軌道交通高清視頻傳輸技術(shù)解讀：光纖傳輸添助力

　　視頻監(jiān)控體系是確保城市軌跡交通行車安排和安全的重要手法。視頻監(jiān)控體系給地鐵運營辦理者、調(diào)度員和值班員供給一個直觀、實時、真實的現(xiàn)場圖畫畫面。利用視頻監(jiān)控體系可監(jiān)視列車運轉(zhuǎn)、客流狀況、變電所設(shè)備室設(shè)備運轉(zhuǎn)狀況，是進步行車指揮透明度的輔佐通訊東西。

　　視頻監(jiān)控體系承載了軌跡交通體系中要害的視頻信息記載、緊急狀況的處理，替代了大量的人力。其毛病將致使體系的紊亂或要害信息的丟掉，給軌跡交通運輸形成無窮的風險。在實踐運轉(zhuǎn)中就有發(fā)作過因視頻監(jiān)控體系安穩(wěn)性疑問，影響到軌跡交通毛病的處理，影響到地鐵公安的辦案。因而，軌跡交通體系關(guān)于視頻監(jiān)控體系的牢靠性提出了極為嚴厲的需要。傳輸體系作為視頻網(wǎng)絡(luò)高清傳輸中的要害有些，傳輸方法和傳輸技能嚴重影響了全部體系的牢靠性。這篇文章對軌跡交通高清視頻計劃的傳輸技能進行羅列和總結(jié)。

　　1.雙絞線網(wǎng)絡(luò)傳輸

　　雙絞線網(wǎng)絡(luò)傳輸是當前最常見的一種網(wǎng)絡(luò)高清視頻傳輸方法，在各行各業(yè)都有運用。雙絞線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膬?yōu)下風都很明顯，優(yōu)勢在于布線便利、總體造價低、可一起為攝像機供給電源。下風也有許多，如傳輸間隔過短、傳輸抗攪擾才能弱、牢靠性低、需要思考防雷等。

　　在軌跡交通最常見場景——車站中，車站的攝像機到機房的間隔90%擺布是超越100米的。如選用雙絞線網(wǎng)絡(luò)傳輸，有必要運用接入交流機或前置交流機。

　　因車站的環(huán)境相對機房環(huán)境惡劣許多，在車站內(nèi)主張運用工業(yè)級交流機進行設(shè)備接入。但選用了接入交流機的計劃中，會形成網(wǎng)絡(luò)辦理的難度進步，工業(yè)交流機的造價過高、網(wǎng)絡(luò)防雷防浪涌致使的本錢添加，雙絞線會因為氧化而致使牢靠性的下降。

　　當前有些建造較早的軌跡交通項目運用雙絞線傳輸。

　　2.光纖直連傳輸

　　光纖傳輸逐漸在軌跡交通職業(yè)中開端遍及開來。光纖傳輸可以處理傳輸間隔只要100米的疑問，傳輸間隔徹底滿意站點、車輛段運用，可以處理牢靠性較低的疑問。光纖運用二氧化硅資料防止了因氧化形成的牢靠性的下降，相同防止了雷擊、浪涌等電磁攪擾。

　　光纖傳輸當前也存在有多種方法，一般RG45網(wǎng)口的攝像機運用光纖傳輸，需要多個設(shè)備進行光電變換。具體如下圖。攝像機到后端交流機需要2臺光電變換設(shè)備。

　　一般攝像機光傳輸鏈路

　　大華股份為了簡化傳輸鏈路，削減傳輸中的中心節(jié)點，推出了光纖高清攝像機，攝像機可直接刺進SFP模塊。具體如下圖，光纖可運用SFP模塊直接銜接到后端的光口交流機。削減了中心的光電變換設(shè)備，較少了毛病節(jié)點，進步了體系安穩(wěn)性。

　　光纖攝像機光傳輸鏈路

　　運用光纖高清攝像機還具有抗電磁攪擾的長處，關(guān)于地鐵項目，因為機車的動力電源遠高于市電。電磁攪擾強許多，很容易對網(wǎng)絡(luò)信號發(fā)作攪擾，經(jīng)過光纖傳輸，傳輸?shù)氖枪庑盘枺梢杂行Х乐闺姶艛嚁_，使得體系愈加安穩(wěn)牢靠。

　　SFP模塊(Small Form-factor Pluggables：小封裝可插拔收發(fā)器)，是將千兆/百兆位電信號變換為光信號的接口器材。SFP規(guī)劃上可認為熱插拔運用。SFP是一種符合國際標準的可交流商品。在軌跡交通職業(yè)中的攝像機一般運用的單模單纖SFP模塊。

　　交流機接口密度也是影響光纖直接接入的一個要素。每個攝像機直接銜接到交流機，相應(yīng)的交流機需要有滿意的SFP接口和攝像機銜接。這就要去交流機需要有較高的接口密度。當前的交流機可以到達全體最大400個SFP或1U上48個SFP接口的密度?？梢灾螁蝹€車站所以攝像機的點對點接入。

　　當前大多軌跡交通項目選用光纖傳輸，如杭州地鐵、南京地鐵、武漢地鐵等。

　　3.PON光纖傳輸

　　PON(Passive Optical Network：無源光纖網(wǎng)絡(luò))以組網(wǎng)靈敏、網(wǎng)絡(luò)掩蓋規(guī)模大、簡化網(wǎng)絡(luò)層次等優(yōu)越性，為多個項目的建造供給的領(lǐng)先的動力和技能支撐。但因為其節(jié)點多、掩蓋面廣等許多要素，假如咱們在運用中不能合理運用，會給全部網(wǎng)絡(luò)帶來很大的損害。當前FTTH(Fiber To The Home：光纖入戶)等接入技能大多運用PON技能。但PON是不是合適運用在軌跡交通職業(yè)。還需要具體剖析。

　　PON體系由多個光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)，一個光線路終端(OLT)和一個或多個分光器組成(見下圖)。在下行方向，OLT所發(fā)送的信號播送到一切的ONU上。在上行方向，選用TDMA多址接入技能，多個ONU的上行信息組成一個TDM信息撒播送到OLT。

　　PON技能組網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸示意圖

　　數(shù)據(jù)從OLT到多個ONU以播送式下行(時分復(fù)用技能TDM)，當數(shù)據(jù)信號到達ONU時，ONU在物理層上做判別，接納給它自個的數(shù)據(jù)幀，摒棄那些給其它ONU的數(shù)據(jù)幀。

　　關(guān)于安全性的思考。上行方向，ONU不能直接接納到其它ONU上行的信號，所以O(shè)NU之間的通訊，都有必要經(jīng)過OLT。

　　本錢上，PON技能在大規(guī)模的接入有很大的優(yōu)勢，因分光的原理，可以節(jié)省大量的光纖資本。但關(guān)于軌跡交通中站點的視頻監(jiān)控運用，大多數(shù)的視頻接入點都在400米以內(nèi)，關(guān)于光纖的節(jié)省量十分有限。而關(guān)于軌跡交通中站點的視頻監(jiān)控運用，因為區(qū)間間隔較長，光纖的節(jié)省量較大，當前常用PON技能或環(huán)網(wǎng)交流技能。PON技能選用PON組網(wǎng)削減了OLT線卡的運用數(shù)量，但是OLT線卡報價高于交流線卡，所以交流機星型組網(wǎng)與PON組網(wǎng)在本錢上是差別不大的。因攝像機選用PON技能添加的本錢和光纖的節(jié)省量也根本相等。

　　牢靠性上，PON選用總線型結(jié)構(gòu)，假如OLT端的總線呈現(xiàn)了發(fā)作了鏈路中止，則該PON口下，一切IPC的銜接會發(fā)作中止，牢靠性較低。如選用全交流的星型網(wǎng)絡(luò)如光纖直連傳輸，光纖中止僅有一路IPC會受到影響，對全部體系影響很小。

　　安全上，PON技能也存在較多疑問，當前的正在經(jīng)過技能手法進行躲避但交流組網(wǎng)會有非常好的處理計劃。

　　a) PON可關(guān)于接入設(shè)備進行認證。如不符合需要的設(shè)備進行接入，會被回絕接入。在交流組網(wǎng)上也有相似的技能，如用戶安全準入體系，可支撐對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接入認證。

　　b) PON的上行選用時分復(fù)用。在安全性存在較嚴重疑問，分光器對各個鏈路沒有限制，假如分光器上接一個外來發(fā)光設(shè)備，繼續(xù)發(fā)光，整條PON鏈路上的數(shù)據(jù)都會受到攪擾，該PON口下都無法正常通訊，影響大批攝像機。

　　c) PON的下行選用播送方法。每個ONU經(jīng)過區(qū)別LLID來判別是不是為自個的數(shù)據(jù)幀，假如不是則丟棄。但下行數(shù)據(jù)包為播送方法分發(fā)，意味著每個ONU都可以收到下行的報文，經(jīng)過修正ONU芯片信息可以做到承受一切數(shù)據(jù)幀，實現(xiàn)下行數(shù)據(jù)的盜取

　　d) PON組網(wǎng)較交流組網(wǎng)在協(xié)議支撐上有缺點。當前還沒有廠家在PON設(shè)備上支撐一切的交流組網(wǎng)協(xié)議。如在802.1x上PON網(wǎng)絡(luò)支撐的比較簡單，僅為CHAP/EAP認證，但交流機廠商一般會做得更多(如：與以下有關(guān)協(xié)議聯(lián)動 port based、mac based、動態(tài)vlan下發(fā)、動態(tài)acl下發(fā)、guest vlan，旁路MAC認證，認證失利端口跳轉(zhuǎn)指定vlan)等。

　　綜上所述，PON技能當前在開展的頂峰期間。雖然少量項目在軌跡交通運用了PON技能，但就各方面剖析后，在軌跡交通的站點視頻監(jiān)控并不是PON運用的最佳場景。PON技能在軌跡交通的區(qū)間監(jiān)控上會有較大的開展。

　　4.同軸電纜傳輸

　　同軸電纜傳輸是模仿視頻信號最常運用的傳輸方法?，F(xiàn)在跟著高清技能的開展，多數(shù)廠家也提出了經(jīng)過同軸電纜傳輸高清信號的技能。同軸電纜傳輸高清技能在原軌跡交通站點進行標清改造高清有重要的含義，可以防止線路的更換，只進行設(shè)備的更換就能到達高清的作用。

　　大華股份推出的HDCVI技能可以將1080P信號在75-5同軸電纜上傳輸400米的間隔，可以滿意站點視頻監(jiān)控的需要。

　　當前大華的HDCVI技能有延時低、傳輸間隔長、可一起傳輸操控信號等長處。

　　軌跡交通車站HDCVI高清視頻監(jiān)控拓撲圖

　　車站的HDCVI攝像機運用同軸電纜傳輸?shù)胶蠖说腍DCVI編碼器。運用HDCVI編碼器將高清信號編碼然后經(jīng)過IP網(wǎng)絡(luò)進行存儲或供調(diào)用。

　　經(jīng)過同軸電纜傳輸是當前軌跡交通站點標清視頻監(jiān)控進行高清改造的優(yōu)異計劃。可以下降本錢、削減工期、便于施行。

　　總結(jié)

　　這篇文章對軌跡交通網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控范疇用到的雙絞線傳輸、光纖直連傳輸、PON光纖傳輸、同軸電纜傳輸四種傳輸方法進行了具體的論述。剖析了四種傳輸方法在軌跡交通中運用的優(yōu)勢和下風。輔導了軌跡交通網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控傳輸技能的選擇。