高速公路機電監控視頻的應用，是對高速公路管理最直接有效的手段，直觀的視頻影像在最短的時間內滿足運營管理者對所轄路段的交互立交、收費站服務區等重要區域進行實時的監控。高速公路機電系統建設龐大而復雜，而視頻監控作為整個機電系統建設的重要一環，視頻傳輸綜合解決方案也是高速公路建設管理者最為關心與注重的方面。

現有機電系統外場業務接入復雜
  傳統高速公路機電系統建設中，通信系統作為各類業務的承載平臺，將收費數據、業務語音、OA數據等業務復用至傳輸系統中，從各收費站傳輸至分中心乃至省聯網中心。而在高速公路外場業務中，包括收費廣場、路面監控、隧道等存在大量的各類業務接入需求，主要為監控及收費系統的視頻圖像、監控子速率、語音類業務等。現有主要的解決方式為采用大量點對點的光端機或者鏈狀節點式光端機，將視頻圖像接入后通過光纖傳輸至附近收費站，通過收費站的編碼設備實現視頻圖像數字化后，連接通信傳輸設備將圖像傳輸至分中心；而其他數據業務需配置相應的數據光端機傳輸。這種模式在應用中主要存在以下問題。

  首先，點對點光端機占用大量的光纖資源，而采用數字非壓縮模式的節點式光端機雖然對光纖需求很少，但是對外場業務保護能力較弱，當出現光口損壞及斷纖的情況下視頻數據無法傳輸。

  其次，系統復雜度高，故障點多。因各類圖像進入收費站后最終需要進行數字化才能滿足在高速公路機電通信系統中傳輸，無論編碼為MPEG-2或者H.264模式，均需要將外場傳輸至收費站的圖像還原成模擬圖像后再進行數字編碼。這樣在收費站存在光端機、編碼器、矩陣、視頻分配器、硬盤錄象機等多類設備，導致收費站視頻系統設備種類眾多，連接復雜，提高了系統故障率。

  另外，光端機類產品本身網管能力較差，再經過收費站多類產品組網，導致外場設備幾乎無法管理，成為高速監控系統的盲點。

  針對高速公路子速率、監控視頻甚至包括收費系統開關量、語音監聽等都需要單獨的傳輸，造成外場傳輸資源的浪費，多類業務起終點一致，卻采用多個設備及多條光纖實現不同類別的傳輸。

  正是由于以上提到的問題，造成高速公路機電系統構架的復雜性，在后期的維護管理中為高速公路運營部門埋下了不同程度的隱患，致使整個機電系統無法進行完善的管理。

機電系統中圖像傳輸應用分析
  伴隨各省高速公路路網規模的不斷擴大，機電構架越來越復雜，模擬圖像的應用已經不能夠靈活地適應于規模化的機電系統構架。因此，在各省數字化的視頻傳輸模式已經廣泛得到認可，并在大部分省份路中心至省聯網中心的調看中采用。因而接入網及外場的視頻模式選擇應逐步過渡到數字化應用，數字化的視頻應用可以為機電系統帶來如下好處：[nextpage]

·避免模擬傳輸模式多級傳輸及跨越多個矩陣帶來的視頻圖像損失；
·無需點對點的使用方式，一次編碼圖像通過組播技術，在不占用多余帶寬的情況下支持多點同時調用；
·圖像存儲不再需要DVR設備二次編碼轉換，可以通過網絡實現一次編碼圖像存儲；
·設備普遍支持遠程的網管能力，便于維護；
·數字化的視頻圖像更適合業務擴展的應用，實現對外發布業務等。

  通過上述分析可以看到，數字化的視頻模式更適合高速公路機電系統中的應用，那么選擇哪種編碼格式便是接下來需要探討的話題。從現有全國各省機電系統中監控圖像、收費圖像的編碼協議主要采用包括MPEG-2、MPEG4-AVC（H.264）等。

  在使用過程中，MPEG-2的圖像質量在高帶寬情況下可以得到保障，但存儲需要轉換成模擬圖像后再通過DVR轉成MPEG-4的低碼流模式存儲，網絡模式繁復，管理不便，而且對圖像質量的二次編碼造成較大的損失，同時高帶寬的碼流對通信系統的負荷也是比較重的；MPEG-4 AVC（H.264）這種協議是ITU-T與MPEG聯合制定的，作為下一代網絡的視頻標準，專注于視頻通信以及流媒體應用。相對已往的各類編碼協議主要采用了更復雜的算法，實現視頻圖像在較低帶寬下更高的圖像質量，在對比中可見MPEG-4 AVC（H.264）在3M帶寬下可以實現MPEG-2近8M碼流下的圖像質量。因此在機電系統中，建議采用MPEG-4 AVC（H.264）的標準，這樣可以減少大量數字圖像對通信系統的帶寬占用，同時，對于數字圖像的存儲調用帶來了更大的靈活性。在現有部分廠家的雙碼流傳輸模式下，更可以實現高碼流圖像的實時圖像調用，低碼流圖像的實時數據存儲，是更適合高速公路監控系統以及收費圖像應用的解決方式。

面向高速公路機電系統的革新綜合接入方案
  正是上述原因的存在，從高速公路機電系統發展的必要性來說，需要更整合的系統構架，才能滿足未來機電各系統的建設，從市場應用角度觀察，全光視頻綜合接入解決方案正是切合機電系統此類要求的一個比較好的解決方式（見圖1）。

[nextpage] 全光視頻綜合接入系統解決方案的主要特點可以概括為以下幾個方面：
·全能的綜合接入能力。除可以實現數字編碼的圖像接入外，還可以實現RS-232/RS-485子速率業務的接入，開關量（告警信息）的接入以及對講語音的傳輸通道等功能，基本涵蓋了高速機電系統中外場至收費站側的各類接入方式；
·支持大容量的MPEG-4 AVC（H.264）視頻編碼圖像接入，并實現圖像組播以及軟切換等功能，為圖像調用帶來便利；
·雙碼流的傳輸模式，高碼流圖像大屏調看，并實現實時低碼流視頻數據的存儲；
·可以實現ONU系列產品間的全光傳輸以及成環保護功能，節省光纖資源并減少網絡故障風險；在收費站之間形成有效的傳輸網，并適合在隧道中應用；
·在收費站至分中心乃至省中心，數字視頻圖像借助于通信系統的數據通道承載能力，整合于機電通信系統中；
·支持IP SAN的存儲模式，在網絡平臺下實現更高安全性的視頻數據存儲；
·整合的管理平臺，通過華為服務器實現ONU設備、實時圖像、存儲圖像、各類其他接入業務的管理，并可以實現通信系統內各類華為設備的統一管理；
·ONU全光視頻綜合接入系列產品業務板卡通用，各類板卡可以混插，節省行業用戶的備件資源，管理更容易。

  此方案是符合高速公路機電現有結構的一個比較完善的解決方式，在原有機電通信傳輸系統的基礎上，構架了一層更為安全的外場接入網，全能的接入能力實現了高速公路外場至收費站各類業務的接入，并將監控視頻和收費視頻的接入也融入其中。采用此方案將使機電系統的構架大大簡潔化，在安全性得到進一步提高的同時也可以實現端到端的管理，可以說是近年來在高速公路機電系統當中比較創新的一種解決模式，在這種模式下，各省高速公路的建設將更加合理，管理也將更為方便。（本文作者徐海威現任北京亞邦偉業技術有限公司市場經理）