昆石公路起于昆明關(guān)上石虎關(guān)；止于著名風(fēng)景區(qū)石林，是云南已經(jīng)建成的高速公路中標(biāo)準(zhǔn)最高的一條路。昆石公路全長78.07公里，其中起點至小石壩6.27公里為雙向8車道高速公路，路基寬40.5米；小石壩至半截河67.07公里為雙向6車道高速公路，路基寬26米；半截河至石林4.28公里為雙向4車道高速公路，路基寬24.5米。昆石公路是云南通往東南亞國際通道的重要路段，也是直達(dá)著名風(fēng)景區(qū)石林的黃金旅游通道。

系統(tǒng)需求分析
    昆石高速公路設(shè)計采用封閉式收費系統(tǒng)，全線設(shè)2個收費站和9個收費點，采取“大站管小站”的管理模式，小喜村收費站兼管：小喜村主線站、小石壩匝道、王家管匝道、松茂匝道、陽宗匝道5個收費點；宜良匝道收費站兼管：宜良匝道、草甸匝道、石林主線站、半截河匝道4個收費點。

    由于昆石高速公路路段較長，收費中心設(shè)在路線起點，與小喜村收費站同址，其他各站點距離收費中心較遠(yuǎn)，且全線監(jiān)控系統(tǒng)需上傳中心的外場圖像也較多，各收費點距離所屬收費站距離也較遠(yuǎn)，因而采用點對點式光端機進行圖像傳輸性價比不理想，所以全路段收費和路段監(jiān)控以及小團山、陽宗隧道的圖像統(tǒng)一采用視頻鏈路節(jié)點機進行圖像傳輸；（其中入口車道的車道圖像不上傳）即各收費站點的出口收費車道、收費亭內(nèi)及廣場攝像機的圖像以及外場監(jiān)控圖像通過多模光纜+光端機的方式，將視頻信號傳輸?shù)礁魇召M站點的視頻鏈路節(jié)點機，控制信號走通信系統(tǒng)提供的低速數(shù)據(jù)通道。各收費站的視頻鏈路節(jié)點機除了輸出所轄各收費點圖像到視頻控制矩陣外，同時輸入各收費站控制矩陣所切換的圖像，依次接入下一個收費點（站）的視頻鏈路節(jié)點機，傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。視頻圖像傳輸系統(tǒng)占用主干四芯單模光纖。

    所有收費點的圖像全部上傳所屬收費站，收費站監(jiān)控室通過視頻切換矩陣對收費廣場、收費車道的圖像進行切換監(jiān)視，實現(xiàn)收費站對收費業(yè)務(wù)的實時監(jiān)視。

    監(jiān)控中心的反向控制信號經(jīng)控制信號分配器，經(jīng)過通信系統(tǒng)提供的低速數(shù)據(jù)通道，到各通信站后，與各收費站點的控制碼分配器相接，各收費站點的控制碼分配器再與視頻數(shù)據(jù)光端機連接，從而實現(xiàn)視頻圖像的反向控制。主線外場攝像機、隧道部分遙控攝像機圖像傳輸均采用復(fù)用光端機（1路視頻+1路反向控制信號）進行傳輸。

    所有監(jiān)控外場的監(jiān)控圖像全部上傳所屬收費站，再通過各自收費站點的視頻鏈路上傳監(jiān)控中心（與小喜村收費站同址）。小團山隧道和陽宗隧道分別直接上傳監(jiān)控中心20路和44路監(jiān)控圖像信號。通信系統(tǒng)為視頻傳輸系統(tǒng)提供4芯主干單模光纖。[nextpage]

系統(tǒng)設(shè)計思想
    系統(tǒng)著眼于整個系統(tǒng)的實用性、先進性、可靠性、靈活性和經(jīng)濟性的原則設(shè)計。綜合考慮系統(tǒng)的可擴展性，業(yè)務(wù)拓展功能及系統(tǒng)升級功能.視頻傳輸建議采用VNX節(jié)點式數(shù)字非壓縮光端機，在3芯主干單模光纖上實現(xiàn)各收費站向管理站、管理站到分中心、隧道站到分中心、以及外場監(jiān)控圖像（先集中到收費站）向分中心的視頻傳輸。

    A)實用性：充分考慮到昆石高速項目的具體使用要求，昆石高速公路視頻傳輸設(shè)計時采用壓縮方式，后來為了避免省中心聯(lián)網(wǎng)時的二次壓縮決定采用數(shù)字非壓縮視頻傳輸方案，在設(shè)計時預(yù)留給視頻傳輸?shù)闹鞲晒饫w芯數(shù)較少，如果采用點對點方案，光纖資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。而采用VNX節(jié)點式數(shù)字非壓縮光端機，既節(jié)省了光纖資源緊張的情況，又能保證視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量，輕松實現(xiàn)多級傳輸管理。使系統(tǒng)的功能盡可能的完善并充分加以利用。

    B)可靠性：系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備選型、調(diào)試、安裝等環(huán)節(jié)都將嚴(yán)格貫徹質(zhì)量條例，完全符合標(biāo)書和國家、行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、安全地運行。VNX節(jié)點式數(shù)字非壓縮光端機采用數(shù)字非壓縮技術(shù)和CWDM粗波分復(fù)用技術(shù)相結(jié)合，數(shù)字非壓縮技術(shù)和CWDM粗波分復(fù)用技術(shù)都是目前被實踐驗證了的比較成熟的技術(shù)，保障系統(tǒng)的可靠性。

    C)先進性：在系統(tǒng)設(shè)計中，我們充分考慮圖像監(jiān)控及視頻傳輸技術(shù)的發(fā)展，參考目前視頻監(jiān)控及圖像傳輸行業(yè)的發(fā)展水平，確保系統(tǒng)在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。采用比較先進的視頻非壓縮技術(shù)實現(xiàn)視頻傳輸，采用目前潮流的性價比較高CWDM粗波分復(fù)用技術(shù)實現(xiàn)復(fù)用。

    D)經(jīng)濟性：整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在先進性，開放性，高效性，實用性，可靠性和穩(wěn)定性方面進行綜合平衡，傳輸網(wǎng)除了保障圖像傳輸?shù)母邔崟r性，動態(tài)穩(wěn)定的圖像業(yè)務(wù)外；數(shù)據(jù)傳輸采用通信系統(tǒng)冗余通道，使系統(tǒng)具有良好的系統(tǒng)性能價格比。

方案詳細(xì)設(shè)計及說明
1．采用3芯光纖組成3套節(jié)點式數(shù)字非壓縮視頻傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)163路視頻的兩級傳輸。剩余一芯備用。
2．管理模式：各收費站收費圖像通過VNX節(jié)點式數(shù)字光端機將視頻傳輸?shù)剿鶎俟芾硎召M站，輸出到管理收費站切換后在監(jiān)視器實時監(jiān)視，同時切換輸出視頻上傳路段中心。外場監(jiān)控圖像不在管理站管理，采用多模光端機就近傳輸?shù)绞召M站，和收費站圖像一同采用VNX節(jié)點式數(shù)字非壓縮光端機直接傳輸?shù)铰范沃行?，不在管理站輸出。隧道圖像采用電纜集中后通過多路光端機傳輸?shù)剿淼拦芾碚荆俨捎肰NX節(jié)點式數(shù)字非壓縮光端機傳輸?shù)铰范沃行摹?
3．鏈路一：小石壩、王家營、松茂、陽宗幾個收費站采用一套VNX節(jié)點式數(shù)字非壓縮光端機傳輸40路收費圖像到小喜村收費站，小喜村收費站與監(jiān)控中心同址，通過視頻電纜接入到監(jiān)控中心的矩陣，從而可以節(jié)省一套監(jiān)控中心的接收節(jié)點機；5路監(jiān)控圖像直接輸出到路段監(jiān)控中心矩陣。
4．鏈路二：陽宗隧道、小團山隧道采用一套VNX節(jié)點式數(shù)字非壓縮光端機傳輸65路收費圖像到路段監(jiān)控中心矩陣。
5．鏈路三：石林、半截河、草甸、宜良收費站采用一套VNX節(jié)點式數(shù)字非壓縮光端機，實現(xiàn)石林、半截河、草甸到宜良收費站36路收費視頻的傳輸，輸出到宜良收費站矩陣，同時從宜良收費站矩陣輸出15路視頻采用該套VNX節(jié)點式數(shù)字非壓縮光端機，上傳路段監(jiān)控中心矩陣，并同時支持2路監(jiān)控視頻直接到路段監(jiān)控中心矩陣傳輸。[nextpage]

系統(tǒng)特點及優(yōu)勢：
（1）節(jié)省光纖資源，充分考慮到本系統(tǒng)只提供4芯光纖用來視頻傳輸，光纖資源比較緊張的情況，本系統(tǒng)共占用3芯光纖，實現(xiàn)163路視頻兩級傳輸。
（2）采用數(shù)字非壓縮技術(shù)，圖像質(zhì)量高，傳輸無延時。
（3）信號組合靈活，一套節(jié)點機，可實現(xiàn)收費站收費視頻向管理站的傳輸，同時實現(xiàn)集中到收費站的外場監(jiān)控視頻向路段監(jiān)控中心的傳輸，另外還可實現(xiàn)管理站切換輸出的所管轄的各收費站視頻到路段監(jiān)控中心的傳輸。便于集中管理。
（4）采用粗波分復(fù)用技術(shù)，組網(wǎng)方式靈活，可擴展性強。冗余波長可用于系統(tǒng)擴容。
（5）綜合管理能力，通過網(wǎng)管軟件可實時檢測設(shè)備各模塊狀態(tài)，便于故障查詢和系統(tǒng)維護。
（6）數(shù)據(jù)采用通信系統(tǒng)傳輸，提高系統(tǒng)性價比。因為通信系統(tǒng)一般有冗余數(shù)據(jù)通道，并且如果在CWDM節(jié)點數(shù)字非壓縮光端機系統(tǒng)增加數(shù)據(jù)，會占用大量波長，提高系統(tǒng)造價，采用通信系統(tǒng)冗余數(shù)據(jù)通道傳輸控制數(shù)據(jù)，合理利用原有系統(tǒng)資源。

關(guān)鍵設(shè)備
    北京蛙視通信的VNX系列節(jié)點式數(shù)字非壓縮光端機，采用數(shù)字非壓縮技術(shù)和粗波分復(fù)用CWDM技術(shù)的節(jié)點式數(shù)字光端機。一芯光纖可同時傳送1470nm、1490nm、1510nm、1530nm、1550nm、1570nm、1590nm、1610nm和1310nm反向數(shù)據(jù)波長，每個波長可傳輸1-10路視頻信號，每個波長傳輸帶寬1.25G,一芯光纖總波長超過10.3G.

    VNX系列節(jié)點式數(shù)字非壓縮光端機視頻質(zhì)量可達(dá)到廣播級標(biāo)準(zhǔn)，音頻質(zhì)量可達(dá)到CD級，支持RS-232、RS-422及RS-485(2/4線)等數(shù)據(jù)通訊格式；通過DIP開關(guān)設(shè)置，允許輸入端數(shù)據(jù)格式與輸出端數(shù)據(jù)格式不同。VNX系列節(jié)點式數(shù)字非壓縮光端機可在環(huán)境溫度-40℃~+70℃、工作濕度0~95%（無冷凝）的狀態(tài)下正常工作，具有防塵、防鹽霧、防酸霧等性能，完全適用于工作條件更苛刻的野外環(huán)境。VNX系列節(jié)點式數(shù)字非壓縮光端機具有先進的NMS（網(wǎng)絡(luò)管理軟件）監(jiān)測功能，符合現(xiàn)代先進的管理要求。

結(jié)束語
    建議：在光纖資源比較緊張，對圖像質(zhì)量要求較高，系統(tǒng)管理模式復(fù)雜多樣，視頻傳輸綜合管理系統(tǒng)中，采用節(jié)點數(shù)字非壓縮光端機實現(xiàn)視頻傳輸，這樣可以減少視頻傳輸?shù)募墧?shù)，以滿足《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》第二冊機電工程中對視頻傳輸通道的指標(biāo)要求。建議數(shù)據(jù)最好單獨通過通信系統(tǒng)冗余信道傳輸，可提高系統(tǒng)的性價比，當(dāng)然具體情況具體分析，在今后的項目中，我們還需要根據(jù)具體的需求選擇合適的產(chǎn)品用于視頻傳輸。