EPON視頻監(jiān)控方案

1、囊謙縣EPON視頻監(jiān)控應(yīng)用方案一 方案背景隨著技術(shù)的發(fā)展和需求的多樣化，視頻監(jiān)控呈現(xiàn)出高清化、遠程化、網(wǎng)絡(luò)傳輸IP化的發(fā)展態(tài)勢。采用光纖接入網(wǎng)構(gòu)建視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)是視頻監(jiān)控行業(yè)發(fā)展的大勢所趨。 EPON作為當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，以其全光化、高帶寬、可管理、可維護、成本低、節(jié)約光纖資源等優(yōu)勢已經(jīng)在視頻監(jiān)控傳輸網(wǎng)絡(luò)中獲得成功應(yīng)用，如電信“全球眼”網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、交通監(jiān)控、“平安城市”等項目。 EPON解決方案著眼于為視頻監(jiān)控傳輸網(wǎng)絡(luò)提供完整的設(shè)備解決方案，可滿足從初期建設(shè)到大規(guī)模建設(shè)，從ONU通過以太網(wǎng)接入IP攝像頭到攝像頭集成ONU的實施方案演進需求?！捌桨渤鞘幸暋鳖l監(jiān)控系統(tǒng)特點分析如下： 1

2、、對上行的帶寬要求高，視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)主要從監(jiān)控點往監(jiān)控中心傳送，單路上行帶寬在500K6Mbps甚至更高；這樣可基本排除xDSL技術(shù)；2、地域分布廣，在一個城區(qū)內(nèi)10KM左右范圍內(nèi)廣泛分布； 3、鏈形或樹形組網(wǎng)，如企業(yè)內(nèi)的各個樓層、路口、電梯等或道路交通監(jiān)控 等區(qū)域監(jiān)控，都要根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)計組網(wǎng)種類。4、接入點多，整個監(jiān)控系統(tǒng)接入點少則幾百個點，多則幾萬個接入點。5、與IP應(yīng)用緊密結(jié)合，由于存在著多個監(jiān)控中心同時實時查看一個點的視頻情況，一般會用IP組播技術(shù)解決；要求網(wǎng)絡(luò)對IP組播有很好的承載性能。通過上面的特點分析我們不難發(fā)現(xiàn)，終端接入網(wǎng)絡(luò)是“平安城市”視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的難點，也是該系統(tǒng)成敗的

3、關(guān)鍵；實際部署中接入網(wǎng)絡(luò)占整個網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本的50%，維護費用的70%。要解決終端接入的問題要遵循用戶接入網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的方向；當(dāng)前通訊領(lǐng)域接入網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的終極目標(biāo)是FTTH(寬帶到戶)，而業(yè)界一直認為FTTH最佳形式是PON(無源光網(wǎng)絡(luò))技術(shù)。EPON(以太無源光網(wǎng)絡(luò))是當(dāng)前幾種最佳的技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的結(jié)合, 從技術(shù)指標(biāo)、性價比、發(fā)展前景幾個方面來看都是最合適應(yīng)用于的遠程視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)技術(shù)。下面就詳細介紹一下EPON技術(shù)的原理及在視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)中的應(yīng)用：二 EPON系統(tǒng)介紹EPON（以太無源光網(wǎng)絡(luò)）是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，它采用點到多點結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。它在物理層采用了P

4、ON技術(shù)，在鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議，利用PON的拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了以太網(wǎng)的接入。因此，它綜合了PON技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點：低成本；高帶寬；擴展性強，靈活快速的服務(wù)重組；與現(xiàn)有以太網(wǎng)的兼容性；方便的管理等等。一個典型的EPON系統(tǒng)由OLT(光線路終端)、ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)、POS(分光器)組成。OLT（Optical Line Terminal）放在中心機房（CO，Central Office），ONU（Optical Network Unit）放在網(wǎng)絡(luò)接口單元（NIU：Network Interface Unit）附近或與其合為一體。POS（Passive Optical Splitter）是無

5、源光纖分路器，是一個連接各光纖的無源設(shè)備，它的功能是分發(fā)下行數(shù)據(jù)并集中上行數(shù)據(jù)，型號一般有1:2(50%：50%，95%：5%等)，1:4、1：8、1:16、1:32。EPON中使用單芯光纖，在一根芯上轉(zhuǎn)送上下行兩個波（上行波長：1310nm，下行波長：1490nm，另外還可以在這個光纖下行疊加1550nm的波長，來傳遞視頻信號）。    OLT到ONU間的距離最大可達20km，傳送速率為雙向?qū)ΨQ1Gbps，最大分光比一般支持1:32或者更高，可以一級分光也可以多個分光器級連。    EPON采用點到多點結(jié)構(gòu)，無源光纖傳輸方式，在以太

6、網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。目前，IPEthernet應(yīng)用占到整個局域網(wǎng)通信的95以上，EPON由于使用上述經(jīng)濟而高效的結(jié)構(gòu)，從而成為連接接入網(wǎng)最終用戶的一種最有效的通信方法。10 Gbits以太主干和城域環(huán)的出現(xiàn)也將使EPON成為未來全光網(wǎng)中最佳的最后一公里的解決方案。    在物理層，EPON使用1000BASE的以太PHY，同時在PON的傳輸機制上，通過新增加的MAC控制命令來控制和優(yōu)化各ONU與OLT之間突發(fā)性數(shù)據(jù)通信和實時的TDM通信，在協(xié)議的第二層、EPON采用成熟的全雙工以太網(wǎng)技術(shù)，使用TDM，由于ONU在自己的時隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)報，因此沒有碰撞，不需CDMA/

7、CD，從而充分利用帶寬。另外，EPON在MAC層通過802.1p優(yōu)先級功能來提供QoS。以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）其典型拓撲結(jié)構(gòu)為星型和樹型。EPON系統(tǒng)由局側(cè)的光線路終端 （OLT）、用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）和光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）組成，為單纖雙向系統(tǒng)。在下行方向（OLT到ONU），OLT發(fā)送的信號通過ODN到達各個ONU。在上行方向（ONU到OLT），ONU發(fā)送的信號只會到達OLT，而不會到達其他ONU。為了避免數(shù)據(jù)沖突并提高網(wǎng)絡(luò)利用效率，上行方向采用 TDMA多址接入方式并對各ONU的數(shù)據(jù)發(fā)送進行仲裁。ODN在OLT和ONU間提供光通道。EPON系統(tǒng)參考結(jié)構(gòu)如圖 1所示：ONU1ON

8、U2ONUnOLT光分路器ODNPON專用接口PON專用接口用戶側(cè)接口 UNI網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口 SNI圖1 EPON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖三 囊謙縣“平安城市”視頻監(jiān)控系統(tǒng)1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)該視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端視頻采集器、傳輸系統(tǒng)、終端控制器和顯示記錄設(shè)備組成。本次主要通過一體智能攝像機采集圖像信息，一路通過矩陣控制主機對前端攝像機進行操作控制，通過矩陣主機同時控制電視墻畫面切換。一路通過磁盤陣列存儲器存儲。囊謙縣“平安城市”視頻監(jiān)控系統(tǒng)TOP如下圖2所示：圖2 囊謙縣視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2. 系統(tǒng)實現(xiàn)功能系統(tǒng)主要由前端設(shè)備、EPON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和視頻監(jiān)控中心組成。前端設(shè)備包括攝像機。云臺攝像機用于采集各監(jiān)控點實時視頻

9、信號，可以由控制中心的計算機控制，用戶可對攝像機進行水平 360 度，垂直 90 度及變焦控制。前端攝像機通過網(wǎng)線連接到EPON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上，編碼壓縮處理后的監(jiān)控信息通過EPON通訊網(wǎng)絡(luò)匯集到監(jiān)控管理中心，監(jiān)控中心能看到各監(jiān)控點的實時狀況，監(jiān)控人員可通過監(jiān)控中心局域網(wǎng)或 Internet 遠程實時瀏覽視頻圖像、遙控云臺攝像機。 EPON網(wǎng)絡(luò)充當(dāng)通訊網(wǎng)絡(luò)，覆蓋面廣，采用點對多點的結(jié)構(gòu)，可覆蓋大范圍用戶；組網(wǎng)靈活，可根據(jù)監(jiān)控點的布置來設(shè)計不同的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)；可拓展性強，EPON具有預(yù)留鏈路或接口，后期若需要可增加監(jiān)控點，只需在前端布放短距離光纜，而后端無需增加任何硬件配置；同時提供高帶寬和高可靠性，將來

10、自前端攝像設(shè)備的數(shù)據(jù)透明傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，同時也將來自監(jiān)控中心的控制命令下達至前端攝像設(shè)備。視頻監(jiān)視控制中心設(shè)在辦公大樓控制室，主要由視頻解碼器、磁盤陣列存儲器、網(wǎng)管服務(wù)器、數(shù)字矩陣等組成。監(jiān)控管理中心負責(zé)接收各監(jiān)控點通過EPON 網(wǎng)絡(luò)傳輸過來的視頻信息，控制中心可以通過液晶顯示大屏顯示各現(xiàn)場監(jiān)控點的圖像信息，并進行控制信號的協(xié)調(diào)，視頻數(shù)據(jù)可同時存入存儲服務(wù)器，進行錄像的存儲、檢索、回放、備份、恢復(fù)等。監(jiān)控人員可以通過計算機訪問存儲服務(wù)器查詢回放視頻錄像。采用矩陣控制器，通過計算機控制可實現(xiàn)視頻切換、云臺攝像機鏡頭的光圈、焦距、變倍，云臺的上、下、左、右、自動或輔助控制遠端的電源、攝像機開關(guān)等各

11、種動作。視頻監(jiān)控信息采用EPON 網(wǎng)絡(luò)傳送，傳遞速度快，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。觀測數(shù)據(jù)傳輸至中心控制室進行計算分析、整理和記錄，既方便又簡捷。并可確保系統(tǒng)在各種惡劣天氣情況下，都能正常運行，滿足系統(tǒng)各種信號相互傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。四 EPON在該視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)勢1、降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本：節(jié)省大量光纖收發(fā)器等設(shè)備。較傳統(tǒng)方案建網(wǎng)成本更低。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，距離遠的采用光纖收發(fā)器+光纜+光纖收發(fā)器的形式傳送視頻信號至視頻服務(wù)器，而使用EPON技術(shù)后一個ONU可通過網(wǎng)線連接百米范圍內(nèi)多個攝像機，將每個攝像機的圖像信息通過光纜傳送至局端的視頻監(jiān)控中心。設(shè)備數(shù)量將大大減少。線纜數(shù)量也隨方案的變化減少許多。 2、&

12、#160;整個網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性大大提高：EPON ODN(光網(wǎng)絡(luò))全部是分光器及光纖，主要成分是玻璃，使用壽命長；沒有有源設(shè)備，也就避免了停電、雷擊、過流過壓損壞等有源設(shè)備的常見故障，網(wǎng)絡(luò)可靠性高，顯著降低維護費用。EPON技術(shù)的引入，會使該點的故障頻率大大降低。3、 運程視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣闊：可提供0.520KM的遠距離視頻信號接入，基本覆蓋中等規(guī)模城區(qū)的范圍；絕大多數(shù)攝像機可直接通過光網(wǎng)絡(luò)將圖像信息傳送至局方的視頻監(jiān)控平臺。4、 傳輸帶寬大：每個ONU的帶寬可在2M1Gbps間動態(tài)調(diào)整；每個ONU平均上行帶寬在30M左右。5、 組網(wǎng)靈活：組網(wǎng)模型不受限制，通過不

13、同分光器的組合可以靈活組建鏈型、樹型、星型網(wǎng)絡(luò)?？筛鶕?jù)攝像機的不同地理位置，以及客戶的不同需求，調(diào)整組網(wǎng)方式，以滿足網(wǎng)絡(luò)資源的合理化配置。6、EPON的綜合網(wǎng)管支持業(yè)務(wù)使遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)維護簡單。無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供拓撲管理、故障管理、性能管理、安全管理、配置管理等功能，大大降低了OPEX (Operating Expense即運營成本)。7、系統(tǒng)擴容簡單。EPON在一定程度上對所使用的傳輸體制是透明的，監(jiān)控點數(shù)量需要時，傳輸側(cè)擴容操作方便。在“光進銅退”的今天，EPON技術(shù)的廣泛應(yīng)用顯得尤為重要。采用EPON技術(shù)的運程視頻監(jiān)控系統(tǒng)合理的解決視頻監(jiān)控點密集復(fù)雜，光纖資源緊張等問題，在組網(wǎng)形態(tài)、光

14、纖資源、視頻質(zhì)量、可靠性等諸多方面具有無可比擬的優(yōu)越性，為運營商遠程視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的發(fā)展提供了最佳的網(wǎng)絡(luò)解決方案。五 設(shè)備介紹OLT設(shè)備 ZXA10 C320 1. 產(chǎn)品定位ZXA10 C320是面向下一代光接入網(wǎng)絡(luò)的小型化、高密度的全業(yè)務(wù)xPON匯聚光接入平臺，支持GPON/EPON共平臺融合接入，支持HSI、VoIP、IPTV、CATV、移動回程、WiFi等全業(yè)務(wù)的接入?yún)R聚和管理控制，提供電信級的QoS與安全可靠性保障。圖1 ZXA10 C320正面圖2. 優(yōu)勢特性l 亮點 新一代的2U小型化OLT，節(jié)省空間；特別適合園區(qū)、小區(qū)、企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)村等用戶群的光接入；適合小容量OLT下沉的場景，實現(xiàn)長距離廣覆蓋。 靈活組網(wǎng)，支持手拉手、P2P、級聯(lián)、環(huán)網(wǎng)等多種組網(wǎng)。 兼容大型OLT的業(yè)務(wù)板卡，滿足FTTx各種場景部署需求。l 靈活組網(wǎng)、快速部署 支持大分光比和長距離覆蓋，適應(yīng)各種應(yīng)用場景。 可靈活支持P2P、手拉手、級聯(lián)、環(huán)網(wǎng)等多種組網(wǎng)。l 面向下一代的xPON統(tǒng)一平臺架構(gòu)，平滑演進，降低CAPEX 采用大型OLT(ZXA10 C300)硬件和軟件架構(gòu)，兼容大型OLT的業(yè)務(wù)板卡，節(jié)約投資。 GPON/EPON同平臺接入。l