以模擬矩陣為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)
    矩陣自從問世以來就在監(jiān)控領(lǐng)域占據(jù)著非常重要的地位，隨著90年代中后期光纖通信技術(shù)的發(fā)展，專門用于傳輸視頻信號(hào)的光端機(jī)開始興起，矩陣＋光端機(jī)逐漸成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主流建設(shè)模式，同時(shí)在城市道路監(jiān)控行業(yè)占據(jù)了大量的市場(chǎng)份額。

    隨著城市的不斷發(fā)展、用戶需求的提高，系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大及各個(gè)系統(tǒng)的相互融合必然成為系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)；但是，由于光端機(jī)和矩陣的傳輸和交換功能分離，且光端機(jī)作為一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸設(shè)備，傳統(tǒng)矩陣作為基于模擬信號(hào)的交換設(shè)備，在系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大及各個(gè)系統(tǒng)相互融合的發(fā)展趨勢(shì)下，采用這種矩陣＋光端機(jī)的方案將會(huì)帶來眾多的問題，如：需要大量的光纖、多級(jí)級(jí)聯(lián)圖像損耗、互連互控實(shí)現(xiàn)困難等。

數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)
    互連網(wǎng)技術(shù)的興起及推廣使得基于IP網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)得以快速發(fā)展， 采用網(wǎng)絡(luò)視頻編解碼器或者DVR構(gòu)建的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用中表現(xiàn)出咄咄逼人的態(tài)勢(shì)。

    然而采用IP網(wǎng)絡(luò)傳輸遇到的首要問題就是帶寬的限制，視頻傳輸數(shù)據(jù)量巨大，但網(wǎng)絡(luò)的資源相當(dāng)有限。因此，在對(duì)視頻傳輸質(zhì)量、控制實(shí)時(shí)性要求很高的交通監(jiān)控領(lǐng)域，憑目前的技術(shù)條件，IP網(wǎng)絡(luò)傳輸解決方案難以盡如人意。

基于視頻網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的監(jiān)控系統(tǒng)
    針對(duì)目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)中存在的上述問題，有廠家推出了基于視頻網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)的監(jiān)控系統(tǒng),如深圳博康公司推出的BVx系統(tǒng)。

    該系統(tǒng)是以光纖傳輸視頻、音頻、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)、低速數(shù)據(jù)及開關(guān)量信號(hào)的數(shù)字視頻解決方案，同時(shí)也是功能強(qiáng)大的、具有數(shù)字背板交換總線功能的分布式數(shù)字矩陣解決方案。它通過光纖介質(zhì)以任意形式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)分布式的監(jiān)控節(jié)點(diǎn)設(shè)備互聯(lián)，將接入的多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，諸如：視頻、音頻、數(shù)據(jù)及開關(guān)量信號(hào)等，通過先進(jìn)的數(shù)字背板交換總線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)自動(dòng)路由和全網(wǎng)交換，從而為城市交通、高速公路、機(jī)場(chǎng)、地鐵及軌道交通等領(lǐng)域，甚至是為需要大容量、高效能、無延時(shí)的視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的領(lǐng)域，提供完整的傳輸系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)解決方案。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    該系統(tǒng)在邏輯上分為前端多業(yè)務(wù)接入、中心匯聚交換和管理應(yīng)用三層結(jié)構(gòu)，分別完成前端視頻、音頻、數(shù)據(jù)等多業(yè)務(wù)的接入并數(shù)字化，多業(yè)務(wù)的傳輸、路由與交換，以及上層的應(yīng)用管理系統(tǒng)。這種三層結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)理念保證了該系統(tǒng)應(yīng)用的高效性、靈活性、可伸縮性，使得該系統(tǒng)不僅可以用于新建的系統(tǒng)中，為用戶提供一個(gè)高效的數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)，而且也可用于改造的系統(tǒng)中，與原有系統(tǒng)無縫結(jié)合以提高系統(tǒng)的整體性能。

    在結(jié)構(gòu)上，該系統(tǒng)由矩陣的前端多業(yè)務(wù)接入設(shè)備，中心匯聚交換設(shè)備，以及系統(tǒng)控制部分組成，并配以以網(wǎng)管系統(tǒng)為代表的相應(yīng)軟件系統(tǒng)。 [nextpage]

前端接入設(shè)備
    其中，前端接入設(shè)備Vbox分布于前端監(jiān)控點(diǎn)，用于接入前端的多種業(yè)務(wù)，諸如：視頻、音頻、低速數(shù)據(jù)、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)、電話等。對(duì)每種業(yè)務(wù)均集成了多個(gè)接口，保證了多項(xiàng)業(yè)務(wù)的接入能力，模擬視頻信號(hào)也可在此進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。根據(jù)接入能力的帶寬，該接入設(shè)備有三大系列，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)星型接入方式，而且可以通過單纖實(shí)現(xiàn)總線鏈路、環(huán)網(wǎng)（自愈）等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的接入方式，最大限度的優(yōu)化用戶的接入模式。

    另外，由于接入設(shè)備采用先進(jìn)的高速分插復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)在拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)上的交換功能，即網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械乃型ㄟ^前端接入設(shè)備的視頻及其他業(yè)務(wù)，均可以在光纖上完成切換并傳輸至監(jiān)控中心，通過中心設(shè)備的背板交換總線完成視頻及多業(yè)務(wù)的交換。這種性能可以突破光纖傳輸帶寬的瓶頸，該接入設(shè)備在組網(wǎng)時(shí)接入的視頻數(shù)量也能借此得到很大提高。

    同時(shí)，前端接入設(shè)備不僅支持網(wǎng)管系統(tǒng)，使其具備自發(fā)現(xiàn)功能、自動(dòng)拓?fù)涔δ芗凹床寮从茫≒nP）功能，而且在不同的組網(wǎng)模式下，都可以實(shí)現(xiàn)視頻等多業(yè)務(wù)的交換功能，使得BVx系統(tǒng)在業(yè)務(wù)的接入層面上具有良好的靈活性、智能性、擴(kuò)展性。

中心匯聚交換設(shè)備
    中心匯聚交換設(shè)備Vmux分布于不同級(jí)別的監(jiān)控中心，提供了功能齊全的各種功能板卡,可完成前端視頻、音頻、數(shù)據(jù)、以太網(wǎng)、電話等多業(yè)務(wù)的匯聚，并實(shí)現(xiàn)任意交換輸出。它不像傳統(tǒng)模式下上傳的視頻信號(hào)需轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)進(jìn)入矩陣的處理方式，該設(shè)備可以直接將前端設(shè)備通過光纖上傳的數(shù)字視頻信號(hào)，接入到系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化處理及壓縮，從而保證多次的系統(tǒng)級(jí)聯(lián)后視頻的高質(zhì)量畫質(zhì)。而這一切全部得益于數(shù)字背板交換總線設(shè)計(jì)架構(gòu)，接入的數(shù)字視頻通過交換總線可以靈活地在任意端口上輸出、實(shí)現(xiàn)在相應(yīng)端口上輸出數(shù)據(jù)等多業(yè)務(wù)；或者從交換總線上下載多路數(shù)字視頻，通過光卡復(fù)用后上傳到上一級(jí)的監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)整個(gè)視頻的傳輸、切換的全部數(shù)字化。

    在該系統(tǒng)中，單臺(tái)匯聚設(shè)備可作為數(shù)字視頻矩陣應(yīng)用，兼容光輸入與電輸入兩種形式，對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行非壓縮數(shù)字化，以及對(duì)輸入的光纖數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行解復(fù)用，不僅可以實(shí)現(xiàn)模擬矩陣的所有功能，而且還可以保持系統(tǒng)良好的擴(kuò)展性和可伸縮性。多臺(tái)Vmux系統(tǒng)之間通過光纖可以以任意拓?fù)浣M網(wǎng)結(jié)構(gòu)互聯(lián)（包括環(huán)型、相切環(huán)、相交環(huán)、星型、總線鏈路型或者混合型），組成一個(gè)大容量、高密度、全數(shù)字的基于數(shù)字視頻業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)。在此平臺(tái)上，每個(gè)匯聚設(shè)備能夠?qū)θW(wǎng)接入的視頻、音頻和數(shù)據(jù)等多業(yè)務(wù)進(jìn)行管理、控制、交換，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)視頻及多業(yè)務(wù)的共享和統(tǒng)一調(diào)度。

系統(tǒng)特點(diǎn)
    該系統(tǒng)既可以采用數(shù)字非壓縮編碼技術(shù)，最大能夠?qū)崿F(xiàn)256路視頻信號(hào)的交換輸出，也可以采用不同的板卡進(jìn)行數(shù)字式壓縮（MJPEG 、MPEG2、MPEG4、H.264等）技術(shù)進(jìn)行傳輸。根據(jù)用戶具體的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)視頻聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中任意節(jié)點(diǎn)間信號(hào)的單向、雙向、廣播等方式的傳輸，任意節(jié)點(diǎn)均可靈活地實(shí)現(xiàn)信號(hào)的Drop、Add、Pass、Stop以及相互組合，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的自由交換。并且，該系統(tǒng)還充分吸收了現(xiàn)代成熟的時(shí)分復(fù)用技術(shù)，為每一路視頻、音頻和數(shù)據(jù)信號(hào)提供不同的時(shí)隙，采用時(shí)隙復(fù)用技術(shù)，通過光纖介質(zhì)實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)的傳輸，在帶寬資源利用率、QoS保障及傳輸延時(shí)等方面為用戶提供更加優(yōu)越的性能。 [nextpage]

    在光纖鏈路上，系統(tǒng)根據(jù)帶寬資源動(dòng)態(tài)地分配系統(tǒng)的傳輸信道與時(shí)隙，傳輸視頻、音頻、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)、低速數(shù)據(jù)和開關(guān)量信號(hào)。該系統(tǒng)的這種可配置性通過配套的網(wǎng)管軟件自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，此外，網(wǎng)管軟件能夠監(jiān)視系統(tǒng)中各種設(shè)備運(yùn)行狀況并提供設(shè)備運(yùn)行的診斷信息，包括設(shè)備故障信息和鏈路故障信息，通過這些診斷信息幫助用戶準(zhǔn)確、快速定位故障點(diǎn)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟用自愈功能使系統(tǒng)能夠繼續(xù)正常運(yùn)行，避免局部故障導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。

    總體上看，該系統(tǒng)的核心是一個(gè)具有超強(qiáng)背板處理能力的數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)交換矩陣，集中處理來自不同網(wǎng)格傳輸介質(zhì)的大量壓縮和非壓縮的數(shù)字視頻信號(hào)和其它數(shù)據(jù)/語音信號(hào)，并通過標(biāo)準(zhǔn)總線實(shí)現(xiàn)數(shù)字矩陣之間以及數(shù)字矩陣和其他設(shè)備之間的互聯(lián)，從而，真正意義上保障了數(shù)字視頻信號(hào)網(wǎng)絡(luò)傳輸和交換的服務(wù)質(zhì)量。

在智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用
    ITS系統(tǒng)按照功能可以劃分為各個(gè)子系統(tǒng)，包括：監(jiān)控類（如：動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控、設(shè)備監(jiān)控、視頻監(jiān)控）、管理及控制（如：交通信號(hào)控制系統(tǒng)、卡口布控系統(tǒng)）、通信系統(tǒng)（如：呼叫中心、視頻會(huì)議系統(tǒng)、車載系統(tǒng)）等。然而不管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如何劃分，從信號(hào)的角度來講，利用BVx系統(tǒng)可以將原先各個(gè)功能分離的子系統(tǒng)納入到統(tǒng)一的傳輸平臺(tái)中來。

    該系統(tǒng)通過提供多種業(yè)務(wù)的透明傳輸通道，實(shí)現(xiàn)基于多種不同信號(hào)的子系統(tǒng)的有效集成，而對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來講，最核心的功能在于對(duì)于視頻信號(hào)的處理。如圖3所示，系統(tǒng)在城市交通監(jiān)控系統(tǒng)中的典型應(yīng)用:

    接入端可以實(shí)現(xiàn)前端各種業(yè)務(wù)，并以各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的形式將信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。在交通監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模日益擴(kuò)大的今天，利用接入端，根據(jù)監(jiān)控點(diǎn)的分布特點(diǎn)采取合理的方式對(duì)接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃，可以有效地利用傳輸線路、節(jié)省大量的光纖資源。

    該系統(tǒng)的匯聚端機(jī)一般安裝在各級(jí)分中心和監(jiān)控中心，用于對(duì)前端接入的各種信號(hào)進(jìn)行匯聚交換，它具備強(qiáng)大的總線交換功能，提供各種視頻、數(shù)據(jù)、音頻、以太網(wǎng)等結(jié)構(gòu)。用戶通過它即可進(jìn)行監(jiān)控中心的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)視頻切換、云鏡控制、錄像、字符疊加、數(shù)據(jù)處理、情報(bào)發(fā)布、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、對(duì)講等各種功能。

    與傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)提供網(wǎng)管功能，用戶在中心通過網(wǎng)管軟件即可實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障或者光纖斷裂的時(shí)候，網(wǎng)管軟件可以快捷地確定故障位置。