隨著我國城市交通和高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，對監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)備要求也越來越高，由于光纖傳輸具有帶寬大、傳輸距離遠、抗干擾的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用。光端機由于其諸多傳輸優(yōu)勢，加上這幾年的市場需求猛增，光纜成本大幅降低，已經(jīng)進入相對良性的產(chǎn)業(yè)發(fā)展軌道。目前，高速公路是光端機的主要市場之一。高速公路具有攝像機多、距離遠、實時性要求高等特點，而且一般遠離城市，因此，光端機成為高速公路視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)中的理想傳輸設(shè)備。
1. 高速公路中光端機應(yīng)用情況？
在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中 光端機主要負責圖像和控制數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的傳輸部分，在高速公路管理系統(tǒng)中，光端機主要應(yīng)用于：
① 外場設(shè)備至路段監(jiān)控分中心，外場設(shè)備至路段監(jiān)控分中心間的數(shù)據(jù)圖像傳輸主要采用節(jié)點式傳輸設(shè)備和監(jiān)控光纜完成，1芯光纖上傳輸多路視頻圖像和數(shù)據(jù)，各監(jiān)控分中心根據(jù)所轄路段外場設(shè)備數(shù)量的多少采用多個光纖傳輸鏈路完成。服務(wù)區(qū)監(jiān)控圖像先通過點對點光端機將視頻數(shù)據(jù)匯集，再接入視頻傳輸鏈路傳輸至路段監(jiān)控分中心。
② 收費站的收費圖像通過視頻光端機及單模光纜直接傳輸?shù)焦芾碇行摹?br /> ③ 隧道以及立交橋等的監(jiān)控系統(tǒng)都要用光端機傳輸?shù)焦芾碇行淖?007年以來，在很多省份都已經(jīng)出現(xiàn)了很多的超過200公里的長距離機電工程標段，同時，也出現(xiàn)了不少多隧道群的機電工程標段，這些項目中都會用到大量的光端機。所以，就單個工程而言，光端機的采購量超過二、三百萬已是隨處可見。有了這些項目的支撐，高速公路光端機的使用量自2007年開始得到大幅提升。
盡管視頻光端機在機電工程建設(shè)費用中所占的比例仍然很小，但是它的作用不可小視。視頻光端機的產(chǎn)品質(zhì)量和工程質(zhì)量直接關(guān)乎整個監(jiān)控系統(tǒng)的運行，屬關(guān)鍵設(shè)備，所以，無論是使用方還是系統(tǒng)集成商對視頻光端機的選擇都非常重視。以往，視頻光端機的采購和施工都由系統(tǒng)集成商完成，2007年后，由于光端機的使用量的增大，不少高速公路業(yè)主開始對視頻光端機產(chǎn)品進行單獨招標采購，這種方式既增加了業(yè)主在光端機品牌上的選擇力度，同時也一定程度上降低了設(shè)備造價。
高速公路市場歷來不會被任何視頻光端機廠家忽視，但是，由于在技術(shù)、性能、產(chǎn)能、可靠性、售后服務(wù)等居多環(huán)節(jié)要求較高，所以能夠進入高速公路市場的品牌并不多。即使這樣，市場競爭照樣異常激烈。光端機生產(chǎn)廠家需要配合好系統(tǒng)集成商的工作，同時也得得到業(yè)主的認同和支持，所以對企業(yè)的市場能力是一種考驗。特別是，高速公路業(yè)主對光端機進行單獨招標的項目，更是需要生產(chǎn)廠家去直接面對zui終用戶，應(yīng)該說視頻光端機的市場銷售難度在加大。另外，一些未進入者時刻舉著低價沖擊這一武器，對光端機的正常市場也形成一定的壓力。不過，高速公路應(yīng)用對視頻光端機的高要求，決定了這個行業(yè)必定是重品牌、重技術(shù)、重質(zhì)量、重服務(wù)的，所以，仍然還是真正有實力的生產(chǎn)廠家的舞臺。
2. 用戶對于高速公路光端機的需求特點
由于高速路沿線和監(jiān)控距離遠，環(huán)境相對惡劣，對信號傳輸?shù)目垢蓴_性、保障遠距離傳輸有非常高的要求，所以通常采用光纖作為傳輸各類信號的介質(zhì)，理所當然視頻光端機也就成為傳輸設(shè)備的*選擇。用戶對于高速公速光端機的需求特點有：
① 遠距離信號傳輸，不易受惡劣環(huán)境影響。 高速公路上，絕大多數(shù)的外場設(shè)備距離監(jiān)控中心的距離較遠，光端機的工作環(huán)境一般都比較惡劣，很多是應(yīng)用野外，一年四季，冬冷夏熱，溫度變化范圍寬，空氣濕度大。這就要求光端機在溫度范圍和濕度面有更優(yōu)異的表現(xiàn)，必須在視頻接口、通訊接口、電源接口等方面都做了充分的保護措施，以保證其能在惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定地進行遠距離信號傳輸。
② 話音通信等多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸需求。高速公路各級管理機構(gòu)。從管理總中心、分中心、分中心到收費站的和網(wǎng)絡(luò)信息的圖像、控制數(shù)據(jù)的實時互傳。
③ 多級聯(lián)網(wǎng)傳輸，高速公路監(jiān)控一般由收費站、監(jiān)控分中心、監(jiān)控中心三級組成，對于各地收道、收費亭、道路監(jiān)控等點匯集到某一信號中心時，還需要向下一級中心進行傳輸。
3. 目前，高速公路光端機使用主要存在哪些問題？
今天，業(yè)內(nèi)人士在看到光端機行業(yè)歷經(jīng)多年發(fā)展已經(jīng)成為一個繽紛大家庭的同時也看到當前市場的混亂局面。這個混亂局面所面臨的問題包括質(zhì)量良莠不齊、服務(wù)水品差異明顯、多數(shù)小廠技術(shù)能力不足導(dǎo)致產(chǎn)品穩(wěn)定性差或存在技術(shù)缺陷等等。與用戶的期望不同的是，當前雖然數(shù)字視頻光端機技術(shù)已經(jīng)成熟，但成熟的技術(shù)并不意味著不同廠家的產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)已經(jīng)一樣或趨同，相反的是，在技術(shù)已經(jīng)成熟的視頻光端機行業(yè)，產(chǎn)品質(zhì)量卻表現(xiàn)出非常大的差異，同樣的差異當然也反映在服務(wù)和技術(shù)上。這使得用戶在看起來成熟的技術(shù)產(chǎn)品中常常選擇到質(zhì)量差異巨大的產(chǎn)品。
視頻光端機到目前為止仍然沒有一個統(tǒng)一的標準，各個廠商自己定的模擬、數(shù)字轉(zhuǎn)換及傳輸協(xié)議和標準都不一樣，如一開放協(xié)議，很難基本沒辦法與其他廠商兼容，高速公路機電工程中對視頻光端機的要求還是以*制定的機電工程檢驗標準《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準 第二冊 機電工程》，即JTGF80/2-2004為參照。但是，在很多招標文件中，對視頻光端機的技術(shù)參數(shù)描述還是五花八門，有些甚至不切實際，希望能有一些規(guī)范或標準能夠?qū)σ曨l光端機的技術(shù)要求進行約束，這樣既能使廣大生產(chǎn)廠家把注意力放在提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量上來，又可以對光端機市場起到規(guī)范作用。
在大量的工程應(yīng)用當中，用戶在安裝和調(diào)試過程中也常常會遇到各種各樣的問題，除了光端機產(chǎn)品質(zhì)量問題以外，客戶常常面臨的問題大多來自于光和數(shù)據(jù)源方面。由于數(shù)據(jù)格式的多樣性，以及數(shù)據(jù)線連接過程中的問題常常導(dǎo)致zui終傳輸出現(xiàn)問題。同時由于光器件和連接精細的要求，也常常由于連接環(huán)節(jié)不清潔或陶瓷環(huán)破碎導(dǎo)致現(xiàn)場鏈路損耗大大增加甚至無光，而施工人員又常常沒有必要的光測試儀表，從而增加了故障的出現(xiàn)，又缺乏解決故障的辦法。
4. 目前，有哪些新技術(shù)用于高速公路光端機？
目前，全國各地的高速公路機電監(jiān)控工程正如火如荼的進行著，在道路建設(shè)以及一些重要的安防監(jiān)控工程項目中，隨著高速公路管理要求的不斷提高，收費管理、數(shù)據(jù)通信、圖像監(jiān)控已經(jīng)是現(xiàn)代化高速公路建設(shè)中*的一個部分。從目前國內(nèi)大部分的高速公路現(xiàn)況來看，幾乎80%路沿線都已經(jīng)具有了光纖傳輸線路，為了響應(yīng)國家節(jié)約光纖能源的號召，因此，如何合理利用原有的光網(wǎng)絡(luò)進行圖像傳輸，節(jié)約現(xiàn)有光纖資源成為了高速機電項目的一個新課題。
目前高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，使用較多的是傳統(tǒng)的數(shù)字視頻光端機，也就是點對點式光端機。在安防領(lǐng)域，點對點式光端機的使用在性價比方面有明顯的優(yōu)勢，但是在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，這種光端機有著非常大的弊端，那就是前端每個監(jiān)控點都必須鋪設(shè)一根光纖到監(jiān)控中心，隨著公路里程的增長，監(jiān)控點數(shù)的增多，使得工程中光纖的數(shù)量也將大大增加，工程造價也隨之水漲船高。節(jié)點機的出現(xiàn)，大大降低高速公路監(jiān)控系統(tǒng)工程的造價，節(jié)點式數(shù)字傳輸視頻光端機可以將前端多個監(jiān)控點的視頻等信號通過一芯光纖傳輸?shù)奖O(jiān)控中心在高速公路中得到了廣泛的應(yīng)用。
節(jié)點式光端機又稱總線型光端機，其準確的定義是采用單/雙纖鏈路式組網(wǎng)形式的圖像傳輸系統(tǒng)，也被稱為鏈路式光端機。采用的技術(shù)是電信中常用的時分復(fù)用技術(shù)（TDM）和分插復(fù)用技術(shù)（ADM），具有節(jié)省光纖資源，延長傳輸距離等優(yōu)點。由于采用ADM技術(shù)的鏈路式光端機在傳輸容量上受到較大限制，一般將TDM與ADM結(jié)合使用。在沒有富余光纖資源的情況下，更多的是采用TDM技術(shù)，這樣可以使不同業(yè)務(wù)平臺的光通信系統(tǒng)*在物理上隔絕的一芯光纖上傳輸。遠端設(shè)備可以選配光鏈路保護機盤（也就是光開關(guān)），能自動隔離故障節(jié)點確保其他節(jié)點機正常工作。16節(jié)點級聯(lián)型光端機采用1.25G光傳輸平臺，在一芯光纖上可同時傳送16路視頻信號，支持節(jié)點數(shù)zui多可達16個，節(jié)點式光端機遠端設(shè)備可接入1～2路視頻信號、1路反向485數(shù)據(jù)，局端設(shè)備可實時輸出16路視頻、1路反向485數(shù)據(jù)。
5. 高速公路光端機市場發(fā)展前景和趨勢
視頻光端機每年在技術(shù)、工藝、質(zhì)量水平等方面都會有一些進步。目前，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)和收費系統(tǒng)中應(yīng)用的光端機還是以視頻數(shù)據(jù)復(fù)用點到點光端機和級聯(lián)型（節(jié)點式）光端機為主。
點到點光端機繼續(xù)向著多業(yè)務(wù)、綜合化發(fā)展，也就是單纖傳輸多路視頻、音頻、數(shù)據(jù)、以太網(wǎng)、開關(guān)量、愛峰對講等信號。這種設(shè)備高度集成化，解決工程實際中多種業(yè)務(wù)傳輸?shù)男枨螅档土斯こ淘靸r。目前，這類設(shè)備在高速公路收費系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。
級聯(lián)型光端機是隨著高速公路全程監(jiān)控的興起而迅速發(fā)展起來的。近年來，全程監(jiān)控繼續(xù)在各地的高速公路建設(shè)中大量推廣，所以，級聯(lián)型光端機的用量也大幅度提升，在外場監(jiān)控和隧道監(jiān)控中大量使用。雖然大量使用級聯(lián)型光端機增加了設(shè)備造價，但是大幅減少了光纖的用量，也減少了工程量，因此從總的方面來看，實際上是降低了工程造價的。級聯(lián)型光端機在今后的高速公路機電系統(tǒng)中仍將起到主導(dǎo)作用。
前端視頻采集高清化必將是今后發(fā)展的一個趨勢。傳統(tǒng)系統(tǒng)采用模擬標清成像技術(shù)，分辨率zui大為768×597，只有45萬像素，清晰度不足。另外，模擬系統(tǒng)的線性成像也面臨著圖像層次感不強、對比度差等問題，同時由于受分辨率的限制，模擬標清攝像機抓拍的圖像視場小，一臺攝像機往往是細節(jié)和全景不能兼顧，從而導(dǎo)致無法清楚地抓拍到人、車、物的細節(jié)特征及乘坐狀況，其直接的結(jié)果就是面對如刑偵、治安等業(yè)務(wù)部門要求追查罪犯面貌、涉事車輛細節(jié)、肇事車輛司機面貌的時候顯得無能為力。
HD-SDI攝像機(通常為200萬、500萬像素或更高分辨率的HD-SDI攝像機)等成像技術(shù)的采用，大大提高抓拍圖像的質(zhì)量，不僅可以清楚地抓拍到人、車、物的細節(jié)，還可以提供高質(zhì)量的全景圖像，并且可以記錄更大的范圍、更寬場景內(nèi)的信息，從而滿足了刑偵、治安、*等多個業(yè)務(wù)部門的需求。因此，寬帶寬、高數(shù)據(jù)速率是光端機適應(yīng)高速公路高清化的必然趨勢。
市場上，隨著交通管理正逐步向網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為智能化交通管理中zui重要的信息平臺，在高速公路信息化系統(tǒng)中越來越發(fā)揮出舉足輕重的作用。根據(jù)*通過的《國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》，到2020年要構(gòu)建由中心城市向外放射的一級橫貫東西、縱貫?zāi)媳钡慕煌ù蟮?，包?條首都放射線、9條南北縱向線和18條東西橫向線，建成"7918"工程，建設(shè)規(guī)模大約8.5萬公里，"十一五"期間的每年投資額4,000億元左右，是世界公路建設(shè)*zui大規(guī)模。根據(jù)*通過的《全國農(nóng)村公路建設(shè)規(guī)劃》，到2010年末，全國農(nóng)村公路里程將達到310萬公里；根據(jù)*的規(guī)劃，"十一五"期間將新建高速公路2.4萬公里，2010年末高速公路總里程將達到6.5萬公里。截至2009年12月31日，我國高速公路總里程數(shù)達6.51萬公里，已經(jīng)提前實現(xiàn)了國家既定的目標。2008年*出臺的"4萬億元投資計劃",其中37.5%投資將用于鐵路、公路、機場和城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)，投資總額約1.5萬億元，此外，各級地方政府也出臺了配套的投資和支持政策。*《2010年前三季度交通運輸經(jīng)濟運行情況》顯示，2010年1-9月，我國完成高速公路投資4,798億元，同比增長38.5%.2009年以來，我國已進入高速公路建設(shè)的投資高峰期。
