陳禮云

摘 要：隨著高清視頻技術(shù)的發(fā)展，高清已成為地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一個熱門話題。高清攝像機(jī)是高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，與模擬攝像機(jī)相比，不僅提高了圖像清晰度，也給攝像機(jī)的接入方式帶來了新的變化。本文介紹了地鐵車站的特點(diǎn)以及高清攝像機(jī)接入方案。

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控系統(tǒng)；高清；接入方案；以太無源光網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號：U231 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

傳統(tǒng)的地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用的是標(biāo)清技術(shù)，模擬攝像機(jī)的像素一般只能達(dá)到30～40萬像素，只能保證看到圖像，而無法提供圖像細(xì)節(jié)。模擬視頻信號傳輸多使用同軸電纜，這種傳輸方式有如下缺點(diǎn)：①信號很容易受地鐵電磁場干擾；②攝像機(jī)到設(shè)備室的距離較遠(yuǎn)時，需通過光端機(jī)進(jìn)行傳輸；③云臺攝像機(jī)還需增加控制線；④模擬視頻無法進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)管。隨著安防監(jiān)控高清技術(shù)的迅猛發(fā)展，一些新建地鐵線路已經(jīng)開始建設(shè)高清的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，畫面清晰度大幅提高，能夠提供更多的細(xì)節(jié)，可以滿足高密度人流的監(jiān)控需求，高清的圖像數(shù)據(jù)還將進(jìn)一步推動智能分析技術(shù)的發(fā)展。本文重點(diǎn)分析了高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)中高清攝像機(jī)的接入方案。

1 地鐵車站特點(diǎn)

地鐵車站由站臺、站廳、出入口等組成，部分地下車站還融入了商業(yè)區(qū)。在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，部分?jǐn)z像機(jī)點(diǎn)位距離設(shè)備室比較遠(yuǎn)，攝像機(jī)的布置密度也在迅速增加。隨著城市地鐵多條線路建設(shè)開通，需要遠(yuǎn)距離接入的攝像機(jī)點(diǎn)位的需求更大。面對高密度和遠(yuǎn)距離的接入需求，選擇合適的攝像機(jī)接入方案尤為重要。

2 高清攝像機(jī)

第一類高清攝像機(jī)是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)（IPC），符合國際HDTV 標(biāo)準(zhǔn)，通常把1080P圖像壓縮到6～8M，實(shí)時全幀率，一般帶以太網(wǎng)電口和SFP光口，有的IPC還提供了EPON（以太無源光網(wǎng)絡(luò)）接口。

第二類高清攝像機(jī)是數(shù)字非壓縮高清攝像機(jī)。整套系統(tǒng)主要是使用HD-SDI（1.485G bit/s）高清視頻信號作為高清攝像機(jī)、高清光端機(jī)、高清矩陣、高清顯示設(shè)備互連的標(biāo)準(zhǔn)。

3 高清攝像機(jī)接入方案

3.1 數(shù)字非壓縮高清攝像機(jī)接入方案

數(shù)字非壓縮高清攝像機(jī)通常使用HD-SDI數(shù)字同軸電纜傳輸視頻，傳輸距離不超過100m，一般在攝像機(jī)附近設(shè)置光端機(jī)，通過光端機(jī)接入到設(shè)備室，光信號不受電磁干擾；帶云臺的攝像機(jī)需增加RS485線進(jìn)行控制；施工時需考慮室外光端機(jī)的安裝。數(shù)字非壓縮高清攝像機(jī)接入方案如圖1所示。

3.2 高清IPC以太網(wǎng)電口接入方案

高清IPC以太網(wǎng)口電口接入方案，通過網(wǎng)線可以傳輸視頻信號和控制信號，還可以使用POE（以太網(wǎng)供電）供電，通過網(wǎng)線傳輸數(shù)字信號抗干擾能力較強(qiáng)；距離較遠(yuǎn)時可以采用室外接入交換機(jī)中繼，通過交換機(jī)的光口接入設(shè)備室；可以支持遠(yuǎn)程網(wǎng)管，便于故障排查；施工時需考慮需室外交換機(jī)的安裝。

3.3 高清IPC以太網(wǎng)光口接入方案

高清IPC以太網(wǎng)光口接入方案，通過光纖傳輸視頻信號和控制信號，傳輸距離遠(yuǎn)，可以直接接入設(shè)備室，光信號不受電磁干擾；可以支持遠(yuǎn)程網(wǎng)管，便于故障排查。

3.4 高清IPC EPON接入方案

EPON采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，無源光纖傳輸方式，在以太網(wǎng)上提供多種業(yè)務(wù)。

在一個EPON中，不需任何復(fù)雜的協(xié)議，光信號就能準(zhǔn)確地傳送到最終用戶，最終數(shù)據(jù)也能被集中傳送到中心網(wǎng)絡(luò)。在物理層，EPON使用千兆PON光接口，同時在PON的傳輸機(jī)制上，通過MAC控制命令來控制和優(yōu)化各光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）與光線路終端（OLT）之間突發(fā)性數(shù)據(jù)通信和實(shí)時的TDM通信。另外，EPON通過在MAC層中實(shí)現(xiàn)802.1p來提供QoS。

現(xiàn)在一些IPC集成了EPON接口，可作為一個ONU直接接入EPON網(wǎng)絡(luò)，EPON網(wǎng)接入IPC的示意圖如圖2所示。

從地鐵設(shè)備室交換機(jī)千兆EPON口引出的主光纖就像一根水管，通過無源分光器進(jìn)行分路，接入IPC的EPON口（無源分光器有1分2、1分4到1分16等型號，分別接入1路IPC、3路IPC到15路IPC，另外一路用于連接主光纖，如圖3所示），主光纖的距離最大可達(dá)20km。這種組網(wǎng)方式的優(yōu)點(diǎn)：①1根主光纖可以接入多路IPC，線纜節(jié)省是數(shù)量級的；②1座車站只需幾根主光纖接入設(shè)備室，走線清晰簡單，布線非常方便；③無需室外的光端機(jī)或接入交換機(jī)等設(shè)備；④分光器是無源設(shè)備，無需供電，可靠性高；⑤不受電磁干擾；⑥可以網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程管理，便于故障排查；⑦具有設(shè)備認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密技術(shù)，還可采用VLAN（虛擬局域網(wǎng)）隔離，安全性高。

EPON由于使用了經(jīng)濟(jì)而高效的結(jié)構(gòu)，從而成為接入網(wǎng)的一種上佳通信方法。目前已有國內(nèi)地鐵高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用EPON接入方案，相信EPON接入方案將會得到更為廣泛的應(yīng)用。

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