一、水利系統(tǒng)視頻監(jiān)控管理平臺現(xiàn)狀及要求：
隨著國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，水利工程在國民經(jīng)濟中所起的作用越來越大，防汛更是直接影響國民經(jīng)濟發(fā)展的一個重要方面。防汛大壩集中監(jiān)控系統(tǒng)，真正體現(xiàn)防汛的現(xiàn)代化管理，智能化操作。預(yù)警防汛大壩水位情況，為領(lǐng)導(dǎo)決策和減少洪水帶來損失爭取了寶貴的時間，有效保障人民生命財產(chǎn)的安全。
以某水利工程為例 :
某水利共有 5 個大壩需要遠(yuǎn)程監(jiān)控，每個大壩設(shè) 4-8 個監(jiān)控點，整個系統(tǒng)共有 36 路圖像需要上傳監(jiān)控中心，要求如下 :
1. 視頻監(jiān)控點之間采用光纖聯(lián)接 ;
2. 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形成自愈環(huán)方式 ;
3. 所有攝像機可反向控制 ;
4. 為其它數(shù)據(jù)提供透明數(shù)據(jù)接口 ;
二、水利系統(tǒng)視頻監(jiān)控管理平臺設(shè)計原則：
視頻壓縮采用國際通用的壓縮標(biāo)準(zhǔn) :MPEG-2;
圖像幀數(shù) :PAL 制信號 25 幀 / 秒
NTSC 制信號 30 幀 / 秒
光傳輸系統(tǒng)支持雙纖自愈環(huán)保護，支持光分支功能 ;
光傳輸系統(tǒng)支持視頻信號反向傳輸 ;
系統(tǒng)具有可擴展性，適應(yīng)用戶擴容時不再占用光纖的需求 ;
光接口發(fā)送功率不小于 -10dBm, 接受 靈敏度 優(yōu)于 -32dBm 。
三、水利系統(tǒng)視頻監(jiān)控管理平臺總體結(jié)構(gòu)：
VOX 系統(tǒng)專為大容量，多節(jié)點的視頻、音頻、數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計 ; 系統(tǒng)集成了最新的視頻壓縮技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、光通信技術(shù)和計算機技術(shù)。
VOX 系統(tǒng)內(nèi)置光纖傳輸系統(tǒng)，視頻壓縮板采用標(biāo)準(zhǔn)的圖像壓縮算法對模擬圖像壓縮編碼，數(shù)字化，復(fù)接到高速信道，通過電 / 光轉(zhuǎn)換，信號發(fā)送到光纖通道 ; 視頻解壓縮板接收數(shù)字復(fù)用信號、解碼，輸出模擬圖像，圖像質(zhì)量達到廣播級效果。
VOX 系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)視頻光端機 點對點 的傳輸模式，采用光纖通信系統(tǒng)中數(shù)字中繼的技術(shù)，信號可在任何一點上下，非常靈活。通過時隙配置可以實現(xiàn)圖像的全網(wǎng)交*，使用極為方便。
根據(jù)傳輸容量的不同， VOX 分為 VOX-155 和 VOX-622 兩種系統(tǒng)。 VOX-155 系統(tǒng)最多可同時傳輸 30 路高質(zhì)量視頻信號、 30 路音頻信號、多路異步數(shù)據(jù)。 VOX-622 系統(tǒng)最多可同時傳輸 126 路高質(zhì)量視頻信號、 126 路音頻信號、多路異步數(shù)據(jù)。
VOX 采用模塊化的結(jié)構(gòu) ------ 包含機箱、光傳輸板、業(yè)務(wù)板 ( 視頻壓縮板、視頻解壓縮板、數(shù)據(jù)板、 E1 版、以太網(wǎng)網(wǎng)橋、以太網(wǎng)接口板 ) 等模塊。每個監(jiān)控點可根據(jù)需要及數(shù)量選擇相關(guān)的模塊，一般在監(jiān)控點配置一臺 VOX 設(shè)備，需要機箱一個、光傳輸板一塊、業(yè)務(wù)板若干。在監(jiān)控中心需 VOX 機箱一個、光傳輸板一塊、業(yè)務(wù)板若干。
在系統(tǒng)傳輸過程中， VOX-622 系統(tǒng)平滑兼容 VOX-155 ，使 VOX-155 成為 VOX-622 系統(tǒng)的光分支，通過光分支直接把圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控總中心，并且與分中心同時觀看圖像，互不干擾。
VOX 系統(tǒng)支持通過以太網(wǎng)與上級監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)。在中心端 VOX 設(shè)備上插入一塊 10/100M 以太網(wǎng)接口板，用于上傳視頻信號，并且與本地信號互不干擾。上級監(jiān)控中心可以通過計算機上的解壓軟件觀看圖像。
VOX 系統(tǒng)可實現(xiàn)網(wǎng)管功能，可監(jiān)測傳輸設(shè)備狀態(tài)并配置 網(wǎng)絡(luò)硬件 。由于點對點光端機的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)限制，傳統(tǒng)的點對點光端機無法實現(xiàn)對全局設(shè)備的統(tǒng)一管理，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題時，只能夠憑經(jīng)驗查找問題 ; 而 VOX 系統(tǒng)可以通過的網(wǎng)管軟件及時準(zhǔn)確判斷設(shè)備故障原因，極大的節(jié)省了人力資源。特別是當(dāng)系統(tǒng)呈環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時，任何一處的設(shè)備或者光纖出現(xiàn)故障時，不影響系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。
3.1 VOX 系統(tǒng)特點
綜上所述， VOX 系統(tǒng)具有以下特點 :
·大容量傳輸特性 ------ 一根光纖上最多可傳輸多達 120 路視音頻信號 ;
·高品質(zhì)的圖像質(zhì)量 ----- 高清晰度，無馬賽克現(xiàn)象 ;
·傳輸距離長 ----- 單系統(tǒng)最遠(yuǎn)可達 1800 公里 ;
·多種組網(wǎng)方式 ----- 即可形成強大的環(huán)網(wǎng)保護，又可以形成多節(jié)點鏈網(wǎng) ;
·方便的擴容能力 ------ 插卡式結(jié)構(gòu)，配置靈活 ;
·系統(tǒng)可擴展性強 ------ 增加監(jiān)控大壩數(shù)目，可就近接入原有 VOX 系統(tǒng)統(tǒng)一管理。
·節(jié)省光纖資源 ------ 相較于傳統(tǒng)的點對點設(shè)備， VOX 系統(tǒng)占用的拓?fù)渎窂阶疃?;
·具備多種壓縮方式 ------M-JEPG ， MPEG-2;
·強大的后臺管理軟件 ------ 故障自我診斷， 數(shù)字圖像處理 。
四、水利系統(tǒng)視頻監(jiān)控管理平臺框圖和功能描述
根據(jù)實際要求，我們提供如下方案 :
方案一 : 采用 MPEG2 壓縮方式
根據(jù)實際情況，若采用 MPEG2 壓縮方式，建議整個系統(tǒng)采用兩套 VOX-155 系統(tǒng)，每套 VOX-155 系統(tǒng)容量為 30 路，整個系統(tǒng)總?cè)萘繛?60 路，現(xiàn)實際用 36 路。
每個大壩設(shè) 4-8 個視頻監(jiān)控點組成一個小系統(tǒng)，設(shè) 4-8 臺攝像機、云臺、解碼器和一臺 VOX-155 數(shù)字視頻編碼其一臺 ;( 前 4 個大壩設(shè) 8 個監(jiān)控點，最后一個大壩設(shè) 4 個監(jiān)控點。 )
其中 VOX 設(shè)備內(nèi)需要視頻壓縮板 2-4 塊、 155 光接口板一塊。每塊視頻壓縮板通過視頻壓縮擴展模塊擴展，可壓縮編碼 2 路視頻信號。前端采集點框圖如下圖 : 注 : 由圖可知，每個小系統(tǒng)由 4-8 個視頻監(jiān)控點組成，這 4-8 個視頻監(jiān)控點的圖像通過攝像機采集，
用同軸電纜連接到 VOX 設(shè)備上。 VOX 中圖像壓縮板對圖像進行壓縮編碼后與數(shù)據(jù)、語音一塊復(fù)接到光纖上傳監(jiān)控中心。同時通過可 VOX 的反向數(shù)據(jù)借口，接受監(jiān)控中心對前端采集點云臺、鏡頭等的控制。
前端采集點主要功能 : 圖像采集并數(shù)字化傳輸 ;
對云臺、鏡頭等的本地控制 ;
接收監(jiān)控中心對云臺鏡頭等的遠(yuǎn)端控制。
環(huán)城 2 個或 3 個大壩采集點組成一個 VOX-155 系統(tǒng)，整個系統(tǒng)共兩個 VOX-155 系統(tǒng)，每個 VOX-155 系統(tǒng)傳輸均采用雙纖自愈環(huán)網(wǎng)。系統(tǒng)框圖如下圖所示，
注 :VOX1 到 VOX5 分別為 5 個前端采集點的 VOX 設(shè)備，共同完成對前端采集點 36 路圖像的編碼 ; 復(fù)接到兩芯光纖上傳輸?shù)奖O(jiān)控中心 ; 監(jiān)控中心 VOX 設(shè)備完成對整個系統(tǒng) 36 路圖像的解碼。
整個系統(tǒng)只需要兩芯光纖，即可將前端 5 個采集點的 36 路圖像、數(shù)據(jù)和語音復(fù)接上傳到監(jiān)控中心。大大節(jié)約了光纜資源。
監(jiān)控中心設(shè) VOX-155 數(shù)字視頻解碼器 2 臺、矩陣 1 臺、監(jiān)視器、畫面分割器、錄像機、計算機等若干， VOX 數(shù)字視頻解碼器完成對通過光纖上傳的數(shù)字視頻信號分離解碼，還原成模擬信號在監(jiān)視器上監(jiān)視。矩陣完成對圖像的切換，對云臺、鏡頭等的遠(yuǎn)端控制。錄像機完成對圖像的錄像，整個系統(tǒng)可實現(xiàn)聯(lián)動告警。
監(jiān)控中心主要功能 : 完成對遠(yuǎn)端圖像的解碼顯示 ;
完成對遠(yuǎn)端云臺、鏡頭的控制 ;
完成對前端采集點圖像的實時監(jiān)視 ;
實現(xiàn)整個系統(tǒng)的聯(lián)動告警。
完成對整個系統(tǒng) 36 路圖像的切換。
在系統(tǒng)傳輸過程中， VOX-622 系統(tǒng)平滑兼容 VOX-155 ，使 VOX-155 成為 VOX-622 系統(tǒng)的光分支，通過光分支直接把圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控總中心或分控中心，不需要再次壓縮解壓縮。并且可同時觀看圖像，互不干擾。
五、 水利系統(tǒng)視頻監(jiān)控管理平臺VOX 技術(shù)指標(biāo)
5 、 1 設(shè)備使用條件
·環(huán)境溫度 :0℃ ～ + 40℃
·存貯溫度 :-20℃ ～ + 60℃
·相對濕度 : 小于 93% ( 不結(jié)露 )
5 、 2 模擬視頻接口指標(biāo)
·信號制式 :PAL 制全電視信號
·信號輸出電平 :1Vp-p
·信號輸出接口 :BNC
·信號輸出阻抗 :75Ω
5 、 3 光接口參數(shù)
·發(fā)送波長 : 1310nm/1550nm
·光纖接頭 :FC / PC
·發(fā)送功率 :-8 ～ -15dBm(1310nm)
0 ～ -5 dBm (1550nm)
·接收靈敏度 : 優(yōu)于 -32dBm
5 、 4 共享式高速數(shù)據(jù)接口參數(shù)
·數(shù)據(jù)接入速率 :≤64Kbps
·數(shù)據(jù)接口方式 : 異步 RS485/422/232
·接頭方式 :RJ45
5 、 5 音頻話路接口參數(shù)
·有效傳輸頻帶 :300Hz ～ 3400 Hz
·音頻脈沖編碼調(diào)制特性 : 符合 GB7610 要求
·音頻口 :RCA ，標(biāo)稱阻抗 600Ω
5 、 6 視頻主要性能
·編碼速率 :10Mbps
·編碼標(biāo)準(zhǔn) :MPEG-2
·幀頻 :PAL-25 幀 / 秒， NTSC-30 幀 / 秒
·圖象分辨率 :720×576
·信噪比 :>56dB
