PON技術在視頻監控系統中的應用

宇樑 王琪 譚管軍 蔣凱來 彭莎

摘 要：隨著科學技術的發展，我國的PON技術有了很大進展，并在視頻監控系統中得到了廣泛的應用。本文對PON技術進行了分析，并對其在視頻監控系統中的實際應用進行了探討。

關鍵詞：PON;視頻監控;應用

引言

近年來，為了響應國家提出的“寬帶中國”的國家戰略，解決電信運營商“最后一公里”的瓶頸問題，各大運營商都在大力推進接入網建設，其中，無源光纖接入網（EPON/GPON）憑借組網成本低、純介質網絡不易受干擾等優點而成為發展速度最快的接入網技術。無源光纖接入網PON的線路和設備大都位于室外，運行環境差，所以故障發生率高、故障種類復雜繁多，電信機務員在進行PON設備安裝調試及故障處理時需要多種不同功能的儀表對線路及設備進行測試，但目前市場上光纖接入網運維儀表功能單一、集成性較差，缺少運維整體考慮，電信機務員到現場進行設備安裝調試及處理故障需要同時攜帶多個不同功能的儀表，十分不便。因此，設計一款功能集成度高、便于攜帶、操作簡單實用、價格便宜的綜合測試儀表，為電信機務員日常管理維護工作帶來便利，提高他們的工作效率，是非常有意義的事情。

1 PON技術概述

PON是基于萬兆IP廣播技術和GPON/EPON技術的一種光纖到戶技術方案，其萬兆IP廣播技術將萬兆以太網技術應用于單向廣播網，雙向交互部分采用GPON/EPON技術。PON系統主要包括以下幾部分，分別是光線路終端（OLT）、光網絡單元（ONU）以及二者之間的光纖、無源分光器和耦合器等設備。其中，OLT安裝在中心控制站，而ONU則是安裝在用戶場所。若采用雙纖三波組網方案，即采用雙纖皮線入戶，其中萬兆IP廣播傳輸使用一纖（工作波長1550nm），PON上下行數據傳輸使用另一纖（下行工作波長1490nm，上行工作波長1310nm）。PON技術的主要特點是：首先，全網統一構建成了一個基帶IP數據平臺，是一張全IP網;其次，基于IP化數字電視信號的基帶數據全網直播，單節目帶寬不受限制，可以支持4K、8K等超高清節目;最后，基于IP化數字電視信號的基帶數據全網直播，符合廣播級電視標準，保留了廣播電視的特色和優勢。同時，PON技術方案還可以通過減少分光比或者PON系統升級實現寬帶提速。

2 ?PON技術在視頻監控系統中的應用

2.1監控技術

城市運行過程中的具體治安情況將被合理、合法地拍攝記錄下來，就能作為對違規行為進行判決的依據。對于普通的交通違章行為還是具體的治安管理問題，城市管理者以此為基礎就能做出更具有合理性的判別結果。從心理學的角度對監控技術進行分析，進行實時監控錄像將在一定程度上降低違法犯罪人員的僥幸心理程度，因為城市管理者可以借助于光纖將實時的圖像信息連接起來，這樣就能對違法犯罪行為進行判斷，提升城市管理水平，增強城市居民的安全感。利用PON技術建立視頻監控系統，適用于室外、室內等監控，能夠方便的進行接入，傳輸系統可以進行擴展。當前城市內視頻監控系統越來越普及，城市監控、交通監控等越來越普遍，因此對于組網的需要也在不斷的增長。就這些視頻監控業務而言，其需要很多的帶寬，通常需要超過3Mbit/s，同時需要非常多的終端設備，分散的分布在較大的區域內，因此要求接入網絡要有比較好的可擴展性。

2.2PON測試儀的功能實現框圖

PON綜合測試儀分別由測試主板、液晶接口板、PON模塊板、CPU板共4種PCB板組成，各個模塊板通過專用接口連接在一起。主板上放置電源及開關機控制電路、液晶及觸摸屏控制模塊電路、以太網控制器及外圍電路、系統時鐘電路、以太網交換機及外圍電路、電池容量檢測電路、USBHUB電路和各模塊接口電路等，為各個測試模塊提供工作電源和通信接口，負責各個測試模塊數據的收發、處理和顯示。液晶接口板放置了液晶接口電路及系統狀態指示燈，提供液晶接口和固定液晶用。PON模塊放置了光模塊、ONU專用處理器和千兆以太網控制器，完成OLT光功率的測試和ONU仿真功能。CPU板放置了S5PV210處理器和SDRAM、FLASH，提供一個最小系統，完成各個模塊功能測試的控制。

2.3光纖接入技術

PON技術在視頻監控系統中將是完善性和系統化的條件，發揮著訪問控制的作用，在網絡通信的基礎上對視頻實現壓縮傳輸，這樣就能提升數據與影響的傳播速度，確保視頻監控系統的實時性。同時，光纖和互聯網計算機技術的相互結合，將提升信息網絡的安全性，杜絕發生網絡病毒的危害情況。另外，視頻監控系統的覆蓋面積是比較大的，所涉及的通信設備數量是很多的，所涉及的消費者人數也比較龐大，同時對技術人員的專業性要求比價高，因此需要政府通信部門以及社會資源和力量共同建立完善性的圖像系統來更好地構建視頻監控系統。光纖接入技術伴隨著PON技術的升級而不斷提升，這樣就能實現對模擬信號和數字信號兩種類型的光纖技術。

2.4PON的10G下行通道既可以傳送廣播和直播內容，也可以傳輸VOD、OTT的下行視頻內容

規劃的4G下行直播帶寬，可以上更多的4K、4KHDR，甚至是VR節目，以及各種增值的輪播業務、廣告業務、小眾或社區內容。而剩下的6G帶寬，遠大于目前IPQAM使用的下行帶寬，而且單節目帶寬不受限制，所以能以少量設備覆蓋更大的用戶群，實現更好的體驗，并降低點播業務成本。另外，正如在互聯網業務方面，先有數據互聯網，才有互聯網業務。我們所說的廣電業務，特別是基于PON的業務，并不需要復雜的開發和設計，業務開發者利用PON提供的帶寬資源，開發眾多新生業務，比如購物商場直播、社區廣場舞直播、科普之窗，這些業務的開發和導入對運營商也不困難，也能為廣電運營商創造實實在在的收入。

2.5PON技術和以太網技術相互融合的問題

雖然PON技術相比于傳統的視頻控制技術，要具有很大的先進性，但是依然存在很多難以解決的問題。比如，組網技術的滯后老舊使得網絡結構更加復雜，雖然設備成本低，但是要實現擴容的話成本很高，所以使得這種技術目前的市場推廣力度比較低。解決擴容成本高的問題成為PON技術和以太網技術相互融合道路上最大的阻力。設備成本低將容易出現信息延遲或者視頻卡頓的問題，但是也出現偶然性故障造成信息缺失。但是將PON技術和以太網技術實現相互融合后，技術人員將促使兩種技術構成一種新的整體，將有效地降低建設成本。

結語

綜上所述，通過應用PON網絡進行視頻監控網絡的建設，不僅投資成本低，而且可以降低運行維護的費用，具有良好的經濟效益。同時，在功能上其還具有組網靈活、可靠性高、擴容方便、可指派輸出、平臺兼容性強、統一網管等方面的特點，因此將其應用到視頻監控系統中，具有重要的實際意義。

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