本发明专利技术涉及一种基于ＳＨＤＳＬ宽带传输技术的深海长距离无中继点对点视频传输系统。现有技术传输率低，误码率高，无法满足大数据量的视频信号实时传输要求。本发明专利技术包括同轴电缆，同轴电缆的两端分别通过电话线接口ＲＪ１１与甲板调制解调器和水下调制解调器连接，甲板视频服务器与甲板调制解调器通过以太网接口ＲＪ４５连接，水下视频服务器与水下调制解调器通过太网接口ＲＪ４５连接。本发明专利技术充分利用了ＳＨＤＳＬ宽带传输技术传输速率高、传输距离长、对传输介质传输特性依赖小的优点，即使在深海恶劣工作环境下，也可以实现大容量视频信号的长距离无中继实时传输，并且获得的视频信号彩色信息和细节完整，清晰度高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及长距离有线通信
，具体涉及一种基于SHDSL (Symmetric High-Speed Digital Subscriber Line，对称高速数字用户线路) 宽带传输技术的深海长距离无中继点对点视频传输系统。 技术背景随着世界各国对海洋经济以及海底矿产资源开发的日益重视，如何 开发出基于水下的、可靠的、高效的实时视频传输技术以获取海底的各 类要素信息是当前各国海洋开发的关注焦点。由于深海视频传输系统需要长期工作于水下环境，并且绝大多数情 况下依附于具有频繁、复杂机械运动的深海科考设备，因而与普通视频 传输相比，深海视频传输必须克服深水高压、瞬时撞击、深海浪涌等恶 劣环境造成的传输介质特性不稳定，以及传输距离过长造成的视频质量 下降等难点。目前已获得广泛应用的信号传输技术均难以应用于深海长 距离无中继视频传输。在无线传输方式中，电磁波在水中衰减很快，不 适合水下通信；声纳系统要求的功率大，且信号传输的延迟很严重，无 法满足视频信号传输的实时性要求。在有线传输方式中，电缆模拟传输 对视频信号中的高频分量(细节和彩色部分)衰减严重，视频传输质量 难以保证，并且除视频信号以外的其他信号(如控制或状态信息)的传 输会对视频信号的传输产生严重干扰；电缆数字基带传输由于不经过调 制与解调过程，在无再生中继器的情况下难以传输较远的距离；电缆普 通频带传输尽管可以进行远距离传输，但传输率低，误码率高，无法满 足大数据量的视频信号实时传输要求。而在己获得广泛应用的各类串行 通信总线中，RS232由于采用单端传输导致传输距离过短，RS485尽管采 用差分传输方式大幅提升了传输距离，但由于受到电气标准的限制，信 号只能进行主、从结构的轮询方式通讯，通讯的实时性和可靠性较差，最大传输距离仅为1200米;CAN总线的传输距离最大可以达到IOOOO米， 但CAN总线的总线传输速率与传输距离成反比，当传输距离接近10000 米时，总线传输速率仅为5Kbps，无法实现视频信号的实时传输；光纤通 信虽然比电缆更加适合于大容量、远距离的高质量视频传输，但光纤受 力易弯折， 一旦弯折造成的弯曲损耗会导致传输性能大幅下降，并且光 纤的端面制备和接续技术要求非常高，海上维护困难且成本很高，这使 得光纤难以应用于工作环境恶劣、损耗大并且维护频繁的深海科考装备。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于SHDSL宽带传输技术的深海长距离 无中继点对点视频传输系统。该系统可以实现视频信号的深海万米高可 靠性实时传输，满足各类深海科学考査设备的可视化需求。基于SHDSL的深海长距离无中继点对点视频传输系统，包括同轴电 缆，其特征在于同轴电缆的两端分别通过电话线接口 RJ11与甲板调制解 调器和水下调制解调器连接，甲板视频服务器与甲板调制解调器通过以 太网接口 RJ45连接，水下视频服务器与水下调制解调器通过太网接口 RJ45连接。甲板视频服务器和水下视频服务器均包括主控模块，MPEG-4视频编 /解码模块采用串行外设接口与主控模块进行连接，以太网模块采用数据 总线与地址总线相连接的连线方式与主控模块进行连接；具体地主控 模块采用ARM9 S3C2410芯片，负责视频服务器中各模块的初始化、各 模块间的协调控制、高层以太网数据包的创建以及与对应的宽带调制解 调器之间的通信，并通过RS232串口与外部状态控制信号进行通信； MPEG-4视频编/解码模块采用ADSP Bkckfin533，实现MPEG-4标准的 视频编/解码；以太网模块采用DM9000，负责利用RJ45以太网接口发送 /接收包含MPEG-4视频数据的高层以太网数据包。甲板调制解调器和水下调制解调器均包括主控模块、DSL收发模块、 以太网转换模块、模拟前端模块和混合线路模块，其中主控模块与DSL收发模块之间采用数据总线与地址总线相连接的方式连接；主控模块与 以太网转换模块之间采用I2C总线进行通讯；以太网转换模块与DSL收 发模块之间以及DSL收发模块与模拟前端模块之间分别采用串行连接方 式进行连接；模拟前端模块的模拟端口与混合线路模块连接；具体地 主控模块采用S3C44B0X，负责系统中各模块的初始化、各模块间的协调 控制、传输状态的实时监控以及与对应的视频服务器、应用层之间的通 信；DSL收发模块采用M28945，负责将输入的成帧和非成帧模式信号转 换成相应的DSL帧数据流，并完成数据的编/解码，产生发送端码元定时 和恢复提取接收端码元定时、线路均衡、回波抵消、根据对线路功率衰 减的探测调整发送功率电平；以太网转换模块采用RC7222，负责将以太 网数据转换为DSL收发模块能够接收的El数据；模拟前端模块采用 M28927，完成数字信号与SHDSL信号的转换功能，即D/A和A/D变换、 信号滤波、增益控制和线路驱动；混合线路模块采用EP13型变压器 Midcom50722，用于保证系统电路具有良好的线性特性和回波抵消性能， 保持较高的信噪比，该技术为成熟技术。甲板调制解调器和水下调制解调器中的混合线路模块通过电话线接 口 RJil与同轴电缆连接，以太网转换模块与对应的甲板视频服务器和水 下视频服务器的以太网模块通过以太网接口 RJ45连接。本专利技术充分利用了 SHDSL宽带传输技术传输速率高、传输距离长、 对传输介质传输特性依赖小的优点，与
技术介绍
相比，可以获得的显著 技术效果为在深海恶劣工作环境下，可以实现大容量视频信号的长距 离无中继实时传输，并且获得的视频信号彩色信息和细节完整，清晰度 高。同时，在不附加任何传输设备与接口的前提下，可以实现其他信号 (如控制和状态量信号)与视频信号的捆绑传输。由于视频信号在传输 之前首先由视频服务器转换为以太网数据，因而除视频信号以外的其他 控制与状态信息可同时参与转换过程，转换为以太网数据后再与视频信 号进行捆绑传输而不需要采用频分复用加低通滤波的方式进行独立传输，大大降低了控制与状态信息对视频信号传输产生干扰的可能性以及传输设备接口的复杂度。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为图1中甲板视频服务器和水下视频服务器的结构示意图； 图3为图1中甲板调制解调器和水下调制解调器的结构示意图； 图4为图2的工作流程图； 图5为图3的工作流程图。具体实施方式如图1所示，基于SHDSL的深海长距离无中继点对点视频传输系统 由甲板调制解调器3、水下调制解调器5、甲板视频服务器2、水下视频 服务器6和深海万米铠装同轴电缆4构成。其中，水下视频服务器6采 用以太网接口 RJ45与水下调制解调器5连接；甲板视频服务器2同样采 用以太网接口 RJ45与甲板调制解调器3连接；水下调制解调器5和甲板 调制解调器3均采用电话线接口 RJ11与深海万米铠装同轴电缆4相连； 水下视频服务器6通过视频传输线与水下摄像机7的BNC接口连接，并 通过RS232串口与外部状态控制信号进行通信；甲板视频服务器2通过 网线与甲板监控平台1的以太网口连接。系统工作时，由水下摄像机7 获取的PAL (或NTSC)制模拟视频信号首先由水下视频服务器6经数据 采集和压縮编码(MPEG-4)后，与状态信息和控制信号一同转换为可以 在网络上传输的以太网数据流本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于ＳＨＤＳＬ的深海长距离无中继点对点视频传输系统，包括同轴电缆，其特征在于同轴电缆的两端分别通过电话线接口ＲＪ１１与甲板调制解调器和水下调制解调器连接，甲板视频服务器与甲板调制解调器通过以太网接口ＲＪ４５连接，水下视频服务器与水下调制解调器通过太网接口ＲＪ４５连接；所述的甲板视频服务器和水下视频服务器均包括主控模块，ＭＰＥＧ－４视频编／解码模块采用串行外设接口与主控模块进行连接，以太网模块采用数据总线与地址总线相连接的连线方式与主控模块进行连接；具体地：主控模块采用ＡＲＭ９ Ｓ３Ｃ２４１０芯片，负责视频服务器中各模块的初始化、各模块间的协调控制、高层以太网数据包的创建以及与对应的宽带调制解调器之间的通信，并通过ＲＳ２３２串口与外部状态控制信号进行通信；ＭＰＥＧ－４视频编／解码模块采用ＡＤＳＰＢｌａｃｋｆｉｎ５３３，实现ＭＰＥＧ－４标准的视频编／解码；以太网模块采用ＤＭ９０００，负责利用ＲＪ４５以太网接口发送／接收包含ＭＰＥＧ－４视频数据的高层以太网数据包；所述的甲板调制解调器和水下调制解调器均包括主控模块、ＤＳＬ收发模块、以太网转换模块、模拟前端模块和混合线路模块，其中主控模块与ＤＳＬ收发模块之间采用数据总线与地址总线相连接的方式连接；主控模块与以太网转换模块之间采用Ｉ↑［２］Ｃ总线进行通讯；以太网转换模块与ＤＳＬ收发模块之间以及ＤＳＬ收发模块与模拟前端模块之间分别采用串行连接方式进行连接；模拟前端模块的模拟端口与混合线路模块连接；具体地：主控模块采用Ｓ３Ｃ４４Ｂ０Ｘ，负责系统中各模块的初始化、各模块间的协调控制、传输状态的实时监控以及与对应的视频服务器、应用层之间的通信；ＤＳＬ收发模块采用Ｍ２８９４５，负责将输入的成帧和非成帧模式信号转换成相应的ＤＳＬ帧数据流，并完成数据的编／解码，产生发送端码元定时和恢复提取接收端码元定时、线路均衡、回波抵消、根据对线路功率衰减的探测调整发送功率电平；以太网转换模块采用ＲＣ７２２２，负责将以太网数据转换为ＤＳＬ收发模块能够接收的Ｅ１数据；模拟前端模块采用Ｍ２８９２７，完成数字信号与ＳＨＤＳＬ信号的转换功能，即Ｄ／Ａ和Ａ／Ｄ变换、信号滤波、增益控制和线路驱动；混合线路模块采用ＥＰ１３型变压器Ｍｉｄｃｏｍ５０７２２，用于保证系统电路具有良好的线性特性和回波抵消性能，保持较高的信噪比；甲板调制解调器和水下调制解调器中的混合线路模块通过电话线接口ＲＪ１１与同轴电缆连接，以太网转换...
【技术特征摘要】
1、基于SHDSL的深海长距离无中继点对点视频传输系统，包括同轴电缆，其特征在于同轴电缆的两端分别通过电话线接口RJ11与甲板调制解调器和水下调制解调器连接，甲板视频服务器与甲板调制解调器通过以太网接口RJ45连接，水下视频服务器与水下调制解调器通过太网接口RJ45连接；所述的甲板视频服务器和水下视频服务器均包括主控模块，MPEG-4视频编/解码模块采用串行外设接口与主控模块进行连接，以太网模块采用数据总线与地址总线相连接的连线方式与主控模块进行连接；具体地主控模块采用ARM9S3C2410芯片，负责视频服务器中各模块的初始化、各模块间的协调控制、高层以太网数据包的创建以及与对应的宽带调制解调器之间的通信，并通过RS232串口与外部状态控制信号进行通信；MPEG-4视频编/解码模块采用ADSP Blackfin533，实现MPEG-4标准的视频编/解码；以太网模块采用DM9000，负责利用RJ45以太网接口发送/接收包含MPEG-4视频数据的高层以太网数据包；所述的甲板调制解调器和水下调制解调器均包括主控模块、DSL收发模块、以太网转换模块、模拟前端模块和混合线路模块，其中主控模块与DSL收发模块之间采用数据总线与地址总线相连接的方式连接；主控...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘敬彪，于海滨，章雪挺，盛庆华，孔庆鹏，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
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