CN201341207Y - 基于无源光网络技术的多业务视频监控传输系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于无源光网络(PON)的多业务视频监控传输系统，其特征在于该系统包括基于无源光网络技术的多业务视频监控传输平台，该传输平台包括：前端视频接入设备、可接入和提取高清晰非压缩视频及辅助业务的中心端视频输出设备和无源光分配器。中心端视频输出设备通过光线与无源光分配器连接，无源光分配器通过光纤与一个或多个前端视频接入设备连接。本实用新型综合了无源光网络技术低成本、高带宽、业务扩展性强、灵活快速的服务重组的优点；同时系统组网灵活，网络拓扑结构与现在电信运营商运营的EPON网络兼容，从而很好地解决了电信运营商采用传统视频接入方式，在城市视频监控网建设过程中要受到各种制约的难题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多业务视频监控传输系统，特别涉及基于无源光网络技术的多业务视频监控传输平台。
背景技术
无源光网络作为一种宽带接入光纤技术其发展已经越来越成熟，现已开始步入规模应用阶段，目前国内外网络运营商已经铺设很多基于无源光网络的光纤线路。而目前在安防监控和交通机电领域使用的视频光端机多是点到点的传统连接方式，如果在一个范围内要监控多个地点，使用这种方式需要多套光端机以及多条相互独立的光纤，基于无源光网络技术的光纤线路则得不到利用，需要另外铺设大量的光纤，这样就会大幅增加用户的费用开支，且带来网络维护不便，光纤资源利用率不高，业务扩展不灵活等种种弊端。
发明内容
为了克服现有技术上述结构的不足，本实用新型提供一种能在无源光网络上传输高清晰非压缩视频图像的多业务视频监控传输平台。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于无源光网络技术的多业务视频监控传输系统，该传输系统是一种基于无源光网络技术的多业务视频监控传输平台(简称VPON)。该VPON平台包括：前端视频接入设备、中心端视频输出设备和无源光分配器。其中，中心端视频输出设备通过光纤与无源光分配器连接，所述无源光分配器通过光纤与一个或多个级联的前端视频接入设备连接
。
一种基于无源光网络技术的多业务视频监控传输系统，该传输系统是一种基于无源光网络技术的多业务视频监控传输平台(简称VPON)，该平台包括：中心端视频输出设备、无源光分配器和前端视频接入设备，其中，所述中心端视频输出设备通过光纤与所述无源光分配器连接，所述无源光分配器通过光纤与一个或多个前端视频接入设备连接；同时，该无源光分配器通过光纤与一个或多个无源光分配器扩展级联，扩展级联的所述一个或多个无源光分配器中的每一个无源光分配器通过光纤分别与一个或多个前端视频接入设备连接。
所述多业务为在传输视频的同时扩展其他辅助业务，所述辅助业务包括：异步数据、开关量和音频。
本实用新型的基于无源光网络(PON)技术的多业务视频监控传输平台，所述前端视频接入设备为独立模块结构，所述中心端视频输出设备为4U子架结构。所述4U子架结构为19英寸宽4U高插槽后置式子架结构。
本实用新型的有益效果是：本实用新型是视频监控领域里面，基于无源光网络技术的电信级视频监控解决方案，其基于无源光网络技术的多业务视频监控传输平台，其组网后的网络拓扑结构与现有电信运营商运营的EPON网络兼容，可以充分利用现有的光纤资源，为城市视频监控网的“视频联网”、“全球眼\宽视界”的建立提供了技术上的可能。
附图说明
图1为根据本实用新型的VPON的结构示意图1；
图2为根据本实用新型的VPON的结构示意图2；
图3为根据本实用新型的VPON的4U子架结构图；其中，
图3a是该4U子架构的主视图；
图3b是该4U子架构揭开顶盖后的水平剖面图；
图3c是该4U子架构揭开顶盖后的后视图；
图4为根据本实用新型的中心端视频输出设备的原理框图；
图5为根据本实用新型的前端视频接入设备的原理框图。
附图符号说明：
U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U21…视频插件
U9、U22…电源模块电路 U10、U23…时钟源
U11、U24：现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)；
U12、U13：复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，简称CPLD)；
U14、U25：串行器/解串行器(SERDES)；U15、U26：光模块
U16、U27…网管模块 U17、U28：辅助业务扩展接口
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
实施例1：如图1所示的根据本实用新型的基于无源光网络技术的多业务视频监控传输系统示意图1，该系统是一种基于无源光网络技术的多业务视频监控传输平台，该平台包括：中心端视频输出设备、无源光分配器和前端视频接入设备，其中，所述中心端视频输出设备通过光纤与所述无源光分配器连接，所述无源光分配器通过光纤与一个或多个前端视频接入设备连接。
每一台前端视频接入设备和中心端视频输出设备都有一个唯一的ID号，这个ID号在任何时候均不能改变。中心端视频输出设备上电时，由中心端视频输出设备向前端视频接入设备广播注册指令，前端视频接入设备收到注册指令后，延时0mS～15mS不等，向中心端视频输出设备作应答；中心端视频输出设备收到应答帧即确认注册成功并向前端视频接入设备发送注册成功消息，否则发送二次注册指令。在VPON运行中，若加入新的前端视频接入设备，要求不能打断正在工作中的设备，中心端视频输出设备必须提供一种机制让前端视频接入设备知道该系统的运行状态。中心端视频输出设备在下行数据流中携带系统信息及每个时隙的占用情况。新加入的前端视频接入设备随机选择一个空闲时隙发出注册请求，中心端视频输出设备收到请求即确认注册成功并向前端视频接入设备发送注册成功消息。注册失败的前端视频接入设备继续上述操作，直到全部注册成功为止。
所述下行是指从中心端视频输出设备到前端视频接入设备，对应的上行指从前端视频接入设备到中心端输出设备。下行数据流分为8个时隙，每个时隙包含一个ID号，分别对应8个前端视频接入设备。下行数据流中ID号为0的时隙，称为空闲时隙，空闲时隙对应的前端视频接入设备不存在，新加入的前端视频接入设备可以在空闲时隙进行上述注册。
实施例2：如图2所示的根据本实用新型的基于无源光网络技术的多业务视频监控传输系统示意图1，该系统是一种基于无源光网络技术的多业务视频监控传输平台，该平台包括：中心端视频输出设备、无源光分配器和前端视频接入设备，其中，所述中心端视频输出设备通过光纤与所述无源光分配器连接，所述无源光分配器通过光纤与一个或多个前端视频接入设备连接；同时，该无源光分配器通过光纤与一个或多个无源光分配器扩展级联，扩展级联的所述一个或多个无源光分配器中的每一个无源光分配器通过光纤分别与一个或多个前端视频接入设备连接。该传输平台上行为多点到点的拓扑，多个前端视频接入设备共享主干光纤(无源光分配器与中心端视频输出设备之间的光纤)，为了保证多个前端视频接入设备的数据流在主干光纤上不发生重叠，就必须确定各个前端视频接入设备上传数据流的先后顺序，也就需要测量各个前端视频接入设备与中心端视频输出设备之间的延时，称为测距。
上述注册完成后，每个时隙对应一个确定的前端视频接入设备。测距时，中心端视频输出设备定时向各个前端视频接入设备发送实时测距命令，前端视频接入设备接收到实时测距命令后，在对应时隙的1/2处发送应答帧，中心端视频输出设备发送测距命令时刻与接收应答帧时刻的时间差为前端视频接入设备与中心端视频输出设备之间的延时。实时测距中，上述时间差也在不断变换，中心端视频输出设备根据该时间差实时调整前端视频接入设备发送数据的时刻。
实施例3：根据本实用新型的基于无源光网络技术的多业务视频监控传输平台，其包括前端视频接入设备、中心端视频输出设备和无源光分配器。所述多业务为在传输视频的同时也可以扩展其他辅助业务，所述辅助业务包括：异步数据、开关量和音频。所述中心端视频输出设备为4U子架结构。4U子架为我公司自行设计生产的子架结构，型号为R4021。具体地，为如图3所示的19英寸宽4U高插槽后置式子架结构。其中，图3a是该4U子架构的主视图；图3b是该4U子架构揭开顶盖后的水平剖面图；图3c是该4U子架构揭开顶盖后的后视图。该中心端视频输出设备和前端视频接入设备通过光纤与无源光分配器连接。
如图5所示的前端视频接入设备的原理框图，结合图1或图2所示的VPON的结构示意图，下行方向为点到多点的拓扑，可以直接采用TDM(时分复用)的方式向下发送数据流。下行数据流通过主干光纤、无源光分配器，送至各个前端视频接入设备，前端视频接入设备通过光模块(U26)把光信号转换为电信号后送入SERDES(U25)，再经过串并转换进入FPGA(U24)。前端视频接入设备从下行数据流中分解出系统命令、系统消息、辅助业务。所述的系统命令包括前端视频接入设备广播的注册指令、注册成功消息、测距命令等。所述的系统消息包括中心端视频输出设备的ID号、日期、时间等。前端视频接入设备根据系统命令，产生注册应答、测距应答帧。下行数据流分为8个时隙，每个时隙的注册成功消息中包含一个前端视频接入设备的ID号，前端视频接入设备把上述ID号与自己ID号相比较，相同则确定该时隙为本设备发送上行数据的时隙。
前端视频接入设备的模拟视频信号送入视频插件，经过低通滤波器、视频放大器、模数转换，转换为8位并行的数字信号送至FPGA中，也即图5中的U24中，视频信号、注册应答、测距应答、网管信息进行复接(时分复用)，复接后的信号选择对应的时隙发送到SERDES(U25)转换为低电压差分信号(LowVoltage Differential Signaling，简称LVDS)电平的高速串行信号，送入光模块(U26)，发送至无源光分配器。无源光分配器将各个前端的数据流送入主干光纤，由于各个前端视频接入设备选择不同的时隙发送数据流，所以在主干光纤上不会发生数据流混叠的现象。
如图所示的中心端视频输出设备的原理框图，当上行数据流到达中心端视频输出设备，通过光模块(U15)把光信号转换为电信号后送入SERDES(U14)，再经过串并转换进入FPGA(U11)。在FPGA中从上行数据流的各个时隙中分解出视频信号、注册应答、测距应答和网管信息。各个时隙的注册应答帧中包含一个远端设备的ID号，如果ID号为0，表示本时隙空闲；如果ID号不为0，表示注册成功，并由此确定远端设备与时隙的对应关系。中心端视频输出设备根据测试应答的延时来调整各个时隙的起始时刻。1～4路视频信号送入CPLD(U12)中，再分解成4路视频分别送入视频插件(U1、U2、U3、U4)中；5～8路视频信号送入CPLD(U13)中，再分解成4路视频分别送入视频插件(U5、U6、U7、U8)中；各路视频经过数模转换、视频放大、低通滤波器后，恢复为模拟视频信号输出。
所述网管信息包括远端设备的ID号、工作状态(远端设备是否注册、完成测距等)、有无视频输入以及通过网管模块(U16、U27)采集到的电压、温度值等信息。
本实用新型的基于无源光网络技术的多业务视频监控传输平台，所述的时钟源(U10、U23)采用60M晶振，所述的上行、下行数据流采用1.25G的光传输平台。
上述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用来限定本实用新型的实施和保护范围。也就是说，任何依照本实用新型的权利要求范围所做的同等变化与修改，皆为本实用新型的权利要求范围所涵盖。
Claims (4)
1.一种基于无源光网络技术的多业务视频监控传输系统，其特征是：该传输系统是一种基于无源光网络技术的多业务视频监控传输平台，该平台包括：前端视频接入设备、中心端视频输出设备和无源光分配器，其中，中心端视频输出设备通过光纤与无源光分配器连接，所述无源光分配器通过光纤与一个或多个前端视频接入设备连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于无源光网络技术的多业务视频监控传输系统，其特征是：所述无源光分配器通过光纤与一个或多个无源光分配器扩展级联，扩展级联的所述一个或多个无源光分配器中的每一个无源光分配器通过光纤分别与一个或多个前端视频接入设备连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于无源光网络技术的多业务视频监控传输系统，其特征是：所述前端视频接入设备为独立模块结构，所述中心端视频输出设备为4U子架结构。
4.根据权利要求3所述的一种基于无源光网络技术的多业务视频监控传输系统，其特征是：所述4U子架结构为19英寸宽4U高插槽后置式子架结构。
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2008
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