GPON技術在北京房山公安監控網絡的應用方案

史家亮

【摘要】? ? 為進一步提高公安機關對于信息化條件下動態治安的掌控能力，創建和諧社會，打造平安城市，公安局同通信運營商合作進行社會治安監控系統建設。本文從現網需求出發，通過GPON技術在公安監控視頻網絡項目中的應用論述，使讀者對運用GPON技術接入視頻監控點的方案優點有一個系統的了解。

【關鍵詞】? ? 監控? ? GPON應用

一、公安監控項目需求

公安視頻監控網絡的部署涉及節點多、投資多、社會意義重大，項目啟動初期，北京聯通組建了含客戶經理、建設部主管、網絡維護技術骨干的項目組，匯同公安局主管科室確定前期組網方案。確定基本需求如下：

網絡結構方面：采用星形接入方式;接入點同匯聚點互通，接入點間無通信需求;

帶寬方面：接入點位帶寬要隨時滿足接入攝像頭的個數、清晰程度變化;區域節點、核心節點帶寬以GE為起點，隨同期接入點總數匯聚需求隨時擴容。

安全方面：專網專用，隔離于公網，嚴謹內網信息泄露。物理隔離或VPN技術隔離均可。

通信質量：傳輸視頻業務，要求時延小、抖動少。

網絡覆蓋范圍：路、桿、村、道均有接入需求。

二、公安監控網絡現狀

根據公安局前期項目需求，結合北京聯通房山區分公司現網資源，為此次“公安視頻監控”項目組建了一套三級架構、星形接入的網絡模型。三級架構分別為中心平臺、二級平臺、接入點。全部采用光纖接入方式，就近接入城域網匯聚點，三級架構間通過城域網MPLS技術互通，并同外網隔離。

中心平臺建設：北京市房山區公安局在總局設置視頻監控指揮中心，作為此次“公安視頻監控”項目中心平臺，裝有一臺以太網SW交換機，3*1000 Mb/s帶寬光纖直連到北京聯通房山分公司端局多業務路由器7609，滿足監控中心能任意觀看到各分控中心和各監控點位的監控視頻信號。

二級平臺建設：房山區公安局內保監控中心，作為該項目的二級平臺，裝有一臺以太網交換機，100 Mb/s帶寬連接到房山聯通公司端局匯聚交換機，滿足二級平臺能任意觀看本級站監控點位的監控視頻信號。

接入點建設，房山區內各監控接入點，均以10Mb/s帶寬光纖連到聯通IP城域網至市公安局視頻監控指揮中心。

三、公安監控接入方案分析

3.1幾種接入方式的特性比較

確定項目需求后，還需要確認在本公司內部采用何種接入方式、利用本地哪張支撐網來實現項目需求。本地網絡覆蓋面廣，接入類型多種多樣。采用傳輸網或IP網接入，均能滿足用戶要求。但在項目建設難易程度、施工進度、后期維護、用戶感知等多方面存在差異，需要細致分析評估，確定本項目方案。本方案綜合考慮了傳輸網的數字電路、MSTP、以太網專線、GPON接入專線。

傳輸網數字電路、MSTP：網絡開銷小，點對點間帶寬透明，不存在網絡層瓶頸。可以滿足視頻業務傳輸在網絡時延、抖動方面的網絡質量要求。但對接入光纜和傳輸設備的物理資源消耗極大，需要點到點間的全程全網覆蓋，單點投資較大，顯然不適用于本項目接入點多的需求。

數據網以太網專線：網絡開銷較大，存在一定的網絡層流量瓶頸，但可滿足視頻業務傳輸的網絡質量要求。求部署較傳輸網的數字電路、MSTP來說，無需全程端到端連接，只需就近接入到局內匯聚交換機即可。但同GPON接入比較，接入點到局內匯聚點間的光纜接入消耗較大，且在IP地址規劃、局數據配置方面仍較GPON接入復雜，可考慮在GPON無法接入地區和平臺匯聚點地區來使用。

數據網GPON接入專線：網絡開銷、網絡質量方面同以太網專線相同，但由于采用接入環網的技術特點，在相鄰接入點間只需一根用戶光纜即可實現多節點接入，網絡資源消耗較小，且上層數據隔離、數據傳輸同以太網專線完全相同，非常符合本項目特點。

3.2列舉兩種方式的投資及成本比較

圖表中詳列了傳統以太網方式和GPON接入的投資情況。接入部分：GPON方式接入照比傳統接入投資節省在配線和主干光纜上。 局端設備：GPON方式利用現有GPON口，幾乎沒有什么投資，而傳統方式接入需要安裝光電收發器，16槽機框、交換機會占用大部分投資。

采用傳統以太網方式接入平均點造價1.128萬，采用GPON接入方式平均點造價0.722萬，每個點節省0.406萬元，節約了36%的建設投資。

3.3方案確定

綜合考慮以上幾種接入方式的優缺點，最終確定采用GPON專線接入，作為接入點接入的主要建設方案。采用以太網專線接入，作為平臺接入的建設方案。以太網專線、GPON接入專線同屬數據網，通過數據網絡實現該項目三級架構間的互聯互通，無縫融合。此項目因采用了GPON接入專線來進行監控點的接入，在滿足客戶需求的前提下，充分利用了現有網絡資源迅速完成工程的建設，大大的減少了數據交換機、光纜等方面的新建投資。在減少了工程方面的成本投入的同時，極大的簡化了用戶的網絡維護工作量，對項目后期的維護成本也得到節省，成為項目建設方案的亮點。

四、公安監控建設方案介紹

本次公安監控工程接入點將采用GPON設備接入技術的網絡承載方案，加入到公安監控VPN網絡。

公安監控VPN是基于IP城域網搭建的VPN，網絡結構非常安全。北京聯通房山分公司負責視頻傳輸鏈路建設，充分利用了無處不在的寬帶城域網迅速完成系統的建設。采用多中心、分布式結構，一方面顯著地提高了工作效率，利于系統的擴展和靈活部署，另一方面提高了系統的可靠性。當某一級中心出現問題時，其它的中心仍然可以可靠地工作，實現“局部故障不會在系統內蔓延”。系統可以接入不同廠商的設備，為整合已有視頻監控系統提供了靈活的整合能力。

目前北京聯通房山區內各接入局已有OLT設備資源，根據需要適當新建光纜交接箱資源，同時提高網絡接入能力。在上連光交箱內根據點位數量新增1：32或1：16分光器。用戶接入段光纖采用6-12芯光纜新建，每個監控點采用主備2芯光纜，終端設備ONT選用普通用戶使用的華為設備HG8240（對今后設備的維護非常有利）。在ONT上開通10M寬帶專線，實現公安監控頭采集的數字化視頻圖像傳送到公安局指揮中心監控平臺。

數據制作：聯通公司將在OLT和BAS上做VLAN劃分，采用QinQ方式，每用戶每終端每業務一個VLAN 。

ONT的開戶數據與普通GPON用戶相同。只是用不同的外層VLAN來區別業務流。

OLT局數據制作時要向上層交換機透傳外層VLAN信息。

在BAS上為用戶做單獨的域劃分，并寫入用戶指定IP地址段信息。（用戶實際IP由用戶自己規劃）BAS相應端口上綁定并終結用戶的VLAN信息。

五、方案總結

北京聯通房山區分公司利用GPON技術解決公安監控項目， 取得了比較明顯的效果，不僅大大節省了工程建設方面的投資，還提高了現有網絡資源的利用率。

每個光纜交接箱內利用一芯主干光纜最大可解決32個監控點上聯。極大緩解了光纜交接箱主干光纜纖芯緊張的現象，減少了大量的光纜交接箱和主干光纜的擴容投資。

傳統以太網專線最多可達64芯光纜和尾纖跳接的方式，GPON方式可以用1條尾纖的跳接替代。在節省光纜投資的同時，釋放了，節省大量光電收發器、城域網交換機端口，提高了城域網網交換機端口利用率，節省機房空間，解決了光纖分配架容量不足，光纖布放亂等問題。

利用GPON方式比傳統以太網專線方式網絡節點要少，且端局內尾纖布放較少、較清晰，又有網管的支持，所以障礙處理相對簡單。有效解決光電轉換器無法進行集中監控的缺點，減小了機房走線壓力，降低了用戶障礙率，提高了障礙處理速度，提升了用戶服務滿意度。

參? 考? 文? 獻

[1] YD 5206-2014《寬帶光纖接入工程設計規范》