一、現狀及要求
    隨著國民經濟的迅猛發(fā)展，水利工程在國民經濟中所起的作用越來越大，防汛更是直接影響國民經濟發(fā)展的一個重要方面。防汛大壩集中監(jiān)控系統(tǒng)，真正體現防汛的現代化管理，智能化操作。預警防汛大壩水位情況，為領導決策和減少洪水帶來損失爭取了寶貴的時間，有效保障人民生命財產的安全。

以某水利工程為例:
    某水利共有5個大壩需要遠程監(jiān)控，每個大壩設4-8個監(jiān)控點，整個系統(tǒng)共有36路圖像需要上傳監(jiān)控中心，要求如下:
1.視頻監(jiān)控點之間采用光纖聯接;
2.拓撲結構形成自愈環(huán)方式;
3.所有攝像機可反向控制;
4.為其它數據提供透明數據接口;

二、設計原則
視頻壓縮采用國際通用的壓縮標準:MPEG-2;
圖像幀數:PAL制信號25幀/秒
NTSC制信號30幀/秒
光傳輸系統(tǒng)支持雙纖自愈環(huán)保護，支持光分支功能;
光傳輸系統(tǒng)支持視頻信號反向傳輸;
系統(tǒng)具有可擴展性，適應用戶擴容時不再占用光纖的需求;
光接口發(fā)送功率不小于-10dBm,接受靈敏度優(yōu)于-32dBm。

三、系統(tǒng)總體結構
    VOX系統(tǒng)專為大容量，多節(jié)點的視頻、音頻、數據傳輸而設計;系統(tǒng)集成了最新的視頻壓縮技術、數字通信技術、光通信技術和計算機技術。

    VOX系統(tǒng)內置光纖傳輸系統(tǒng)，視頻壓縮板采用標準的圖像壓縮算法對模擬圖像壓縮編碼，數字化，復接到高速信道，通過電/光轉換，信號發(fā)送到光纖通道;視頻解壓縮板接收數字復用信號、解碼，輸出模擬圖像，圖像質量達到廣播級效果。

    VOX系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)視頻光端機點對點的傳輸模式，采用光纖通信系統(tǒng)中數字中繼的技術，信號可在任何一點上下，非常靈活。通過時隙配置可以實現圖像的全網交叉，使用極為方便。

    根據傳輸容量的不同，VOX分為VOX-155和VOX-622兩種系統(tǒng)。VOX-155系統(tǒng)最多可同時傳輸30路高質量視頻信號、30路音頻信號、多路異步數據。VOX-622系統(tǒng)最多可同時傳輸126路高質量視頻信號、126路音頻信號、多路異步數據。

    VOX采用模塊化的結構------包含機箱、光傳輸板、業(yè)務板(視頻壓縮板、視頻解壓縮板、數據板、E1版、以太網網橋、以太網接口板)等模塊。每個監(jiān)控點可根據需要及數量選擇相關的模塊，一般在監(jiān)控點配置一臺VOX設備，需要機箱一個、光傳輸板一塊、業(yè)務板若干。在監(jiān)控中心需VOX機箱一個、光傳輸板一塊、業(yè)務板若干。

    在系統(tǒng)傳輸過程中，VOX-622系統(tǒng)平滑兼容VOX-155，使VOX-155成為VOX-622系統(tǒng)的光分支，通過光分支直接把圖像傳輸到監(jiān)控總中心，并且與分中心同時觀看圖像，互不干擾。

    VOX系統(tǒng)支持通過以太網與上級監(jiān)控聯網。在中心端VOX設備上插入一塊10/100M以太網接口板，用于上傳視頻信號，并且與本地信號互不干擾。上級監(jiān)控中心可以通過計算機上的解壓軟件觀看圖像。[nextpage]

    VOX系統(tǒng)可實現網管功能，可監(jiān)測傳輸設備狀態(tài)并配置網絡硬件。由于點對點光端機的拓撲結構限制，傳統(tǒng)的點對點光端機無法實現對全局設備的統(tǒng)一管理，當設備出現問題時，只能夠憑經驗查找問題;而VOX系統(tǒng)可以通過的網管軟件及時準確判斷設備故障原因，極大的節(jié)省了人力資源。特別是當系統(tǒng)呈環(huán)狀拓撲結構時，任何一處的設備或者光纖出現故障時，不影響系統(tǒng)的正常運轉。

3.1VOX系統(tǒng)特點
綜上所述，VOX系統(tǒng)具有以下特點:
?大容量傳輸特性------一根光纖上最多可傳輸多達120路視音頻信號;
?高品質的圖像質量-----高清晰度，無馬賽克現象;
?傳輸距離長-----單系統(tǒng)最遠可達1800公里;
?多種組網方式-----即可形成強大的環(huán)網保護，又可以形成多節(jié)點鏈網;
?方便的擴容能力------插卡式結構，配置靈活;
?系統(tǒng)可擴展性強------增加監(jiān)控大壩數目，可就近接入原有VOX系統(tǒng)統(tǒng)一管理。
?節(jié)省光纖資源------相較于傳統(tǒng)的點對點設備，VOX系統(tǒng)占用的拓撲路徑最短;
?具備多種壓縮方式------M-JEPG，MPEG-2;
?強大的后臺管理軟件------故障自我診斷，數字圖像處理。

四、系統(tǒng)框圖和功能描述
    根據實際要求，我們提供如下方案:

方案一:采用MPEG2壓縮方式
    根據實際情況，若采用MPEG2壓縮方式，建議整個系統(tǒng)采用兩套VOX-155系統(tǒng)，每套VOX-155系統(tǒng)容量為30路，整個系統(tǒng)總容量為60路，現實際用36路。

    每個大壩設4-8個視頻監(jiān)控點組成一個小系統(tǒng)，設4-8臺攝像機、云臺、解碼器和一臺VOX-155數字視頻編碼其一臺;(前4個大壩設8個監(jiān)控點，最后一個大壩設4個監(jiān)控點。)

    其中VOX設備內需要視頻壓縮板2-4塊、155光接口板一塊。每塊視頻壓縮板通過視頻壓縮擴展模塊擴展，可壓縮編碼2路視頻信號。前端采集點框圖如下圖:注:由圖可知，每個小系統(tǒng)由4-8個視頻監(jiān)控點組成，這4-8個視頻監(jiān)控點的圖像通過攝像機采集，用同軸電纜連接到VOX設備上。VOX中圖像壓縮板對圖像進行壓縮編碼后與數據、語音一塊復接到光纖上傳監(jiān)控中心。同時通過可VOX的反向數據借口，接受監(jiān)控中心對前端采集點云臺、鏡頭等的控制。

?前端采集點主要功能:圖像采集并數字化傳輸;
?對云臺、鏡頭等的本地控制;
?接收監(jiān)控中心對云臺鏡頭等的遠端控制。[nextpage]

    環(huán)城2個或3個大壩采集點組成一個VOX-155系統(tǒng)，整個系統(tǒng)共兩個VOX-155系統(tǒng)，每個VOX-155系統(tǒng)傳輸均采用雙纖自愈環(huán)網。系統(tǒng)框圖如下圖所示。

    注:VOX1到VOX5分別為5個前端采集點的VOX設備，共同完成對前端采集點36路圖像的編碼;復接到兩芯光纖上傳輸到監(jiān)控中心;監(jiān)控中心VOX設備完成對整個系統(tǒng)36路圖像的解碼。

    整個系統(tǒng)只需要兩芯光纖，即可將前端5個采集點的36路圖像、數據和語音復接上傳到監(jiān)控中心。大大節(jié)約了光纜資源。

    監(jiān)控中心設VOX-155數字視頻解碼器2臺、矩陣1臺、監(jiān)視器、畫面分割器、錄像機、計算機等若干，VOX數字視頻解碼器完成對通過光纖上傳的數字視頻信號分離解碼，還原成模擬信號在監(jiān)視器上監(jiān)視。矩陣完成對圖像的切換，對云臺、鏡頭等的遠端控制。錄像機完成對圖像的錄像，整個系統(tǒng)可實現聯動告警。

?監(jiān)控中心主要功能:完成對遠端圖像的解碼顯示;
?完成對遠端云臺、鏡頭的控制;
?完成對前端采集點圖像的實時監(jiān)視;
?實現整個系統(tǒng)的聯動告警；
?完成對整個系統(tǒng)36路圖像的切換。

    在系統(tǒng)傳輸過程中，VOX-622系統(tǒng)平滑兼容VOX-155，使VOX-155成為VOX-622系統(tǒng)的光分支，通過光分支直接把圖像傳輸到監(jiān)控總中心或分控中心，不需要再次壓縮解壓縮。并且可同時觀看圖像，互不干擾。