光传输网在高速公路监控系统中的应用

UTN面向视频、音频、数据、状态报警、对讲、以太网等多种业务，采用自主知识产权专利的带宽预留传输、交换技术，具有光纤自愈环网拓扑、快速倒换等特点，提供针对不同业务的以太网QoS保证，接入方式多样，组网灵活，很好地满足了各高速公路视频监控领域的实际需求(UTN应用拓扑图见图1)。

UTN主要由远端接入设备ONU及局端光接收设备OLT组成，中心光接收交换设备OLT采用插卡式设计，可根据实际情况进行配置(其详细配置参见表1)。

多业务接入，简化系统结构

高速公路监控系统建设中，包括收费监控、道路监控等存在大量的各类业务接入需求，主要包括监控的视频图像、监控子速率业务、音频、对讲、电话等。

针对高速公路多业务接入应用需求，UTN通过光纤将监控系统中的业务接入、传输、交换、管理等系统结合于一体。在全光网、高可靠传输的基础上，ONU单体设备可实现数字视频、音频、报警开关量、各种低速数据、对讲、VoIP等信号通过以太网接入传输。它基本涵盖了高速公路机电系统中外场至收费站侧的各类接入方式，极大地简化了用户监控系统组网的复杂程度。

多种视频接入方式，组网灵活

高速公路视频监控系统一般包括收费监控和道路监控两部分，由各自监控点数量、分布情况决定了需要采用不同的接入方式及组网方式。

而UTN则支持多种视频接入模式，包括远端ONU光纤接入、本地视频模拟接入，以及编解码器网络接入等;其组网方式灵活，可组成链形网、环网、相切环网和多种复杂的网络结构。

无论用户光纤铺设网络结构为星型、环型、链式或混合组网，UTN都可采用不同的系统结构，以充分利用原有光纤资源实现监控联网。针对高速公路采用分级分域的多级管理模式，主干可采用自愈环形网;道路外场、隧道监控则采用链路或环网，系统具备自愈保护功能，组网方便，可靠性高。

标准开放的IP架构，便于升级、扩展

高速公路监控所涉及每个子领域的技术发展速度非常快，因此，为保证系统能够与其它业务系统进行融合，同时为降低用户的投资成本，并方便后期扩容，而不局限于使用一个厂家的设备，整个系统都需采用标准化、开放式的架构。

为此，UTN在实际应用中，整体采用了基于开放协议的标准化设计，兼容性强，易于扩展。其传输与交换均采用标准以太网协议，高速互换，同时又具有专网的传输交换性能。相对于传统切换矩阵受其容量限制的问题，UTN则采用了高品质的IP网络进行实时视频监控流的交换处理，相当于将IP网络作为虚拟交换矩阵，具备无限扩展能力。其前端ONU设备具备标准FE口，可接入任何厂家的视频编解码器;中心光接收设备OLT具备标准的FE/GE接口，在网络平台下，可实现更高安全性的数据存储(支持NAS、SAN存储)，以及系统扩展级联;其还具备数据流量监测、隔离外网广播风暴等功能，保证联网后系统的安全性。

虚拟双环传输技术，保证传输质量

高速公路监控系统存在大量的各类业务接入应用，因此传输网络也越来越多地需要考虑对多种业务的支持及保证，如视频信号传输的稳定性，信息发布业务的实时性等。

因此，UTN采用独特的虚拟双环传输技术，将高速以太网数据流及低速率业务分别传输，其网络倒换时间小于30ms，充分保障监控系统实时、稳定地运行。高速通道主要针对高速公路监控项目需要的高实时性PLC控制信号、信息发布等业务，低速数据业务则可通过专用低速数据环进行传输。同时，采用带宽预分配技术对各节点网络传输进行统一控制，有效地保证了在网络传输过程中不会出现网络堵塞、丢包等现象，保障了视频图像传输质量。

大容量业务接入、交换

高速公路视频监控系统随着对高速公路的总体服务质量的更高，其规模也越来越大。因此，对监控系统的接入、交换能力也提出了更高的要求。

而UTN具备大容量的业务交换能力，其重要设备OLT配置光接收卡，可接收以多种组网传输方式接入的光信号;根据需要配置的视频编码卡，则可对周边信号模拟视频信号直接接入，配置解码卡可将IP数字信号还原为模拟图像，同时输出到电视墙，从而实现区内各主要部位的实时监控。UTN的单机箱背板交换能力最大可达到40G，其通过扩展最大可进行1024×256路的视频交换，完全满足高速公路视频监控发展需求。

高质量视频传输

高速公路监控系统视频采集点多，分散区域广，传输距离长。针对高速公路行车速度快，车流量大的特点，配合图像分析系统，因此对图像清晰度、适时性有较高要求。

UNT前端ONU设备支持标准H.264视频协议，H.264使得视频图像在较低带宽下可实现更高的图像质量，例如其在3M带宽下，可以实现MPEG-2需要近8M码流才能实现的图像质量。

同时，UTN全网只需要进行一次模数/数模转换。其意义在于：一方面，在多级联网项目中，可以保证图像传输的质量和效果。UTN将数字视频交换技术和光纤传输技术有机结合，不需增加任何中间环节，可最大程度保证图像质量，同时简化系统结构，极大地提高了系统的稳定性，便于后期维护。另一方面，其支持双码流传输模式，更可以实现高码流图像的实时图像调用，低码流图像的实时数据存储。

强大的网管能力

应对高速公路大规模的监控系统，需要能快速地对所有监控设备进行管理，同时能对系统中各设备运行状况进行实时监控、及时发现设备故障并处理，实现对所有监控设备降低高速公路监控的维护成本。

针对这一点，UTN综合业务光传输网采用标准化数字设计实现全网网管功能。其基于标准SNMP协议进行设计，提供人性化的人机交互界面，可以在任意一个节点接入，对整个系统进行管理和监控，操作简单快捷，赋予用户轻松便捷的使用体验。它还支持UTN网络拓扑结构的自动发现;可配置各种业务状态报警、故障自动告警GIS地图功能;支持网管对系统中各节点进行配置;标准SNMP协议;支持WindowsNT/2000/XP等。