng)絡(luò )兩種混合傳輸模式系統可解決高清監控的高帶寬問(wèn)題。

　　UTN針對高速公路監控點(diǎn)具體分布的情況，在前端各監控點(diǎn)配置ONU400，各ONU400組成光纖環(huán)網(wǎng)傳輸方式傳輸到監控中心OLT設備。其1.25G的業(yè)務(wù)接入卡可支持最多96路視頻輸入，單機框則可達到192路視頻的接入能力交換。與上級監控通信網(wǎng)絡(luò )的系統擴展級聯(lián)則通過(guò)千兆電口進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。

　　UTN引入先進(jìn)的TDM控制機制，將ONU采集到的數據，各自在自身的獨立通道內傳輸，各ONU之間不存在資源競爭問(wèn)題，從而徹底解決了網(wǎng)絡(luò )阻塞的問(wèn)題，保證各業(yè)務(wù)傳輸質(zhì)量。同時(shí)采用單纖雙環(huán)設計，擁有專(zhuān)用的高速以太網(wǎng)數據通道和低數數據通道，高低速數據在各自的通道中傳輸，低速數據不需要進(jìn)行IP打包分發(fā)，極大地提高網(wǎng)絡(luò )傳輸的實(shí)時(shí)性及安全性。與外網(wǎng)的通訊通過(guò)交換控制卡進(jìn)行，可有效隔離廣播風(fēng)暴。