地鐵視頻監控系統高清攝像機接入方案

陳禮云

（中鐵第一勘察設計院集團有限公司通信信號處，陜西 西安 710043）

傳統的地鐵視頻監控系統采用的是標清技術，模擬攝像機的像素一般只能達到30~40萬像素，只能保證看到圖像，而無法提供圖像細節。模擬視頻信號傳輸多使用同軸電纜，這種傳輸方式有如下缺點：①信號很容易受地鐵電磁場干擾；②攝像機到設備室的距離較遠時，需通過光端機進行傳輸；③云臺攝像機還需增加控制線；④模擬視頻無法進行遠程網管。隨著安防監控高清技術的迅猛發展，一些新建地鐵線路已經開始建設高清的視頻監控系統，畫面清晰度大幅提高，能夠提供更多的細節，可以滿足高密度人流的監控需求，高清的圖像數據還將進一步推動智能分析技術的發展。本文重點分析了高清視頻監控系統中高清攝像機的接入方案。

1 地鐵車站特點

地鐵車站由站臺、站廳、出入口等組成，部分地下車站還融入了商業區。在視頻監控系統中，部分攝像機點位距離設備室比較遠，攝像機的布置密度也在迅速增加。隨著城市地鐵多條線路建設開通，需要遠距離接入的攝像機點位的需求更大。面對高密度和遠距離的接入需求，選擇合適的攝像機接入方案尤為重要。

2 高清攝像機

第一類高清攝像機是網絡攝像機（IPC），符合國際HDTV 標準，通常把1080P圖像壓縮到6~8M，實時全幀率，一般帶以太網電口和SFP光口，有的IPC還提供了EPON（以太無源光網絡）接口。

第二類高清攝像機是數字非壓縮高清攝像機。整套系統主要是使用HD-SDI（1.485G bit/s）高清視頻信號作為高清攝像機、高清光端機、高清矩陣、高清顯示設備互連的標準。

3 高清攝像機接入方案

3.1 數字非壓縮高清攝像機接入方案

數字非壓縮高清攝像機通常使用HD-SDI數字同軸電纜傳輸視頻，傳輸距離不超過100m，一般在攝像機附近設置光端機，通過光端機接入到設備室，光信號不受電磁干擾；帶云臺的攝像機需增加RS485線進行控制；施工時需考慮室外光端機的安裝。數字非壓縮高清攝像機接入方案如圖1所示。

圖1 數字非壓縮高清攝像機接入方案

圖2 EPON網接入IPC的示意圖

3.2 高清IPC以太網電口接入方案

高清IPC以太網口電口接入方案，通過網線可以傳輸視頻信號和控制信號，還可以使用POE（以太網供電）供電，通過網線傳輸數字信號抗干擾能力較強；距離較遠時可以采用室外接入交換機中繼，通過交換機的光口接入設備室；可以支持遠程網管，便于故障排查；施工時需考慮需室外交換機的安裝。

3.3 高清IPC以太網光口接入方案

高清IPC以太網光口接入方案，通過光纖傳輸視頻信號和控制信號，傳輸距離遠，可以直接接入設備室，光信號不受電磁干擾；可以支持遠程網管，便于故障排查。

3.4 高清IPC EPON接入方案

EPON采用點到多點結構，無源光纖傳輸方式，在以太網上提供多種業務。

在一個EPON中，不需任何復雜的協議，光信號就能準確地傳送到最終用戶，最終數據也能被集中傳送到中心網絡。在物理層，EPON使用千兆PON光接口，同時在PON的傳輸機制上，通過MAC控制命令來控制和優化各光網絡單元（ONU）與光線路終端（OLT）之間突發性數據通信和實時的TDM通信。另外，EPON通過在MAC層中實現802.1p來提供QoS。

現在一些IPC集成了EPON接口，可作為一個ONU直接接入EPON網絡，EPON網接入IPC的示意圖如圖2所示。

從地鐵設備室交換機千兆EPON口引出的主光纖就像一根水管，通過無源分光器進行分路，接入IPC的EPON口（無源分光器有1分2、1分4到1分16等型號，分別接入1路IPC、3路IPC到15路IPC，另外一路用于連接主光纖，如圖3所示），主光纖的距離最大可達20km。這種組網方式的優點：①1根主光纖可以接入多路IPC，線纜節省是數量級的；②1座車站只需幾根主光纖接入設備室，走線清晰簡單，布線非常方便；③無需室外的光端機或接入交換機等設備；④分光器是無源設備，無需供電，可靠性高；⑤不受電磁干擾；⑥可以網絡遠程管理，便于故障排查；⑦具有設備認證、數據加密技術，還可采用VLAN（虛擬局域網）隔離，安全性高。

EPON由于使用了經濟而高效的結構，從而成為接入網的一種上佳通信方法。目前已有國內地鐵高清視頻監控系統采用EPON接入方案，相信EPON接入方案將會得到更為廣泛的應用。

[1]閻德升，邊恩炯，王旭，劉鳴，等.EPON-新一代寬帶光接入技術與應用[M].北京：機械工業出版社，2007.

[2]GB 50348-2004，安全防范工程技術規范[S].

[3]GB 50395-2007，視頻安防監控系統工程設計規范[S].