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平安城市监控系统PON网络应用

概述

随着对宽带接入提出越来越高的要求,现有的宽带接入方式因其安全性差、传输距离短、接入带宽有限、QoS无保证等等各方面的问题使得现有传输网已不能满足用户的需求。同时,光纤接入技术得到了快速发展,从有源接入技术到PON无源光接入技术。由于光纤成本低,光收发模块等现有光纤到户的配套成本下降,使得光纤到户和线路成本有了大幅度下降。

然而在目前众多的接入技术中,哪接入技术比较适合“平安城市”项目的应用呢?

平安城市视频图像监控系统使用数字或模拟视频技术、计算机通信技术、网络技术及相关系统和设备,通过实时动态监控、记录查询、网络传输、分级控制、授权访问、资源共享等方式,实现对城市卡口、主要道路、重要目标、重点单位、要害部位、治安复杂区域等目标的治安监控。PONpassive optical network)技术作为近年来“城市光网”的主流接入技术,它面向应用的组网模式使接入网络灵活性更高,接入业务类型更丰富,在解决“平安城市”视频监控系统接入网络覆盖范围广、接入点位设置不确定、接人前端设备数字化等问题上都有很好的适应性。

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视频监控承载网络建设的新要求

作为国家级安全系统,平安城市视频监控系统关系着国家和人民的生命、财产安全,这也对承载网络提出了较高要求。

挑战1:高清视频回传,画面稳定无花屏

清晰、流畅的画面是视频监控系统的重点核心。目前天网工程中多为高清摄像机,图像编码处理后的码率较大,对应也要求较大的回传带宽,因此在网络建设中,要求延迟小于100ms,丢包≤0.1%

挑战2:室外环境复杂,可靠性要求高

视频监控场景多为室外区域,环境复杂、气候恶劣,这需要接入设备既支持多种多样的安装形态,也支持较高的环境可靠性要求。通常来说,设备的环境工作温度支持-40℃~+75℃,防雷等级支持6KV/4KVEMC支持CLASS B

挑战3:便捷的故障处理

复杂的场景和网络设备的多样性,不仅要求网络能够支持统一的管理和运维,也需要在网络故障发生时能够进行快速的故障定责和恢复;并且同时需要针对公安方面的维护和考核要求,做到全网流量和业务监控、退服率自动统计等。

挑战4:快速的施工周期

随着平安城市的需求不断增加,视频监控业务发展迅猛,需求量不断上升。但由于是政府工程,施工周期较短。因此需要创新的端到端解决方案,从规划、设计、设备到货、工程、调试等端到端的系统集成,保障快速交付。

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无源光纤接入技术

无源光网络,简称PON,是一种光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)之间的光分配网络(ODN)没有任何有源电子设备。光分支点无需节点设备,只需安装一个简单的无源光分路器,这样就节省光缆资源、带宽资源和机房投资,并具有安全性高、综合建网成本低、维护

成本低、可靠性高等优点。PON使用波分复用(WDM)技术,同时处理双向信号传输,上、下行信号分别用不同的波长,但在同一根光线中传送。OLTONU/ONT的方向为下行方向,反之为上行方向。下行方向采用1490nm,上行方向采用1310nm

EPONIEEE提出的基于以太网的PON技术,已形成标准802.3ah,该标准主要是设备商推动的。

EPON的优点主要表现在:

相对成本低,维护简单,容易扩展,易于升级。EPON结构在传输途中不需电源,没有电子部件,因此容易铺设,基本不用维护,长期运营成本和管理成本的节省很大;EPON系统对局端资源占用很少,模块化程度高,系统初期投入低,扩展容易,投资回报率高;EPON系统是面向未来的技术,大多数EPON系统都是一个多业务平台,对于向全IP网络过渡是一个很好的选择。

提供非常高的带宽。EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gbps的带宽,并且随着以太技术的发展可以升级到10Gbps

服务范围大,EPON作为一种点到多点网络,可以利用局端单个光模块及光纤资源,服务大量终端用户。

带宽分配灵活,服务有保证。对带宽的分配和保证都有一套完整的体系。EPON可以通过DBA(动态带宽算法)DiffServPQ/WFQWRED等来实现对每个用户进行带宽分配,并保证每个用户的QoS

 

平安城市视频监控PON应用方案

上海兆越通讯技术有限公司专注于工业级通讯设备的研发与制造,为我国平安城市视频监控系统提供了高性能且稳定的PON网络设备作为支撑。

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如图所示,平安城市的Ethernet over PON系统由OLTONUPOS组成。OLTOptical Line Terminal)放在中心机房或者分控机房,ONUOptical Network Unit)放在用户设备端附近或与其合为一体。POSPassive Optical Splitter)是无源光纤分支器,是一个连接OLTONU的无源设备,它的功能是分发下行数据,并集中上行数据。EPON中使用单芯光纤,在一根芯上转送上下行两个波(上行波长:1310nm,下行波长:1490nm,另外还可以在这个芯上下行叠加1550nm的波长,来传递模拟电视信号)。

OLT既是一个路由交换机,又是一个多业务提供平台,它提供面向无源光纤网络的光纤接口(PON接口)。根据以太网向城域和广域发展的趋势,OLT上将提供多个1 Gbps10Gbps的以太接口,可以支持WDM传输。OLT还支持ATMFR以及OC31248192等速率的SONET的连接。如果需要支持传统的TDM话音,普通电话线(POTS)和其他类型的TDM通信(T1E1)可以被复用连接到出接口,OLT除了提供网络集中和接入的功能外,还可以针对用户的QoSSLA的不同要求进行带宽分配,网络安全和管理配置。OLT根据需要可以配置多块OLCOptical Line Card),OLC与多个ONU通过POS(无源分光器)连接,POS是一个简单设备,它不需要电源,可以置于相对宽松的环境中,一般一个POS的分光比为8163264,并可以多级连接,一个OLT PON端口下最多可以连接的ONU数量与设备密切相关,一般是固定的。在EPON中系统,OLTONU间的距离最大可达20km

在下行方向,IP数据、语音、视频等多种业务由位于中心局的OLT,采用广播方式,通过ODN中的1N无源分光器分配到PON上的所有ONU单元。在上行方向,来自各个ONU的多种业务信息互不干扰地通过ODN中的1N无源分光器耦合到同一根光纤,最终送到位于局端OLT接收端。

结语

随着技术的发展,PON技术已经越来越趋于成熟化,正因为如此,PON在小区,大客户数据等接入层覆盖中已得到了广泛的应用。

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PON技术在接入层方面的优势在于它大大的节省了光纤资源,对于线路的保护十分灵活并且包括了多种的保护方式,简化了网络的层次;在运用维护方面大大地减少了故障,利于管理和维护;它的建网成本比传统的组网方式低很多,节省了现了和机房的投资;提供了多种业务的接入(如视频,语音,数据等),带宽更高,服务质量更好。

由此可见,PON技术是实现“平安城市”传输网络的一个最佳选择。


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