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煤矿视频监控系统视频传输解决方案

一、杭州中威电子技术有限公司介绍

杭州中威电子技术有限公司是一家注册在杭州市高新区的高科技企业，公司于2000年在“浙江省光纤通信技术重点研究实验室”基础上成立，公司汇集了一大批国内资深的数字视频光

中威电子专注于数字视频通信领域产品的研发和生产，是国内数字视频光纤传输技术领域的开拓者和领先者。早在2000年，中威电子最先在国内开发出完全具有自主知识产权的全系开发出视频、以太网、电话综合传输产品；2002年最先开发出多路AIPHONE对讲光端机；2003年最先开发出数字非压缩级联节点式光端机。

中威电子最先开发的这些技术和产品，目前已成为国内视频光端机行业事实上的标准，成为众多光端机生产厂家模仿的对象。数字非压缩光端机技术和视频、以太网综合传输技术已

2005年，中威电子再一次创新性的开发出VAR(VideoAnyRoute)数字视频传输系统，该系统支持所有格式的数字视频（非压缩、MPEG2、MPEG4、H.264等）的传输，彻底解决数字再次成为数字视频传输领域的新标准。

从2000年国内首家开发出数字非压缩视频光端机到现在的VideoAnyRoute系统，中威电子的数百个技术领先的光端机产品已在广播电视、高速公路、城市智能交通、水利、石油、电并且深受用户的信赖和推崇。

中威电子的目标是正真成为数字视频传输领域的第一品牌，不仅仅在外在形象，更主要的在于内在的技术、品质和服务。 中威电子的理念是成为具有求实、创新、领先精神并正真为客户着想和服务的具有持久生命力的企业。

二、背景介绍

煤炭是我国重要的能源资源，我国的煤炭工业长期停留在人工开采水平，生产效率低，安全隐患多，如瓦斯爆炸、地下渗水等事故经常发生。随着计算机应用在各行各业的逐步普及

效率大大提高。因为煤矿开采的特殊环境，容易发生事故，煤矿行业也被称为高危险的行业。利用远程视频监控系统，地面或中心监控人员可以直接对井下情况进行实时监控，不仅能

况，通过在井下安装温湿传感器瓦斯探测器，能及时发现事故苗子，防患于未然，也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料，为将来的安全生产提供可靠的保证。因此远程视频组成部分。

一些煤矿在早期使用的视频监控系统都是早期的模拟监控，扩展性能和稳定性不高，管理也不方便。现在随着网络技术和计算机技术的发展，基于TCP/IP协议的IP网的应用得到广接入系统的迅速发展，促进了基于IP技术的各种视频通信应用,如网络远程视频监控系统的发展。所以在煤矿安全监控系统中引入现代网络远程视频监控系统将是一种趋势。 用户需求

井下采掘点（监测点）分散，并随着生产不断改变；? ? 要求系统安装、维护方便； 系统监测数据准确；?

能够在环境恶劣的条件下稳定、可靠的工作。?

三、系统组成 3.1项目需求：

煤矿视频监控系统由两级视频传输系统组成：第一级为矿区监控分中心；第二级把各个矿区的监控视频上传到总监控中心。

矿区监控分中心：整个地区可以分为诺干个矿区，每个矿区可以有多个矿井。每个矿井根据实际需求用OB9XXXD系列数字非压缩点对点光端机把井下图像、数据、报警等信号传到

矿区监控分中心到监控总中心联网传输：为了节省光纤资源和提高系统可靠性，各个矿区监控分中心、监控总中心通过两芯光纤组成VideoAnyRoute（VARTM）视频、数据综合传输平区监控分中心可以把视频、数据、报警等信号传输到监控总中心。 3.2设计思想：

本设计本着系统先进性、可靠性、灵活性的原则设计，综合考虑系统的可扩展性，业务拓展功能及系统升级功能。摒弃原有的模拟方案，采用数字化传输系统。

系统采用杭州中威的数字非压缩点对点光端机，完成从矿井到矿区监控分中心的传输，采用功能强大的VideoAnyRoute（VARTM）系统完成矿区监控分中心与总监控中心之间的联网传3.2.1 OB9XXX数字非压缩视频光端机

杭州中威的OB9XXX系列数字非压缩视频光端机，是采用数字非压缩技术的数字光端机，通过一根光纤同时传输多路高质量视频、10M/100M以太网信号、多路监听音频、多路反向

OB9XXX系列数字非压缩视频光端机视频质量可达到广播级标准，音频质量可达到CD级，支持RS-232、RS-422及RS-485(2/4线)等数据通讯格式和以太网连接；通过DIP开关设置，OB9XXX系列产品可采用独立式或机架式结构安装。

OB9XXX系列产品可在环境温度-40℃~+74℃、工作湿度0~95%（无冷凝）的状态下正常工作，具有防尘、防盐雾、防酸雾等性能，完全适用于工作条件更苛刻的野外环境。

OB9XXX系列产品具有先进的NMS（网络管理软件）监测功能，符合现代先进的管理要求。 超过RS250C对SNR、DG和DP的规定? 6.5MHz视频带宽@－1dB、SNR≥70dB? 在光功率允许范围内视频质量与传输距离无关? 10位PCM数字视频编码? 支持NTSC、PAL、SECAM制式? 传输距离最长可达90Km? 支持OB标准网管系统?

2个RJ45端口可任意组合用于数据/音频/开关量接口? 24位数字音频，85dB? SNR

RS232、RS422、RS485或曼彻斯特数据可选? 数据传输码率DC～256kbps? 高速光纤数字传输技术?

超级光学动态范围，0Km使用不饱和? 电源、光纤链路、数据状态指示? 表面贴装技术?

插卡式、独立式、19英寸1U标准机箱可选?

3.2.2 VideoAnyRoute（VARTM）综合传输系统

杭州中威公司的VideoAnyRoute（VARTM）系统采用了全数字化光传输方式，提供了一个集视频、音频、数据、以太网信号于一体的高性价比的传输传输网络。VARTM 产品的设光纤在任意拓扑结构上同时传输并传送几百路符合国家广播级标准的非压缩或压缩视频、多路双向低速控制数据、及以太网信号。

基于数字及波分复用技术的VARTM 产品提供了一个高可靠性的光纤视频及数据传输传输网络。VARTM 采用先进的高速光通信技术和独特的实时光自愈环网构架，将视频、音

传输集成到一个统一的光平台上进行传输，具备自愈保护功能并不再需要各种外连的设备如：PCM设备、各种复用器、交换机、数据终端适配器、图像编解码器等。在减少了外围扩展和可扩容设计，降低了整个网络的复杂性，从而提供了一个开放、高效、简洁和易管理的网络。

中威公司VARTM系统的最大特点是采用了通用IP协议，这是市场上的多业务光传输平台所做不到的。这使得该系统具有非常好的可扩性与通用性。数字视频流可以直接接入局域网任意路由。

VideoAnyRoute（VARTM）——系统特点 专网的传输性能，通用的标准IP网络协议?

超大容量实时视频传输：单系统支持128路非压缩视频传输? 单系统支持1024路高质量MPEG2 压缩视频 单系统支持2048路高质量D1 格式MPEG4 压缩视频 单系统支持4096路CIF 格式MPEG4 压缩视频

支持所有常用的业务接口：视频、音频、数据、以太网、电话、爱峰对讲、E1、报警接口? 真正动态带宽分配算法，按需动态分配带宽?

支持任意拓扑结构及组合：单/双纤自愈环网、单/双纤链网、星型网、树型网、相切环网结构、链型/环型光分支等? 具备自动切换与保护功能，高可靠及冗余性? 全部采用插卡式业务单元结构、即插即用? 无损伤信息交换，无距离限制?

灵活易用的网络管理接口，可集成到任何SNMP网管平台? 按需配备，渐进扩展，无需巨额前期投资费用?

彻底解决数字视频传输中的诸多困扰 如：多次模数、数模转换，IP带宽不足等等，实现从前端到监控分中心——局域网（城域网）——监控总中心——广域网的无缝连接?

四、矿区视音频监控传输系统拓扑图及说明

4.1系统总体结构

整个监控系统网络拓扑采用星型＋环型的结构：

第一级传输为从矿井到矿区监控分中心的传输，采用点对点光端机。

第二级传输为从矿区监控分中心到监控总中心的传输，采用VideoAnyRoute（VARTM）传输系统。系统拓扑如下图：

矿区监控中心系统组成

采用杭州中威电子技术有限公司的VideoAnyRoute（VARTM）视频、数据综合传输平台进行二级监控系统的联网。

每个矿区放置一个VARTM 节点设备，根据具体情况该节点设备中可以配置光传输卡、视频卡、数据卡、以太网接入卡等业务卡；各个矿区和监控中心之间用光纤组成一个自愈环网 系统结构如下图所示。

矿区监控中心到总中心联网系统图

五、产品性能指标

杭州中威OBTELECOM系列数字非压缩视频光端机的视频指标要求达到广播甲级标准。光端机按视频/音频/数据/以太网综合传输的要求进行模块化设计，数据为RS232/RS422/RS48达到100M。视频采用10BIT PCM编码，采样率15.36M。

数字非压缩视频光端机指标：

视频

视频输入/输出阻抗 75 Ohm（非平衡） 视频输入/输出电压 1.0Vp-p 视频输入过载电压 1.5Vp-p

微分增益（10%-90% APL） 1% type type?微分相位（10%-90% APL） 1 0.3%max?场倾斜 信噪比 70dB

视频编码方式 10bit PCM编码

电特性 RS232接收输入

输入电压范围 －30V － ＋30V 输入低电平阀值 VIL<= 0.6v 输入高电平阀值 VIH>= 1.5v 输入阻抗 3KΩ RS232发送输出 输出电压范围 9V? 输出阻抗 300Ω

采样速率 15.36M

电磁兼容性

符合GJB151A-97、SC标准

系统参数

MTBF（平均无故障工作时间） 大于10万小时 系统误码率优于 10E-9

指示灯系统 运行指示灯、光链路指示灯 音频

音频输入阻抗 3K（非平衡）， 600 Ohm（平衡） 音频输出阻抗 Ohm（非平衡），600 Ohm（平衡）

音频最大输入/输出电压 3.5Vp-p （非平衡）, 8Vp-p （平衡） 失真 <0.1%

频率响应 50HZ~20kHZ 信噪比 85dB

10mA?输出短路电流 定时特性 接收延时 <0.5uS 发送延时 <2Us

RS-422/485数据

标准 TIA/EIA-422-B,TIA/EIA-485-A,ITUV1.1 15KV?ESD保护 人体静电 8KV IEC1000-4-2接触放电? 8KV IEC1000-4-2空中放电? 波特率 0－512KBPS 电特性

RS422/485接收输入

输入电压范围 －25V － ＋25V 输入低电平阀值 VIL<= 0.6v 输入高电平阀值 VIH>= 2v RS422/485发送输出

环境特性

工作温度 -40℃~+74℃ 储存温度 -40℃~+85℃ 工作湿度 0~95%无冷凝

12V?输出电压范围 250mA?输出短路电流 定时特性 接收延时 <15nS 发送延时 <20nS

数据 RS-232数据

标准 E1A/TIA-232E，CCITV.28 15KV?ESD保护 人体静电 8KV IEC1000-4-2接触放电? 8KV IEC1000-4-2空中放电? 波特率 0－115KBPS

以太网数据 100BASE-TX

端口数率：10M/100M自适应 数据带宽：100M

电气特性

OB18机箱集中供电电源 24A，5.5V，直流，带短路保护功能，96PIN接口 独立式供电电源 4A，5.5V，直流，带短路保护功能，5针自锁接口 功耗 6W

六、中威网管系统介绍

OBnetVIEW网管软件能够实时监测OBTELECOM数字非压缩视频光端机的运行状态，包括光纤链路状态和各个信道的工作状态。网管软件具有配置功能、性能监测功能、出错报警直观地显示机框中各插卡的工作状态。

6.1软件介绍 6.1.1主界面