基于廣電EPON技術的治安視頻監控專網構建方案

覃寧　莫磊

摘 要：面對三網融合全業務競爭的壓力，專網業務已經成為廣電運營商一個非常重要的增值業務。文章通過具體案例，就如何依托廣電傳輸網絡結構和光纖資源，結合EPON技術，搭建治安視頻監控專網進行了探討和研究。

關鍵詞：廣電網絡；EPON；視頻監控

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）20-0083-02

隨著社會的不斷發展，人們越來越需要一個平安和諧的生活環境，預防和打擊犯罪、反恐防暴等工作，已經成為構建“平安城市”的重點內容。治安視頻監控系統指的是為了滿足城市管理和城市治安需要，利用地理信息系統、圖像的采集、傳輸、顯示等設備以及控制軟件，對指定區域進行監控和記錄的系統。廣電網絡公司作為以提供視頻媒體傳輸服務為主營業務的運營商，其網絡資源有著得天獨厚的優勢。在此基礎上，結合目前應用得比較成熟的EPON技術，廣電網絡公司在治安視頻監控專網業務上越來越有競爭力。

1 廣電城域網結構

廣西有線廣播電視城域網絡分為一級光纖網、二級光纖網和三級電纜分配網。城市網絡用戶數不足10萬戶的網絡可不設分前端，其網絡結構僅包含二級光纖網和電纜網。城市網絡用戶大于10萬戶或覆蓋地域較大的網絡以及市縣到鄉鎮村的網絡可根據實際情況設立若干個分前端，其網絡結構包含一級光纖網（或傳輸網）、二級光纖網和電纜分配網。城域網絡聯接各分前端的一級光纖網絡采用星型網或環型網絡/物理連接星型結構，按并發選收方式傳輸；二級光纖網采用雙星型或混合型網絡/物理連接星型結構，電纜網絡以樹型結構為主。城域網絡按雙向傳輸方式建設；電纜分配網采用雙向模塊化結構，用戶接入采用無源集中分配方式連接。柳城縣有線電視用戶約1萬戶，其城域網結構如圖1所示。

2 EPON技術

2.1 EPON技術基礎

EPON（Ethemet Passive Optical Network，以太網無源光網絡），目前是一種流行的無源光纖接入網絡技術。它采用無源光纖傳輸，單點到多點的結構，提供多種業務于以太網之上。執行IEEE802.3ah技術標準，在傳輸網絡上按照以太網格式的報文，最大支持對稱速率為1.25 Gbps。EPON技術在鏈路層使用的是以太網協議，在物理層使用的是PON技術，以太網接入上利用PON的拓撲結構來實現。因此，它具有對網絡協議透明、節省光纖資源的特點，在光纖接入網中扮演著的角色越來越重要，正逐步成為高清視頻監控的主要傳輸網絡。

2.2 EPON系統組成

EPON由局端設備OLT（Optical Line Terminal，光線路終端）、用戶端設備ONU（Optical Network Unit，光網絡單元）和光分路器ODN（Optical Distribution Network，光分配網）組成。OLT與ONU之間僅僅保留光纜、光分路器等無源器件，無需額外配備機房、無需電源、不需要對有源設備進行維護，可非常有效的節約建設成本和維護成本。

2.3 EPON傳輸方式

EPON使用WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分復用）技術，采用下行1 490 nm、上行1 310 nm不同波長，實現在一根光纖傳輸上下行數據，而相互不影響。下行方向，OLT發出的信號以廣播式發給所有用戶，上行方向，各ONU采用時分復用TDMA（Time Division Multiple Access）技術。

下行采用針對不同用戶加密廣播傳輸的方式共享帶寬。EPON可以提供1.25 Gbit/s的上下行帶寬，傳輸距離可達10～20 km，支持最大光分路比1：64，因此可有效降低主干光纖和OLT的成本壓力。EPON采用以太網的傳輸格式同時也是用戶局域網/駐地網的主流技術，消除了復雜的傳輸協議轉換帶來的成本因素，二者具有天然的融合性。

3 治安視頻監控專網設計

3.1 項目概況

本文案例為柳城縣天網二期治安高清視頻監控系統建設項目。該項目由柳城縣人民政府出資，廣西廣電網絡柳城分公司承建，竣工后交由柳城縣公安局使用。項目計劃在柳城縣縣城及鄉鎮主要街道和人流密集區，建設142個高清監控點，監控攝像機像素達到200萬，分辨率達到1 920×1 080，且帶紅外夜視功能，能實現24 h不分晝夜監控，并將監控圖象傳到柳城縣公安局指揮中心機房，實現對監控目標的安全防范及智能管理。該項目建設周期為120個工作日。

3.2 承載網設計

柳城縣治安高清視頻監控系統（天網二期）在整體上由142個前端監控點采集視頻圖像信息，經廣西廣電網絡柳城分公司提供的治安視頻監控專網傳入縣城中心機房OLT設備，最后由匯聚層交換機接入柳城縣公安局監控中心平臺。

各派出所監控室也通過EPON網絡連接到柳城縣公安局監控中心平臺，按分級授權取得所需的圖像信息。柳城縣天網二期治安高清視頻監控系統基于廣西廣電網絡公司IP城域網進行組網，網絡結構分為三層，分別是核心層、匯聚層和接入層，系統結構，如圖2所示。

①核心層：監控中心屬于視頻監控網的核心層，包括中心管理平臺、存儲轉發服務器、控制服務器、電視墻等部分。監控中心與柳城縣廣電網絡中心機房實現互聯，采用以太網透傳技術將所以監控點視頻圖像匯聚，實現對監控圖像按局域網方式進行傳輸。

②匯聚層：匯聚層是視頻監控網絡的骨架，它從網絡末端連接進入匯聚機房，采用IP以太網通過點到點的專用傳輸通道方式，傳送到匯聚交換機來進行匯聚，匯聚機房到上一級核心層采用n×1 000 M電路進行匯聚上傳?？h城廣電網絡中心機房采用的是BDCOM P5900型號的OLT，這臺天網治安監控系統專用OLT設備具備2個主控板、2個增強型業務槽和12個普通型業務槽，支持主控板及電源1+1備份，最大支持48個EPON接口，最大支持1：64分光比，系統最大可支持3 584個ONU接入，傳輸距離可達20 km。

③接入層：接入層是視頻監控網絡的基礎。終端監控點使用的是數字高清攝像機，所傳輸信號是采用H.264編碼壓縮技術的數字信號，視頻信號接入ONU設備的10/100 M以太網接口，通過光纖和光分路器ODN接人附近機房OLT設備，實現視頻圖像全IP化傳送。前端監控點采用BDCOM P1004C2型號的ONU，支持上下行對稱的1 Gbps的PON傳輸速率，配合BDCOM系列的OLT設備可實現高達1：64的分光比，網絡覆蓋半徑可達20 km；結合PON中繼設備，可進一步將傳輸距離延伸至60 km。

3.3 ODN網絡設計

ODN作為OLT和ONU之間提供光傳輸通道，從功能上可分為饋線光纜子系統、配線光纜子系統、入戶線光纜子系統和光纖終端子系統。在ODN網絡設計中，為了方便前期施工和后期維護，分路器通常選擇功率等分型光分路器。合理設置光分路器可以有效提高光纖資源利用率。為了節約成本，提高柳城廣電城域網光纜干線的利用率，本項目把主干光纜交接箱設為光纜分配點，放置一級光分路器；把光纜節點設為用戶接入點，放置二級光分路器。

3.4 IP地址規劃

IP地址規劃主要涉及到網絡資源有效利用和管理的問題，而如何有效利用IP已經成為IP地址規劃最重要的問題，合理分配IP地址是網絡有效利用和網絡順利運行的關鍵。

柳城縣天網二期治安高清視頻監控系統預分配IP網段：從172.44.28.1-172.44.51.255，共24個網段。

在監控網絡規劃中，每個物理區域設置為一個VLAN，為了保障網絡的高性能和高可用，在具體VLAN規劃時，同一個VLAN內的通信主機應該控制在50臺以內，在同一個VLAN中設置單獨的服務器。

4 結 語

隨著國家“三網融合”政策不斷推進，廣電行業面臨的競爭壓力越來越大。

而通過EPON技術搭建在廣電城域網光纖網絡的治安視頻監控系統必將成為廣電運營商又一個新的增值業務。網絡結構完善、覆蓋面廣、資源豐富的優勢，將為廣電運營商在“平安城市”建設中發揮更重要的作用。

參考文獻：

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