摘要：高速公路圖像視頻傳輸業(yè)務(wù)的發(fā)展經(jīng)過(guò)了模擬傳輸和數字非壓縮傳輸等階段，近年來(lái)興起發(fā)展的網(wǎng)絡(luò )數字化視頻傳輸系統已在我國高速公路中得到應用，迎來(lái)視頻傳輸的新的發(fā)展階段。

　　關(guān)鍵詞：傳輸方式；模擬視頻；數字非壓縮；網(wǎng)絡(luò )數字化編碼

　　1.模擬視頻圖像傳輸方式

　　早期高速公路中的模擬圖像傳輸方式主要是采用點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸方式，利用點(diǎn)對點(diǎn)光端機將視頻信號轉換成光信號，通過(guò)光纖傳輸外場(chǎng)監控圖像或收費圖像。 此種方式缺點(diǎn)

　　1）傳輸距離短，組網(wǎng)方式不靈活，不適應多級聯(lián)網(wǎng)，無(wú)法實(shí)現遠距離傳輸。 模擬視頻傳輸方式示意圖。

　　2）每個(gè)節點(diǎn)均需一芯光纖，浪費光纖資源，系統構成較為復雜，需要矩陣、視頻分配器等各類(lèi)產(chǎn)品組網(wǎng)。

　　3）設備基本無(wú)網(wǎng)管功能，系統設備后期維護較為復雜。 由于以上模擬視頻光端機存在的缺陷，隨著(zhù)高速公路監控及收費系統的圖像業(yè)務(wù)的增多，特別是高速公路聯(lián)網(wǎng)監控及聯(lián)網(wǎng)收費的逐步實(shí)施，此種技術(shù)已不滿(mǎn)足目前高速公路的日常業(yè)務(wù)需求。 數字非壓縮視頻傳輸方式示意圖

　　2.數字非壓縮傳輸方式

　　此方式采用8bit/10bit數字時(shí)分復用（TDM）和光纖粗波分復用技術(shù)（CWDM）相結合的數字視頻傳輸技術(shù)。將外場(chǎng)視頻圖像通過(guò)模數轉換成數字信號通過(guò)光端機在光纖上進(jìn)行多路復用傳輸，在端局通過(guò)局端機將數字視頻圖像還原成模擬圖像信號進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。數字化的監控圖像避免了傳輸過(guò)程中的非線(xiàn)性失真，圖像質(zhì)量較好，且多路圖像可復用進(jìn)一芯光纖傳輸，提高光纖利用率，節約了光纖資源，采用節點(diǎn)光端機級聯(lián)式組網(wǎng)方式，可實(shí)現多節點(diǎn)無(wú)損中繼傳輸。但其仍需要編碼器、視頻矩陣及視頻分配器等設備，網(wǎng)絡(luò )結構較為復雜，不利于后期維護和網(wǎng)絡(luò )升級。且其數字非壓縮協(xié)議各廠(chǎng)家無(wú)法兼容互通，無(wú)法廣域聯(lián)網(wǎng)。系統網(wǎng)管功能有一定局限性。 3網(wǎng)絡(luò )數字化編碼視頻傳輸技術(shù) 根據高速公路的管理體制對圖像傳輸的要求，圖像傳輸的層次是：現場(chǎng)圖像——收費站——路段分中心——省監控管理中心等。 高速公路應用H.264編碼圖像傳輸方式示意圖 目前高速公路運營(yíng)管理面臨著(zhù)：

　　1）應急事件快速處理的要求，需通過(guò)對現場(chǎng)圖像進(jìn)行快速分析，快速響應以便進(jìn)行快速地部署和處理。

　　2）全省范圍內的日常運營(yíng)管理調閱圖像，并且需更好的面向公眾發(fā)布圖像，為公眾出行提供實(shí)時(shí)道路交通狀況，更好地選擇自己的出行路線(xiàn)，緩解交通壓力，保障交通順暢提供方案。 此要求圖像傳輸網(wǎng)絡(luò )能夠與高速公路通信專(zhuān)網(wǎng)進(jìn)行很好的融合，使圖像傳輸能夠網(wǎng)絡(luò )化，全網(wǎng)內實(shí)現視頻圖像的調閱查看，網(wǎng)絡(luò )數字化編碼視頻傳輸技術(shù)為其提供了解決方案。 網(wǎng)絡(luò )數字化編碼視頻傳輸技術(shù)特點(diǎn)：

　　1）視頻圖像處理IP業(yè)務(wù)化特點(diǎn)，采用H.264算法的對圖像進(jìn)行高壓縮比，使視頻圖像以IP流存在，可在網(wǎng)內調用及面向公眾發(fā)布。

　　2）視頻采用雙碼流形式，現場(chǎng)攝像機出來(lái)模擬視頻流經(jīng)過(guò)H.264編碼設備壓縮編碼成高碼流與低碼流。高碼流視頻圖像用于監控屏或監視器進(jìn)行實(shí)時(shí)查看，低碼流直接在存儲設備實(shí)現數字化存儲。IP視頻流利用IP OVER SDH技術(shù)實(shí)現在高速公路通信專(zhuān)網(wǎng)內傳輸。省去視頻切換矩陣及視頻分配器等模擬視頻設備，可通過(guò)管理軟件實(shí)現視頻操作網(wǎng)絡(luò )化（如組播和軟矩陣切換），可通過(guò)流媒體服務(wù)器實(shí)現視頻圖像面向公眾服務(wù)。通過(guò)SNMP（網(wǎng)絡(luò )管理協(xié)議）實(shí)現對全網(wǎng)內個(gè)視頻節點(diǎn)信號及設備的管理，如策略制定、現場(chǎng)及遠端設備配置、運行狀態(tài)查詢(xún)及視頻流操作。

　　3）主流的SAN視頻存儲特性，SAN全稱(chēng)：Storage Area Net- work，即存儲區域網(wǎng)絡(luò )，包括存儲設備、光交換設備及視頻服務(wù)器。服務(wù)器與存儲設備通過(guò)光交換設備相互連接，通過(guò)光纖鏈路實(shí)現數據傳輸。其數據的讀寫(xiě)均基于數據塊級別實(shí)現，性能優(yōu)勢明顯。

　　4）標準、高質(zhì)量的H.264編碼壓縮技術(shù)，其能夠以更低的數字碼流實(shí)現更高質(zhì)量的視頻圖像，支持D1（720*576），HD1（352*576）等圖像分辨率格式，D1格式適用于監視器及普通電腦客戶(hù)端觀(guān)看，達到DVD畫(huà)面效果，同時(shí)可為交通事件檢測設備提供視頻圖像進(jìn)行事件檢測，CIF格式可用于視頻存儲，節約存儲空間。帶寬適應性較強，同樣視頻質(zhì)量需求，1.2M的H.264相當于2M的H.263，2.5M的MPEG2，減少對通信系統帶寬的占用，更好的適用網(wǎng)絡(luò )傳輸。 而在實(shí)際應用中，數字網(wǎng)絡(luò )化編碼圖像傳輸方式下階段面臨著(zhù)如下需解決的問(wèn)題：

　　1）目前存在各家廠(chǎng)家的視頻圖像編碼方式不同，編碼后圖像無(wú)法實(shí)現互編互解。

　　2）編碼后的數字視頻圖像以IP流在高速公路的通信專(zhuān)網(wǎng)內傳輸，對通信系統的帶寬占用較多，當圖像路數較多的時(shí)候其組播功能易引起網(wǎng)絡(luò )風(fēng)暴，造成通信系統癱瘓。 針對以上問(wèn)題，根據目前建設及運營(yíng)的經(jīng)驗，各廠(chǎng)家需互相溝通，開(kāi)放其編碼算法，共同制定統一的編解碼協(xié)議，實(shí)現圖像能夠互編互解，對于管理范圍內超過(guò)一定路數的視頻圖像設置相應的視頻轉發(fā)服務(wù)器，避免了全網(wǎng)內傳輸組播視頻圖像，造成通信系統的癱瘓。 綜合上述各種視頻圖像傳輸方式采用IP數字網(wǎng)絡(luò )化編碼技術(shù)的圖像傳輸方式具有了先進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)，并已開(kāi)始在高速公路行業(yè)大規模應用，是以后技術(shù)的發(fā)展趨勢，并且為方便后期高速公路運營(yíng)管理，打造和諧交通，創(chuàng )建和諧社會(huì )提供了必要的技術(shù)支持。