專利名稱：?jiǎn)卫w多點(diǎn)視頻傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖傳輸技術(shù)領(lǐng)域和視頻監(jiān)控領(lǐng)域，具體講涉及單纖多點(diǎn)視頻傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
視頻監(jiān)控的應(yīng)用一般來講分為兩大類一是集中監(jiān)控，其特點(diǎn)是監(jiān)控點(diǎn)分布在一個(gè)較小的范圍內(nèi)或從一定的范圍來看可以看成是點(diǎn)到點(diǎn)的線路(比如遠(yuǎn)程無人監(jiān)守機(jī)房，監(jiān)控點(diǎn)分布在一個(gè)較小的機(jī)房?jī)?nèi)，監(jiān)控中心與無人機(jī)房就可以看成點(diǎn)到點(diǎn))，此時(shí)用點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸技術(shù)就可以了。目前的產(chǎn)品應(yīng)用主要集中在這個(gè)領(lǐng)域，相關(guān)的技術(shù)問題解決的也比較好，市場(chǎng)相對(duì)成熟一些?？梢圆捎脗鹘y(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)、也可以采用數(shù)字視頻技術(shù)(壓縮或非壓縮的)。
視頻監(jiān)控的另外一大類應(yīng)用是分布式的視頻監(jiān)控。監(jiān)控點(diǎn)分散在一個(gè)很大的范圍內(nèi)(如高速公路、鐵路、長(zhǎng)距離管線、邊界的監(jiān)控等)，以高速公路為例，如果每公里設(shè)置1個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，100公里的公路上就需要100個(gè)監(jiān)控點(diǎn)。由于傳統(tǒng)的模擬視頻傳輸技術(shù)無法聯(lián)網(wǎng)，只能對(duì)于每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)，導(dǎo)致布線工程量極大，基本上不可能實(shí)際應(yīng)用。非壓縮的數(shù)字視頻技術(shù)在接入點(diǎn)較多的情況下需要很高的系統(tǒng)帶寬和全網(wǎng)同步，導(dǎo)致每個(gè)節(jié)點(diǎn)非常復(fù)雜，成本過高，基本也很難實(shí)際應(yīng)用。目前只有采用壓縮的數(shù)字視頻信號(hào)+TCP/IP構(gòu)成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的傳輸技術(shù)在類似的分布式視頻監(jiān)控系統(tǒng)中有應(yīng)用，但是由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)都必須有壓縮、協(xié)議轉(zhuǎn)換等過程，每個(gè)節(jié)點(diǎn)仍過于復(fù)雜，成本高(目前的估算，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在10萬人民幣左右)；系統(tǒng)速率受到計(jì)算能力(主要是協(xié)議處理)的限制而很難提高，大大限制了該應(yīng)用的推廣。另外，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從采用的是帶寬獨(dú)占方案，當(dāng)接入節(jié)點(diǎn)較多時(shí)，圖像的實(shí)時(shí)性很難保證，對(duì)于很多實(shí)時(shí)要求高的場(chǎng)合，也無法滿足系統(tǒng)要求。
在發(fā)明“公路交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)”(專利申請(qǐng)?zhí)枮?00420028435)中“提出了一種公路交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于有監(jiān)聽器連接音頻切換器，有球形攝像機(jī)連接解碼器，音頻切換器、解碼器和攝像機(jī)連接視頻音頻切換矩陣，視頻音頻切換矩陣連接電視墻、圖形控制終端、主控鍵盤、副主控鍵盤和彩色16畫面分割器，彩色16畫面分割器連接時(shí)滯錄像機(jī)。彩色16畫面分割器連接光端機(jī)，光端機(jī)連接光纖，光纖連接遠(yuǎn)端光端機(jī)，遠(yuǎn)端光端機(jī)連接遠(yuǎn)端控制設(shè)備。集車輛檢測(cè)、道路監(jiān)控、氣象監(jiān)測(cè)、流量統(tǒng)計(jì)、無線通訊、數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)上查詢、調(diào)度指揮于一體，形成綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)。先進(jìn)、實(shí)用、可靠、安全、保密并便于維護(hù)。”(引自該發(fā)明專利摘要)以上監(jiān)控系統(tǒng)中視頻傳輸采用的方案為兩個(gè)光端機(jī)點(diǎn)到點(diǎn)連接，這種連接方式適用于單點(diǎn)集中范圍內(nèi)的視頻監(jiān)控，而對(duì)于大范圍多點(diǎn)分布式視頻監(jiān)控，采用點(diǎn)到點(diǎn)的光纖傳輸方式，則會(huì)造成極大的施工量以及隨之而來的巨大成本。
綜上，目前視頻光纖傳輸和監(jiān)控領(lǐng)域中所采用點(diǎn)到點(diǎn)的光纖傳輸，這樣盡管可以做到長(zhǎng)距離傳輸監(jiān)控，但是卻存在著不能靈活的接入新的監(jiān)控節(jié)點(diǎn)和無法實(shí)現(xiàn)大范圍的分布式監(jiān)控的缺點(diǎn)，并且點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖傳輸中光纖中傳輸一個(gè)波長(zhǎng)，光纖的寬帶寬特性沒有得到有效利用。另外，在采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的視頻傳送方案中，存在著帶寬資源難以得到保證，接入節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)受到限制的不足。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離大范圍的實(shí)時(shí)監(jiān)控，解決帶寬資源的問題；同時(shí)，還要解決接入節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)受到限制，克服接入方式不靈活的缺點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)可以在1根光纖上同時(shí)實(shí)時(shí)傳輸，實(shí)現(xiàn)大范圍的視頻監(jiān)控和監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的靈活接入，同時(shí)解決了帶寬資源受限和全網(wǎng)同步問題，提高光纖通道的利用率。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種單纖多點(diǎn)視頻傳輸系統(tǒng)，包括節(jié)點(diǎn)和將節(jié)點(diǎn)攝像頭采集到的圖像最終在顯示器上顯示的接收節(jié)點(diǎn)，所述的節(jié)點(diǎn)包括采集視頻信號(hào)的攝像頭，進(jìn)行信號(hào)下路和進(jìn)行波分復(fù)用使信號(hào)上路的光分插復(fù)用器(OADM)，將前述攝像頭的輸出與在傳輸過程中沿途異步接入的節(jié)點(diǎn)中的視頻信號(hào)進(jìn)行頻分復(fù)用的視頻發(fā)送模塊。
所述的視頻發(fā)射模塊的構(gòu)成為接收所述光分插復(fù)用器輸出的下路信號(hào)并將該下路信號(hào)轉(zhuǎn)換電信號(hào)的光電探測(cè)器，將來自光電探測(cè)器的電信號(hào)放大的放大電路，將所述攝像頭采集到的圖像信號(hào)，該圖像信號(hào)經(jīng)FM視頻調(diào)制器調(diào)制后與信號(hào)放大電路的輸出進(jìn)行頻分復(fù)用的合路器，將合路器的輸出進(jìn)行直接光強(qiáng)度調(diào)制且與所述下路信號(hào)具有相同波長(zhǎng)的的激光器。
所述節(jié)點(diǎn)為100個(gè)，節(jié)點(diǎn)1～25中，F(xiàn)M視頻信號(hào)調(diào)制器載波頻率為f1，激光器波長(zhǎng)分別為λ1～λ25且與節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，節(jié)點(diǎn)26～50中，F(xiàn)M視頻信號(hào)調(diào)制器載波頻率為f2，激光器波長(zhǎng)分別為λ1～λ25且與節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，節(jié)點(diǎn)51～75中，F(xiàn)M視頻信號(hào)調(diào)制器載波頻率為f3，激光器波長(zhǎng)分別為λ1～λ25且與節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，節(jié)點(diǎn)76～100中，F(xiàn)M視頻信號(hào)調(diào)制器載波頻率為f4，激光器波長(zhǎng)分別為λ1～λ25且與節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，各節(jié)點(diǎn)下路和上路波長(zhǎng)與本節(jié)點(diǎn)內(nèi)的激光器波長(zhǎng)一致。
本發(fā)明具備以下效果本發(fā)明通過頻分復(fù)用和波分復(fù)用相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)了分布式異步接入，最終波分復(fù)用信號(hào)傳送到接收節(jié)點(diǎn)，攝像頭采集到的圖像最終在顯示器上顯示，這樣不僅大大增加了可接入視頻監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)以及節(jié)點(diǎn)接入的靈活性，而且實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)可以在1根光纖上同時(shí)實(shí)時(shí)傳輸，提高了光纖通道利用率。


圖一采用分布式異步接入技術(shù)的系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)二視頻發(fā)送模塊框三節(jié)點(diǎn)1～100中單個(gè)節(jié)點(diǎn)組成框四方案實(shí)施實(shí)例具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
本發(fā)明基本工作原理由攝像頭采集的視頻信號(hào)經(jīng)過視頻發(fā)送模塊轉(zhuǎn)換為光信號(hào)進(jìn)行傳輸，在傳輸過程中與沿途異步接入的節(jié)點(diǎn)中的視頻信號(hào)通過視頻發(fā)送模塊進(jìn)行頻分復(fù)用，通過光分插復(fù)用器(OADM)進(jìn)行信號(hào)下路，信號(hào)處理，然后再通過信號(hào)上路進(jìn)行波分復(fù)用(WDM)。從而通過頻分復(fù)用和波分復(fù)用相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)了分布式異步接入，最終波分復(fù)用信號(hào)傳送到接收節(jié)點(diǎn)，攝像頭采集到的圖像最終在顯示器上顯示。這樣不僅大大增加了可接入視頻監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)以及節(jié)點(diǎn)接入的靈活性，而且提高了光纖通道利用率。
本發(fā)明提出了一種適用于分布式異步接入視頻光纖傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)裝置，如圖三。該節(jié)點(diǎn)裝置由光分插復(fù)用器模塊和視頻發(fā)射模塊，如圖二組成視頻發(fā)送模塊。視頻模塊由FM視頻信號(hào)調(diào)制器，光電探測(cè)器，放大電路，合路器和激光器組成。
當(dāng)該節(jié)點(diǎn)裝置接入監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)時(shí)，光分插復(fù)用器將需要處理的某一特定波長(zhǎng)信號(hào)進(jìn)行下路，輸入到光電探測(cè)器，然后經(jīng)過放大電路進(jìn)行信號(hào)放大；另一方面，攝像頭采集到的視頻信號(hào)經(jīng)FM視頻信號(hào)調(diào)制器調(diào)制輸出視頻調(diào)制信號(hào)；視頻調(diào)制信號(hào)與放大電路輸出的放大信號(hào)輸入到合路器頻分復(fù)用為一路電信號(hào)，該電信號(hào)輸入到與原下路信號(hào)具有相同波長(zhǎng)的激光器輸入端進(jìn)行直接光強(qiáng)度調(diào)制，得到的光信號(hào)經(jīng)過上路與通過OADM的其他波長(zhǎng)信號(hào)進(jìn)行波分復(fù)用，復(fù)用信號(hào)繼續(xù)向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸。
本發(fā)明提出了一種頻分復(fù)用與波分復(fù)用相結(jié)合的分布式異步接入方案，該方案具體如下由100個(gè)本發(fā)明提出的視頻發(fā)射裝置作為節(jié)點(diǎn)和一個(gè)接收節(jié)點(diǎn)組成視頻光纖傳輸系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)間的相互距離為1km，如附圖一。將100個(gè)節(jié)點(diǎn)分為四組節(jié)點(diǎn)1～25中，F(xiàn)M視頻信號(hào)調(diào)制器載波頻率為f1，激光器波長(zhǎng)分別為λ1～λ25，與各個(gè)節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，即節(jié)點(diǎn)1中激光器的波長(zhǎng)為λ1，節(jié)點(diǎn)2中的激光器的波長(zhǎng)為λ2，依此類推；節(jié)點(diǎn)26～50中，F(xiàn)M視頻信號(hào)調(diào)制器載波頻率為f2，激光器波長(zhǎng)分別為λ1～λ25且與節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，即節(jié)點(diǎn)26激光器的波長(zhǎng)為λ1，節(jié)點(diǎn)27激光器的波長(zhǎng)為λ2，依此類推，同時(shí)OADM模塊的下路和上路波長(zhǎng)與本節(jié)點(diǎn)內(nèi)的激光器波長(zhǎng)一致；節(jié)點(diǎn)51～75中，F(xiàn)M視頻信號(hào)調(diào)制器載波頻率為f3，激光器波長(zhǎng)分別為λ1～λ25且與節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，即節(jié)點(diǎn)51激光器的波長(zhǎng)為λ1，節(jié)點(diǎn)52激光器的波長(zhǎng)為λ2，依此類推，同時(shí)OADM模塊的下路和上路波長(zhǎng)與本節(jié)點(diǎn)內(nèi)的激光器波長(zhǎng)一致；節(jié)點(diǎn)76～100中，F(xiàn)M視頻信號(hào)調(diào)制器載波頻率為f4，激光器波長(zhǎng)分別為λ1～λ25且與節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，即節(jié)點(diǎn)51激光器的波長(zhǎng)為λ1，節(jié)點(diǎn)52激光器的波長(zhǎng)為λ2，依此類推，同時(shí)OADM模塊的下路和上路波長(zhǎng)與本節(jié)點(diǎn)內(nèi)的激光器波長(zhǎng)一致。
當(dāng)視頻光纖通信系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)傳輸時(shí)，節(jié)點(diǎn)1～25中FM視頻信號(hào)調(diào)制器分別將各自的視頻輸入信號(hào)調(diào)制到頻率為f1的載波上，然后將調(diào)頻信號(hào)輸出到各自的激光器的輸入端，每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的激光器以各自的光波長(zhǎng)(λ1……λ25)將調(diào)頻信號(hào)調(diào)制到光載波上。然后經(jīng)過節(jié)點(diǎn)的級(jí)聯(lián)，信號(hào)沿著光纖通過各個(gè)節(jié)點(diǎn)的光分插復(fù)用器進(jìn)行波分復(fù)用向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸；當(dāng)節(jié)點(diǎn)25輸出的包含有25個(gè)不同載波波長(zhǎng)的光信號(hào)向下傳輸經(jīng)過節(jié)點(diǎn)26～50時(shí)，載波為λ1的光信號(hào)在節(jié)點(diǎn)26處經(jīng)光分插復(fù)用器下路，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換、放大與載波頻率為f2的調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行頻分復(fù)用，此復(fù)用信號(hào)在經(jīng)過波長(zhǎng)同樣為λ1激光器進(jìn)行調(diào)制輸出載波波長(zhǎng)為λ1的光信號(hào)經(jīng)上路與光分插復(fù)用器中傳輸?shù)墓庑盘?hào)進(jìn)行波分復(fù)用，并且向下一節(jié)點(diǎn)傳輸，同理在節(jié)點(diǎn)27處下路的光信號(hào)的載波波長(zhǎng)為λ2，經(jīng)與節(jié)點(diǎn)26相同的信號(hào)處理過程后，經(jīng)載波波長(zhǎng)為λ2的激光器調(diào)制，然后上路與光分插復(fù)用器中的光信號(hào)進(jìn)行波分復(fù)用向下一節(jié)點(diǎn)傳輸，其他節(jié)點(diǎn)依次類推；信號(hào)經(jīng)過節(jié)點(diǎn)51～75與節(jié)點(diǎn)76～100時(shí)工作情況相似，只是在節(jié)點(diǎn)51～75中，與放大電路放大輸出信號(hào)復(fù)用的調(diào)頻信號(hào)的載波頻率為f3，在76～100中與放大電路放大輸出信號(hào)復(fù)用的調(diào)頻信號(hào)的載波頻率為f4。經(jīng)節(jié)點(diǎn)100輸出的光信號(hào)中含有25個(gè)不同載波波長(zhǎng)的光信號(hào)，每個(gè)光信號(hào)上載有4個(gè)不同載頻的視頻調(diào)頻信號(hào)。該光信號(hào)最終傳輸?shù)浇邮展?jié)點(diǎn)，在接收節(jié)點(diǎn)處，該光信號(hào)經(jīng)解復(fù)用解調(diào)最終還原為原始視頻信號(hào)，并顯示在監(jiān)視器上。
如圖四所示，為本發(fā)明方案和發(fā)射裝置具體實(shí)施的一個(gè)例子。該系統(tǒng)為一個(gè)長(zhǎng)途高速公路監(jiān)控系統(tǒng)。在監(jiān)控點(diǎn)攝像頭采用V3939 APT，F(xiàn)M視頻信號(hào)調(diào)制器采用FMG2220，光電探測(cè)器采用JZPIPP FC/APC，放大電路由MAX系列放大器構(gòu)成，合路器采用XXH-204，激光器采用JZD1XX0，OADM模塊采用OADM-0200。各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間采用分布式異步接入技術(shù)通過光纖連接，各監(jiān)控點(diǎn)采集到的監(jiān)控圖像最終傳輸?shù)浇邮展?jié)點(diǎn)監(jiān)控室處，通過解復(fù)用器進(jìn)行解復(fù)用，然后經(jīng)過多路解調(diào)機(jī)解調(diào)輸出，還原出原始視頻信號(hào)，最終監(jiān)控圖像在監(jiān)控室監(jiān)視器上顯示，最終實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
系統(tǒng)采用的是單纖方案；且每個(gè)節(jié)點(diǎn)采用的是異步接入的方式，且對(duì)于信號(hào)格式透明，大大降低了節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜程度和成本(演示系統(tǒng)＜3萬元/節(jié)點(diǎn))。系統(tǒng)成本的大大降低，解決了視頻信號(hào)占用帶寬資源問題，提高了光纖帶寬的利用率。由于系統(tǒng)采用異步接入方式，因此而具有的節(jié)點(diǎn)接入的靈活性為系統(tǒng)的擴(kuò)展提供了便利條件。
權(quán)利要求
1.一種單纖多點(diǎn)視頻傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括節(jié)點(diǎn)和將節(jié)點(diǎn)攝像頭采集到的圖像最終在顯示器上顯示的接收節(jié)點(diǎn)，所述的節(jié)點(diǎn)包括采集視頻信號(hào)的攝像頭，進(jìn)行信號(hào)下路和進(jìn)行波分復(fù)用使信號(hào)上路的光分插復(fù)用器(OADM)，將前述攝像頭的輸出與在傳輸過程中沿途異步接入的節(jié)點(diǎn)中的視頻信號(hào)進(jìn)行頻分復(fù)用的視頻發(fā)送模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單纖多點(diǎn)視頻傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述的視頻發(fā)射模塊的構(gòu)成為接收所述光分插復(fù)用器輸出的下路信號(hào)并將該下路信號(hào)轉(zhuǎn)換電信號(hào)的光電探測(cè)器，將來自光電探測(cè)器的電信號(hào)放大的放大電路，將所述攝像頭采集到的圖像信號(hào)，該圖像信號(hào)經(jīng)FM視頻調(diào)制器調(diào)制后與信號(hào)放大電路的輸出進(jìn)行頻分復(fù)用的合路器，將合路器的輸出進(jìn)行直接光強(qiáng)度調(diào)制且與所述下路信號(hào)具有相同波長(zhǎng)的的激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單纖多點(diǎn)視頻傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)點(diǎn)為100個(gè)，節(jié)點(diǎn)1～25中，F(xiàn)M視頻信號(hào)調(diào)制器載波頻率為f1，激光器波長(zhǎng)分別為λ1～λ25且與節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，節(jié)點(diǎn)26～50中，F(xiàn)M視頻信號(hào)調(diào)制器載波頻率為f2，激光器波長(zhǎng)分別為λ1～λ25且與節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，節(jié)點(diǎn)51～75中，F(xiàn)M視頻信號(hào)調(diào)制器載波頻率為f3，激光器波長(zhǎng)分別為λ1～λ25且與節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，節(jié)點(diǎn)76～100中，F(xiàn)M視頻信號(hào)調(diào)制器載波頻率為f4，激光器波長(zhǎng)分別為λ1～λ25且與節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，各節(jié)點(diǎn)下路和上路波長(zhǎng)與本節(jié)點(diǎn)內(nèi)的激光器波長(zhǎng)一致。
全文摘要
本發(fā)明涉及光纖傳輸技術(shù)領(lǐng)域和視頻監(jiān)控領(lǐng)域，具體講涉及單纖多點(diǎn)視頻傳輸系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離大范圍的實(shí)時(shí)監(jiān)控，解決帶寬資源、提高光纖通道的利用率的問題。同時(shí)，還要解決接入節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)受到限制，克服接入方式不靈活的缺點(diǎn)，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是由攝像頭采集的視頻信號(hào)經(jīng)過視頻發(fā)送模塊轉(zhuǎn)換為光信號(hào)進(jìn)行傳輸，在傳輸過程中與沿途異步接入的節(jié)點(diǎn)中的視頻信號(hào)通過視頻發(fā)送模塊進(jìn)行頻分復(fù)用，通過光分插復(fù)用器(OADM)進(jìn)行信號(hào)下路，信號(hào)處理，然后再通過信號(hào)上路進(jìn)行波分復(fù)用(WDM)。本發(fā)明主要用于分布式的視頻監(jiān)控。
文檔編號(hào)H04N7/18GK1819653SQ200610013008
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2006年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月4日
發(fā)明者于晉龍 申請(qǐng)人:天津大學(xué)