主頁（http://www.130131.com）：節(jié)點光端機在城市管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用(2) 以某公司自愈環(huán)光端機為例，該光端機具備多達100個節(jié)點的接入能力，適用于光纖資源有限的逐點插入特性的場合，采用冗余環(huán)狀拓撲結(jié)構(gòu)，具有極高的安全性。每個環(huán)路最多可接入100個前端接入設(shè)備，中心交換設(shè)備可切換輸出128路視頻，每個節(jié)點可接入1-4路視頻帶二路雙向數(shù)據(jù)、二路反向數(shù)據(jù)和1路百兆以太網(wǎng)信號(單節(jié)點可擴展至最大20路視頻、10路雙向數(shù)據(jù)、10路反向數(shù)據(jù)和1路以太網(wǎng)信號)，整體系統(tǒng)傳輸交換能力為2000X128，支持操作鍵盤實現(xiàn)切換2000路接入視頻到128路輸出視頻的全交叉調(diào)用。 考慮到本系統(tǒng)中大量視頻圖像需要實時傳回中心，進行實時圖像錄像，這要求傳輸系統(tǒng)具備強大的傳輸容量，且要求系統(tǒng)具備多節(jié)點插入傳輸功能，所以基于時分復(fù)用技術(shù)的百節(jié)點光端機便能很好地完成本工程98個節(jié)點的視頻圖像以及相關(guān)多種類信號的傳輸。 綜合本系統(tǒng)實際，根據(jù)系統(tǒng)視頻、數(shù)據(jù)接入的位置和系統(tǒng)的光纖資源分布，為系統(tǒng)配置了98臺百節(jié)點接入光端機。由于管理中心設(shè)置于廣福路與昆洛路兩條路的中心交叉處附近，管理中心與系統(tǒng)前端之間設(shè)置了4條光纖環(huán)路，每條環(huán)路采用兩芯主干光纖，使系統(tǒng)的任意一條環(huán)路都具備了在光纖出現(xiàn)單點斷裂的情況下仍能保持正常工作的能力。 傳輸可靠性措施 節(jié)點式傳輸中，由于鏈路較長、插入點多，所以對光纖資源的可靠性要求也逐漸增加。相對于點對點光端機傳輸，多點插入式傳輸，某節(jié)點故障帶來的影響會更大。下面提出二種故障的保障性措施。 1、節(jié)點掉電故障保護 節(jié)點機的供電將會影響到系統(tǒng)可靠性。因此，采用光路保護功能是必要的，參見圖1。
圖1 節(jié)點掉電故障光路保護功能示意圖 如圖1在某個節(jié)點出現(xiàn)掉電故障后，節(jié)點光端機內(nèi)置的光路保護功能將使得光路可以跳過該故障節(jié)點，不影響到前后節(jié)點圖像等信號的傳輸。在故障節(jié)點恢復(fù)供 電后，該節(jié)點的運行自動恢復(fù)。該光路自保護功能，為防止節(jié)點供電故障而影響系統(tǒng)正常運行起到了關(guān)鍵的作用。 2、光纖斷裂傳輸保護 對于點對點系統(tǒng)，如果某點光纖斷開，僅只影響某單個節(jié)點。而對于插入式傳輸系統(tǒng)，如果出現(xiàn)光纖斷裂，如圖2所示的結(jié)構(gòu)，則光纖斷裂處的后續(xù)節(jié)點就不能與控制中心實現(xiàn)雙向的信號傳輸。
圖2 鏈式傳輸無法屏蔽單點鏈路故障圖 鑒于此，在本工程中，系統(tǒng)采取了環(huán)狀架構(gòu)來保障信號的傳輸，環(huán)路具備自愈功能，在任意點出現(xiàn)光纖斷裂，系統(tǒng)會重新指定所使用的光線傳輸路徑，從而達到不間斷傳輸?shù)墓δ�。與此同時，系統(tǒng)中心的網(wǎng)管軟件可以根據(jù)故障情況進行提示，提醒用戶對出現(xiàn)異常的光路進行檢查。光纖環(huán)路架構(gòu)示意圖見圖3。
圖3 環(huán)路自愈功能，自動屏蔽故障的光纖 該系統(tǒng)中，同時采用了組環(huán)和光路保護功能，可以屏蔽任意節(jié)點斷電故障，并具備在鏈路上單點光纖斷裂后仍可以正常維持整個系統(tǒng)的運行，由此，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。 設(shè)計及實現(xiàn) 本次項目前端配置98臺節(jié)點光發(fā)射機和98臺開關(guān)量采集器，中控室配4套百節(jié)點光接收機等，總共組成4套傳輸鏈路，實現(xiàn)255路視頻、網(wǎng)絡(luò)以及開光量信號的傳輸。每套百節(jié)點光端機均采用兩芯主干光纖形成自愈環(huán)，同時每節(jié)點含光路保護功能，在最大限度節(jié)約光纖資源的同時也為系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供了強有力的安全保障，具備抵抗光纖出現(xiàn)單點斷裂情況下，即使某個設(shè)備出現(xiàn)故障或者出現(xiàn)斷電情況下，系統(tǒng)仍然可以正常運行，保證了任何節(jié)點的傳輸設(shè)備損壞或任何一點光纖斷開都不會影響其他節(jié)點設(shè)備和中心的通信。 本方案采用兩芯光纖組成單纖自愈環(huán)網(wǎng)，由于節(jié)點數(shù)量較多，為了平衡每個節(jié)點間以及節(jié)點到中心的距離，所以沒有采用在1芯光纖上逐點接入的方式，而是采用在2芯光纖上跳接設(shè)備的方式，保證了傳輸結(jié)構(gòu)的合理，兩條光纖在最遠端匯合于節(jié)點設(shè)備上，合理地分布了設(shè)備之間的鏈路中繼距離，其結(jié)構(gòu)示意如圖四。
圖4 接入點分布情況圖 該系統(tǒng)中所有前端視頻圖像和其它信號經(jīng)過前端節(jié)點光發(fā)射機接入主干光纖，每個節(jié)點光端機最大接入4路視頻圖像，提供反向2路共享RS422信道，用于傳輸前端快球的控制信號。同時每個節(jié)點構(gòu)建2路雙向獨立數(shù)據(jù)信道供前端控制設(shè)備與中心進行連接，本系統(tǒng)中其中1路用于傳輸開關(guān)量信號。前端的開關(guān)量信號通過開關(guān)量采集器，轉(zhuǎn)換為RS422信號進入百節(jié)點光端機進行統(tǒng)一傳輸。每個節(jié)點機提供的100M共享以太網(wǎng)用于傳輸自控系統(tǒng)信號和IP電話信號。 所有前端接入信號在中心接收機上進行統(tǒng)一輸出，在中心接收機上通過相應(yīng)的板卡來提供相應(yīng)的接口。在系統(tǒng)容量需要增減時，通過增加前端發(fā)射機以及中心板卡，即可實現(xiàn)鏈路視頻、數(shù)據(jù)、音頻、電話、開關(guān)量的擴展。 系統(tǒng)中共有4套64節(jié)點光傳輸接收設(shè)備，視頻信號從64節(jié)點接收機8路視頻輸出板輸出到視頻分配器，共使用16臺視頻分配器對255路視頻進行復(fù)制分配，一組輸出到硬盤錄像機進行錄像，另一組輸出到矩陣，供電視墻使用。矩陣通過模擬鍵盤進行切換控制，硬盤錄像機通過客戶端軟件瀏覽實時視頻及錄像資料。 攝像機的PTZ控制信號在中心通過多協(xié)議轉(zhuǎn)換器進行連接，4臺接收機的控制端口與多協(xié)議轉(zhuǎn)換器控制輸出口相連，多協(xié)議轉(zhuǎn)換器支持多種協(xié)議輸入，可實現(xiàn)多種設(shè)備控制前端攝像機，也就是說通過矩陣和硬盤錄像機都可對可控攝像機的PTZ進行控制，可以為后臺客戶端通過網(wǎng)絡(luò)方式訪問系統(tǒng)。 系統(tǒng)4臺節(jié)點傳輸接收端的網(wǎng)絡(luò)信號連接到交換機，通過交換機接入到自控系統(tǒng)電腦以及IP電話服務(wù)器。報警信號由4臺64節(jié)點接收機全輸出到開關(guān)量采集器的接收機，將前端的開關(guān)量信號輸出給報警系統(tǒng)主機，由報警主機實現(xiàn)系統(tǒng)的布防、撤防以及聲光聯(lián)動。通過報警碼轉(zhuǎn)換器將報警主機的報警碼轉(zhuǎn)換為矩陣能夠識別的報警信號，由矩陣實現(xiàn)圖像聯(lián)動報警，當綜合管溝內(nèi)部發(fā)生報警時，報警區(qū)域附近的攝像機圖像在指定布防監(jiān)視器上自動彈出。
|
