CN102097001B - 视频监控数据传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于视频监控领域，公开了一种视频监控数据传输系统，包括光纤、局端设备和多个远端光接入设备，组成一传输压缩视频业务数据或其它以太网业务数据的开式串联链路或环状网络链路；本发明提供的视频监控数据传输系统采用时分复用技术，将多个远端设备的以太网数据通过同一光纤进行传输，大大简化了传输线路，再则本视频监控数据传输系统能实现时隙的自动分配，协调多个远端光接入单元与局端设备正常工作。

Description

视频监控数据传输系统

技术领域

 本发明属于视频监控领域，具体涉及一种视频监控数据传输系统。

背景技术

随着视频监控技术的发展，视频监控业务一方面需要解决视频源远距离传输问题，另一方面需要视频数据联网问题。光纤传输是目前解决传输问题的通用方法，但是光纤传输非压缩的视频数据，在总带宽相同情况下，传输视频通道数目十分有限。如果采用带光纤接口的以太网交换机进行传输，由于以太网冲突碰撞检测机制以及所有接入点共享带宽等以太网技术固有的特性，在大负荷数据传输时，会导致传输效率不高，各接入点之间会相互影响等问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术不足，提供一种视频监控数据传输系统。

视频监控数据传输，包括如下步骤分别将多个以太网视频数据压缩转换为多个光纤信号，并采用分时复用方式将多个光纤信号通过光纤传输。

视频监控数据传输系统，包括

光纤，用于传输光纤信号，光纤信号以数据帧形式传输，每个数据帧包括N+1个时隙，其中N>1；

局端设备，用于将光纤信号进行解复用、并转换成以太网数据，还用于将本地的以太网数据转换成光信号、并复用至光纤信号；

多个远端光接入设备，用于将视频设备的以太网数据转换为光信号、并复用至光纤信号，还用于将光纤信号进行选择性地解复用、并转换成以太网数据。

进一步地，N个时隙分别对应可接入的多个远端光接入设备，用于传输以太网业务数据；1个时隙为公共数据通道，用于传输网管控制信息、低速数据如告警、串行口等数据。具体地，视频设备的以太网数据是压缩视频数据包、压缩音频数据包、图像文件、或应用程序通信数据等。

进一步地，所述局端设备负责维护N个时隙的分配信息，所述远端光接入设备负责请求时隙分配并反馈时隙分配信息；所述局端设备在公共信道上广播发送时隙分配查询命令，所述远端光接入设备在公共信道上向所述局端设备发送时隙分配请求命令，所述局端设备根据时隙分配请求命令将特定时隙分配给所述远端光接入设备，所述远端光根据时隙分配命令将分配结果反馈至所述局端设备。

进一步地，所述局端设备内置闪存，分配信息记忆在闪存中。

进一步地，所述多个远端光接入设备均具有两个光口，所述局端设备具有一个光口，所述光纤通过光口连接各个远端光接入设备和所述局端设备，形成开式串联传输链路。

进一步地，所述多个远端光接入设备均具有两个光口，所述局端设备具有两个光口，所述光纤通过光口连接各个远端光接入设备和所述局端设备，形成环状网络链路。进一步的，所述局端设备的两个光口均发送和接受数据，形成传输主环和传输副环，传输主环工作，传输副环监测光纤传输状态，当传输副环检测到光纤断开时，传输副环亦进入工作状态。

    进一步地，所述局端设备如图1所示，包括主处理器（CPU）、主交换芯片、主现场可编程门阵列（FPGA）、主光口和主以太网端口；主处理器（CPU）负责主交换芯片的配置和完成网管功能；主交换芯片与主以太网端口、主现场可编程门阵列（FPGA）连接，负责完成各个远端光接入设备传输数据的交换功能，并汇聚成千兆以太网网络接口，提供远端设备的以太网数据发送和接收功能；主现场可编程门阵列（FPGA）通过主光口与所述光纤连接，用于远端设备的以太网数据和光信号的时隙复用和解复用，并完成与主光口的接口功能。

进一步地，所述远端光接入设备如图2所示，包括现场可编程门阵列（FPGA）、交换芯片、光口、以太网端口；交换芯片通过以太网端口与视频设备连接，用于将视频设备的以太网数据转换与光信号的转换；现场可编程门阵列（FPGA）完成与光口的接口功能以及处理光纤信号，将属于该远端光接入设备的光信号从光纤信号中接收并分离出来送往交换芯片转换，转换后的以太网数据传输至以太网端口，将不属于该远端光接入设备的时隙上的数据中继到下一个远端光接入设备；同时，当视频设备有数据需要上传时，视频设备的以太网数据经交换芯片到FPGA转换成光信号后、由FPGA复用到光纤信号。

本发明提供的视频监控数据传输系统采用时分复用技术，将多个远端设备的以太网数据通过同一光纤进行传输，简化了传输线路，提升了传输能力，再则本视频监控数据传输系统能实现时隙的自动分配，协调多个远端光接入单元与局端设备正常工作。

附图说明

图1是局端设备原理图；

图2是远端光接入设备原理图；

图3是视频监控数据传输系统原理图；

图4是时隙划分原理图；

图5是实施例1示意图；

图6是实施例2示意图；

图7是实施例2工作状态一；

图8是实施例2工作状态二。

具体实施方式

视频监控数据传输系统原理图如图3所示，包括：光纤、局端设备、远端光接入设备1、远端光接入设备2。光纤用于传输光纤信号，光纤信号以数据帧形式传输，每个数据帧包括25个时隙，时隙划分原理如图4所示，25个时隙中的两个分别对应可接入的远端光接入设备1和远端光接入设备2，用于传输以太网业务数据；1个时隙为公共数据通道，用于传输网管控制信息、低速数据如告警、串行口等数据；具体地，以太网数据是压缩视频数据包、压缩音频数据包、图像文件、或应用程序通信数据等。局端设备用于将光纤信号进行解复用、并转换成以太网数据，还用于将远端设备的以太网数据压缩转换成光信号、并复用至光纤信号；局端设备包括主处理器（CPU）、主交换芯片、主FPGA（即主现场可编程门阵列）、主光口1、主光口2、主以太网端口；主处理器（CPU）负责主交换芯片的配置和完成网管功能；主交换芯片与主以太网端口、主现场可编程门阵列（FPGA）连接，负责以太网数据的交换，并提供远端设备的以太网数据发送和接收功能；主现场可编程门阵列（FPGA）通过主光口与所述光纤连接，用于远端设备的以太网数据和光信号的时隙复用和解复用，并完成与主光口的接口功能。远端光接入设备1和远端光接入设备1均用于将视频设备的以太网数据转换为光信号、并复用至光纤信号，还用于将光纤信号进行选择性地解复用、并转换成以太网数据。远端光接入设备1包括FPGA1（现场可编程门阵列）、交换芯片1、光口11、光口12、以太网端口1；交换芯片1通过以太网端口1与一个或多个视频设备连接，用于视频设备的以太网数据交换；FPGA1完成与光口11和光口12的接口功能以及处理光纤信号，将属于远端光接入设备1的光信号从光纤信号中接收并分离出来送往交换芯片1转换，转换后的以太网数据传输至以太网端口1，将不属于远端光接入设备1的时隙上的数据，中继到下远端光接入设备2；同时，当视频设备有数据需要上传时，视频设备的以太网数据经交换芯片1到 FPGA1转换成光信号并复用到光纤信号。远端光接入设备2包括FPGA2（现场可编程门阵列）、交换芯片2、光口21、光口22、以太网端口2；交换芯片2通过以太网端口2与一个或多个视频设备连接，用于视频设备的以太网数据交换；FPGA2完成与光口21和光口22的接口功能以及处理光纤信号，将属于远端光接入设备2的光信号从光纤信号中接收并分离出来送往交换芯片2转换，转换后的以太网数据传输至以太网端口2，将不属于远端光接入设备2的时隙上的数据，中继到下远端光接入设备1；同时，当视频设备有数据需要上传时，视频设备的以太网数据经交换芯片2 到FPGA2转换成光信号后、由FPGA2复用到光纤信号。光口1与光口11通过光纤连接，光口12与光口21通过光纤连接，光口22与光口2连接，形成环状网络链路。

实施例1

具有开式串联传输链路的视频监控数据传输系统，如图5所示，包括局端设备、远端光接入设备1、远端光接入设备2、远端光接入设备3……。局端设备的光口通过光纤与远端光接入设备1的光口11连接、远端光接入设备1的光口12通过光纤连接远端光接入设备2的光口21、远端光接入设备2的光口22通过光纤连接远端光接入设备3的光口31，依次类推，形成串联开式串联传输链路。工作原理步骤如下：

步骤1：局端设备负责维护时隙分配表，当局端设备首次上电时，将所有时隙均标记为未用，并在公共信道上广播发送时隙分配查询命令；

步骤2：远端光接入设备在公共信道上收到时隙分配查询命令，如果已经进入工作状态（已分配到时隙号），则向局端设备回应时隙分配查询结果； 

步骤3：局端设备根据收到的远端光接入设备时隙分配查询结果，更新时隙分配表，将发现的远端光接入设备时隙号标记为占用；

步骤4：当远端光接入设备上电时，在公共信道上向局端设备发送时隙分配请求命令，并在命令消息中，携带上一次成功分配的时隙号，作为缺省时隙号；

步骤5：局端设备在收到的新加入的远端光接入设备时隙分配请求时，检查请求命令中的缺省时隙号。如果该时隙未被分配，则将该时隙分配给此远端光接入设备；否则在时隙分配表查找未分配的时隙号，将该时隙分配给此远端光接入设备。在时隙号分配成功的情况下，局端设备向远端光接入设备发送时隙分配更新命令，并更新时隙分配表，将此次分配的时隙号标记为占用；

步骤6：远端光接入设备在接收到时隙分配更新命令后，更新自己的时隙号，正式进入工作状态；同时，将新分配到时隙号写进闪存（FLASH）中，掉电重新启动后该远端光接入设备的时隙保持不变，除非接收到局端设备时隙分配更新命令；

步骤7：如果远端光接入设备向局端设备发送时隙分配请求命令没有响应，说明局端设备暂时没有上线或则光纤链路暂时断开，此远端光接入设备将定期继续发送时隙分配请求命令，直到时隙分配成功为止。

实施例2

具有环状网络链路的视频监控数据传输系统，如图6所示，包括局端设备、远端光接入设备1、远端光接入设备2、远端光接入设备3、远端光接入设备4。局端设备的光口1通过光纤与远端光接入设备1的光口11连接、远端光接入设备1的光口12通过光纤连接远端光接入设备2的光口21、远端光接入设备2的光口22通过光纤连接远端光接入设备3的光口31、远端光接入设备3的光口32通过光纤连接远端光接入设备4的光口41、远端光接入设备4的光口42通过光纤连接局端设备的光口1，形成具备故障自愈功能的环状网络链路。工作原理步骤如下：

步骤1：当局端设备和远端光接入设备连接成环时，局端设备从光口1发送数据，光口2接收数据，形成业务传输主环；局端设备从光口2发送数据，光口1接收数据，形成业务传输副环。正常情况下，主环工作，副环不工作，业务数据流向如附图7中箭头方向所示。

步骤2：假定连接光口22和光口31的光纤发生故障断开。

步骤3：远端光接入设备2检测到向光口31传输发生故障，将数据从光口12环回。

步骤4：远端光接入设备3检测到向光口22传输发生故障，将数据从光口41环回。

步骤5：局端设备通过对比光口1和光口2上的接收到的数据，检测到环断开。

步骤6：局端设备启用副环，同时在光口1和光口2上发送和接收数据。

步骤7：此时，局端设备和4个远端光接入设备之间的数据流向如附图8中箭头方向所示。局端设备和4个远端光接入设备之间仍然可以正常通信。

以上两个实施例的传输过程中，光纤采用划分时隙的方法，每个远端光接入设备对应于一个独立时隙，传输以太网数据，保证各个远端光接入设备之间数据相互没有干扰和带宽抢占现象。

以上内容是结合具体实施例对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.视频监控数据传输系统，其特征是：包括局端设备、多个远端光接入设备、光纤；

所述多个远端光接入设备均具有两个光口，所述局端设备具有一个光口，所述光纤通过光口连接各个远端光接入设备和所述局端设备，形成开式串联传输链路；

所述光纤用于传输光纤信号，光纤信号以数据帧形式传输，每个数据帧包括N+1个时隙，其中N>1，N个时隙分别对应可接入的多个远端光接入设备，用于传输以太网业务数据；1个时隙为公共数据通道，用于传输网管控制信息、低速数据；

所述局端设备用于将光纤信号进行解复用、并转换成以太网数据，和将本地以太网数据转换成光信号、并复用至光纤信号；

所述多个远端光接入设备用于将视频设备的以太网数据转换为光信号、并复用至光纤信号，和将光纤信号进行选择性地解复用、并转换成以太网数据；

所述局端设备负责维护N个时隙的分配信息，所述远端光接入设备负责请求时隙分配并反馈时隙分配信息；所述局端设备在公共信道上广播发送时隙分配查询命令，所述远端光接入设备在公共信道上向所述局端设备发送时隙分配请求命令，所述局端设备根据时隙分配请求命令将特定时隙分配给所述远端光接入设备，所述远端光接入设备根据时隙分配命令将分配结果反馈至所述局端设备；

所述局端设备包括主处理器（CPU）、主交换芯片、主现场可编程门阵列（FPGA）、主光口和主以太网端口；主处理器（CPU）负责主交换芯片的配置和完成网管功能；主交换芯片与主以太网端口、主现场可编程门阵列（FPGA）连接，负责完成各个远端光接入设备传输数据的交换功能，并汇聚成千兆以太网网络接口，提供远端设备的以太网数据发送和接收功能；主现场可编程门阵列（FPGA）通过主光口与所述光纤连接，用于远端设备的以太网数据和光信号的时隙复用和解复用，并完成与主光口的接口功能；

所述远端光接入设备包括现场可编程门阵列（FPGA）、交换芯片、光口、以太网端口；交换芯片通过以太网端口与视频设备连接，用于将视频设备的以太网数据转换与光信号的转换；现场可编程门阵列（FPGA）完成与光口的接口功能以及处理光纤信号，将属于该远端光接入设备的光信号从光纤信号中接收并分离出来送往交换芯片转换，转换后的以太网数据传输至以太网端口，将不属于该远端光接入设备的时隙上的数据中继到下一个远端光接入设备；同时，当视频设备有数据需要上传时，视频设备的以太网数据经交换芯片到现场可编程门阵列转换成光信号后、由现场可编程门阵列复用到光纤信号。

2.根据权利要求1所述的视频监控数据传输系统，其特征是：所述视频设备的以太网业务数据是压缩视频数据包、压缩音频数据包、图像文件、应用程序通信数据。

3.根据权利要求1所述的视频监控数据传输系统，其特征是：所述局端设备内置闪存，分配信息记忆在闪存中。

4.视频监控数据传输系统，其特征是：包括局端设备、多个远端光接入设备、光纤；

所述多个远端光接入设备均具有两个光口，所述局端设备具有两个光口，所述光纤通过光口连接各个远端光接入设备和所述局端设备，形成环状网络链路；

所述光纤用于传输光纤信号，光纤信号以数据帧形式传输，每个数据帧包括N+1个时隙，其中N>1，N个时隙分别对应可接入的多个远端光接入设备，用于传输以太网业务数据；1个时隙为公共数据通道，用于传输网管控制信息、低速数据；

所述局端设备用于将光纤信号进行解复用、并转换成以太网数据，和将本地以太网数据转换成光信号、并复用至光纤信号；

所述多个远端光接入设备用于将视频设备的以太网数据转换为光信号、并复用至光纤信号，和将光纤信号进行选择性地解复用、并转换成以太网数据；

所述局端设备的两个光口均发送和接受数据，形成传输主环和传输副环，传输主环工作，传输副环监测光纤传输状态，当传输副环检测到光纤断开时，传输副环亦进入工作状态；

所述局端设备包括主处理器（CPU）、主交换芯片、主现场可编程门阵列（FPGA）、主光口和主以太网端口；主处理器（CPU）负责主交换芯片的配置和完成网管功能；主交换芯片与主以太网端口、主现场可编程门阵列（FPGA）连接，负责完成各个远端光接入设备传输数据的交换功能，并汇聚成千兆以太网网络接口，提供远端设备的以太网数据发送和接收功能；主现场可编程门阵列（FPGA）通过主光口与所述光纤连接，用于远端设备的以太网数据和光信号的时隙复用和解复用，并完成与主光口的接口功能；

所述远端光接入设备包括现场可编程门阵列（FPGA）、交换芯片、光口、以太网端口；交换芯片通过以太网端口与视频设备连接，用于将视频设备的以太网数据转换与光信号的转换；现场可编程门阵列（FPGA）完成与光口的接口功能以及处理光纤信号，将属于该远端光接入设备的光信号从光纤信号中接收并分离出来送往交换芯片转换，转换后的以太网数据传输至以太网端口，将不属于该远端光接入设备的时隙上的数据中继到下一个远端光接入设备；同时，当视频设备有数据需要上传时，视频设备的以太网数据经交换芯片到现场可编程门阵列转换成光信号后、由现场可编程门阵列复用到光纤信号。

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