淺談EPON系統在視頻監控中的應用

朱培杰

摘 要 隨著公共安全意識的提升，平安城市項目的不斷發展，城市里的公共場所、道路交通都將部署監控系統，對每個區域進行24小時的視頻監控，本文以EPON平臺作為基礎構建，對視頻監控方面的應用進行闡述。

關鍵詞 EPON；視頻監控；OLT；ONU

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）184-0057-02

視頻監控使用EPON系統作為平臺構建，光鏈路通過無源光分路器共享多個監控網點的光纖資源，覆蓋幾十公里，降低了建設成本，節省了纖芯資源，符合光進銅退、光纖到戶的發展策略。

遠程視頻監控系統具有以下特點：1）上行帶寬：監控的視頻數據需在終端監控點回傳至監控中心，每路的上行帶寬要求為3Mbps～8Mbps，基本排除xDSL技術；2）鏈形或樹形組網：如道路交通監控、住宅區監控、公共場所區域等監控，需依據現場環境設計組網方案；3）監控終端數量多：監控系統的終端數量少則幾十個，多則上百成千個；4）地域分布廣：一個區內20KM左右的范圍廣泛分布；5）結合IP應用：存在多個監控中心同一時間內實時對某個監控點的查看情況，需具備較好的IP組播承載能力。綜上所述，視頻監控系統的建設難點在于終端網絡的接入，在整個網絡的建設成本中，接入網絡占20%，在維護費用中，接入網絡卻占70%。

針對上述問題，EPON系統具備靈活的組網結構，符合接入網技術的發展趨勢，同時也適用于視頻監控，其解決方案如下。

1 EPON系統優勢

1.1 EPON接入帶寬大

EPON系統每個PON口提供上下行對稱1.25Gbit/s帶寬，高效地解決了視頻監控業務對承載網的上行帶寬的要求，如果按照1架高清智能球機8M帶寬需求，每個PON口能夠接入120臺高清智能球機，EPON高上行帶寬優勢十分明顯，普通接入技術無法做到。

1.2 EPON系統組網靈活

在監控點密集、總線型分布的情況下，支持樹形、線形多分光比組網結構，能夠節省光纖資源和設備的投入成本。

1.3 靈活分配光分比

根據監控點的數量，靈活配置分光比，支持 1：2（5%：95%，50%：50%等），1：4，1：8，1：16，1：32。

1.4 長距離傳輸

EPON物理傳輸距離可達20km，整個ODN網絡無源建設無需供電，減少節點故障率，長距離傳輸有效解決下級部門監控數據流的回傳問題。

1.5 維護簡單，易于擴展和升級

EPON系統采用集中化管理，通過OLT局端設備輕松管理到ONU終端設備，具有系統管理、安全管理、配置管理、性能管理、故障管理等六大管理功能，能夠對設備運行狀態進行實時性監控和控制，實現整個EPON系統的可管理、可運維要求，OLT端采用模塊化設計方便擴展。而傳統交換機、光電轉換器均無法有效做到。

2 基于EPON技術的視頻監控解決方案

2.1 方案拓撲圖

2.2 方案描述

1）各分派出所部署一臺OLT局端設備，用于實現各分派出所對本地區域內監控點的實時監控和視頻存儲。

2）OLT設備通過上聯光口連接至市局核心交換機上，用實現各分派出所視頻監控數據的上傳。

3）OLT設備每PON口分別引出一根光纖接入光分支器或者ODF配線架。

4）通過光分支器或者ODF配線架引出多根光纖分別接入各個監控點安裝箱內的ONU設備。

5）ONU設備提供RJ45接口通過網線直接和IPC攝像機連接。

2.3 業務解決

視頻監控系統與普通通訊業務不同的是，視頻監控業務對上行帶寬要求較高，借助EPON技術上下帶寬對稱可達Gbit的優勢，可輕松實現多監控點視頻數據的逐級上傳。

網絡攝像機（以下簡稱IPC）由模擬攝像機和網絡編碼模塊組成，前端機房的IPC用于采集終端監控點的實時視頻，由控制中心控制，實現對IPC變焦以及各種角度拍攝的控制。網絡編碼模塊將模擬攝像機采集的模擬視頻信號經編碼壓縮成數字信號，通過EPON網絡接入網絡交換機及路由設備到達監控管理中心。監控員可在監控中心局域網調出實時視頻，并遙控各監控點的IPC。

監控中心由控制主機、存儲服務器、視頻矩陣、視頻解碼器等組成。控制主機通過顯示墻展示終端監控點的視頻信號，其信號可同時保存至存儲服務器，具有檢索、備份、回放、恢復等功能。采用視頻矩陣，可實現調整攝像機的焦距、光圈、切換視頻、遠程開關等功能。視頻解碼器主要用于把經編碼壓縮成的數字視頻信號解碼還原成模擬視頻信號。視頻監控信息采用EPON網絡傳送，傳遞速度快，系統結構簡單。

2.4 網絡規劃

2.4.1 VLAN和IP地址規劃

2.4.2 ODN規劃

OLT部署。OLT設備應根據覆蓋范圍，放置在局端機房或者分前端，選擇放置在條件合適的機房，盡量減少新建機房的投資；在局端部署OLT時，應充分考慮后期擴容和帶寬升級，采用大容量、框式OLT設備；在分前端部署OLT時，根據實際情況，選擇盒式OLT，PON口數量不應小于4個；OLT采用雙上聯，在光纜條件允許的情況下，采用不同的光纜路由。OLT的安裝位置應首先考慮與光分支器或者ODF之間布線距離最短，便于走線。

分光器部署。盡量采用一級均勻分光，不宜超過三級，便于簡化網絡結構和故障排查。

分光器部署采取相對集中、靠近監控點，可以節省光纜資源、管道資源；對于在光鏈路光功率不富余情況下，建議采用1：16的分光比。

ONU部署。根據接入要求，選擇室內型、野外型，單GE、多FE接口ONU進行部署。

建議采用商業型工業級或者野外型ONU進行部署；ONU部署采用靈活方式，可以安裝在交接箱、或者露天掛桿懸放。

2.5 網管解決方案

網管系統宜采用點對多點的集中化管理，圖形化的網管界面大大簡化和簡單了維護工作量。可構建拓撲鏈路輕松捕獲網絡中OLT、ONU設備，針對監控視頻組網，可在網管系統上增加ONU和視頻攝像頭的關聯功能，方便精確定位ONU下掛攝像頭的IP地址，提高運維和管理效率。

基于EPON系統的視頻監控解決方案可有效解決建方光纖資源緊張、監控點密集、傳輸距離遠等難題，協助承建方共同打造一個高效、安全、穩定可靠的視頻監控承載網。

參考文獻

[1]李洪，許文秀，左建，等.EPON技術應用策略研究[J].廣東通信技術，2006（9）：8-11，22.