平安城市监控新公式：EPON+4G=传输网

平安城市建设特点

　　平安城市中视频监控系统的建设具有特点：

　　接入点多，覆盖面广、跨越地域广、覆盖环境复杂；整个监控系统接入点少则几百个点，多则几万个接入点，部分覆盖区域由于有线网络部署困难，成为监控系统部署的盲点；

　　对上行的带宽要求高，视频监控数据主要从监控点往监控中心传送，单路上行带宽在500k~6mbps甚至更高；

　　链形或树形组网，如沿主干道路每一公里左右路口或公共场所设几个接入点；这样用以太网交换机或光端机串联或星型级连成本很高，维护将会非常困难；

　    实时性强、需捕捉高速运动物体、回传图像清晰度要求高；

　　安全性、稳定性要求高；

　　必须适应室外恶劣的工作环境；

　　回传的数据量大、存储量大；

　　管理复杂等特点。

　　面对以上问题，平安城市中视频监控系统承载的传输网络的选择就变得尤为重要。视频监控系统的传输技术发展经历了多次的变迁；从初期的仿真信号传输技术到现在的ip数字传输网络技术，配合视频监控产品的更新换代传输网络技术将向高质量、大容量的方向飞速发展。

平安城市传输网络解决方案

　　平安城市项目的建设特点决定了它需要迫切解决几个方面的问题：

　　有线传输覆盖广，运维成本高

　　平安项目传输网络的覆盖面很广，往往需跨越整个城市，实际部署接入网络占整个网络建设成本的50%，维护费用的70%。

　　有线传输网络中的接入部分是城市视频监控系统建设的难点，也是该系统成败的关键；从头铺设势必投入资金过大、建设难度和工期大、这样不利于节省投资，综合利用资源，解决办法是需要借助电信运营商的现有网络主干，根据平安城市的布点情况再对接入网络进行延伸，通过电信运营商的城域网汇聚至监控中心。

　　海量视频信号、智能信号，占用带宽大

　　平安城市的大量的视频信号、智能信号需占用的网络带宽大，对网络传输提出较高的需求，电信运营商的宽带网络技术主要是xdsl技术、无线wifi、4g/3g技术和httx技术，由于xdsl网络提供的带宽是非常有限的、而且扩展空间小，因此可以排除，在大部分的监控应用中httx技术是较为适用的，而ftth形式是pon(无源光网络)技术，pon(无源光网络)从技术指标、性价比、发展前景几个方面来看都是平安城市较合适的宽带接入技术。4g/3g技术可以根据应用需求作为它的补充结合使用。

　网络的稳定性和安全性

　　采用ip数字传输网络技术来承载大量的视频信号，通过mpls vpn技术将平安城市的信号封闭在专用的虚通道中进行传输、汇集，保障了此部分数据的安全。与ip应用紧密结合，由于存在着多个监控中心同时实时查看一个点的视频情况，采用ip组播技术解决。

　　接入网采用pon(无源光网络)技术，由于是无源的技术，不容易受到外界环境的干扰，使得网络中的故障点减少，带来维护的便利，光纤网络介质随距离信号衰减度非常小，提高了网络的稳定性。

　　随着4g网络的大规模商用，无线网络的稳定性和带宽问题正在不断提高。

　　传输接入网络（pon）技术

　　pon技术在以太网之上提供多种业务，称之为epon系统，一个典型的epon系统由olt(光线路终端)、onu(光网络单元)、pos(分光器)组成。olt（optical line terminal）放在中心机房（co，central office），onu（optical network unit）放在网络接口单元（niu：network interface unit）附近或与其合为一体。pos（passive optical splitter）是无源光纤分支器，是一个连接各光纤的无源设备，它的功能是分发下行数据幷集中上行数据，型号一般有1：2(50%：50%，95%：5%等)，1：4、1：8、1：16、1：32。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，另外还可以在这个光纤下行叠加1550nm的波长，来传递电视信号）。

　　olt到onu间的距离最大可达20km，传输速度为双向对称1gbps，最大分光比一般支持1：32或者更高，可以一级分光也可以多个分光器级连。目前无源光纤接入网发展很快，组网方式多种多样。pon主要采用无源光功率分配器（耦合器）将信息送至各用户。由于采用了光功率分配器，使功率降低，因此，较适合于短距离使用。若需传输较长距离，可采用掺饵光纤放大器（eribium doped optical fiber amplifier，edfa）来增加功率。

　　在物理层，epon使用1000base的以太phy，同时在pon的传输机制上，通过新增加的mac控制命令来控制和优化各onu与olt之间突发性数据通信和实时的tdm通信，在协议的第二层、epon采用成熟的全双工以太网技术，使用tdm，由于onu在自己的时隙内发送数据报，因此没有碰撞，不需cdma/cd，从而充分利用带宽。另外，epon在mac层通过802.1p优先级功能来提供qos。

　pon中的关键技术

　　在pon中，olt至onu的信息下行信号传输过程是：olt送至各onu的信息采用光时分复用（otdm）方式组成复帧送到馈线光纤；通过无源光分路器以广播方式送至每一个onu，onu收到下行复帧信号后，分别取出属于自己的那部分信息，各onu至olt的上行信号采用光时分多址（otdma）、光波分多址（owdma）、光码分多址（ocdma）、光副载波多址（oscma）。

　　拓扑结构

　　光接入网（oan）的拓扑结构取决于光配线网（odn）的结构。通常odn可归纳为单星型、树型、总线型和环型等四种结构，也就是pon的四种基本拓扑结构。

　　为便于pon结构选择，现将总线型、星型、环型及树型拓扑结构进行比较。

　　根据平安城市的特点，光接入网宜采用星型和总线型相结合的方式，从监控中心到各区域可以采用星型辐射状组网方式，在各区域路段可以采用总线型方式组网。

　　从局端olt设备出来占用1芯光纤，通过分光器进行复用，在一根芯上传送上下行两个波（上行波长：1310nm，下行波长：1490nm）的信息。

　　epon网络中olt设备往往是多个逻辑olt的集合，可选加上交换芯片，集成交换机或路由器的功能，与核心网络的接口称为sni(系统网络接口)。onu设备一般为单个逻辑onu设备，提供uni(用户网络接口)，sni、uni口可以为以太口(数据)、pots口(语音)、rf(视频)接口，可选和交换机、路由器、其它特定功能的网络终端集成。

平安城市项目中采用epon设备优势：

　　经济节约：节省大量光纤和光收发器；

　　可靠性高：epon odn(光网络)全部是分光器及光纤，主要成分是玻璃，使用寿命长；没有有源设备，也就避免了停电、雷击、过流过压损坏等有源设备的常见故障，网络可靠性高，显著降低维护费用；

　　长距离：可提供0.5~20km的远距离高带宽接入，基本覆盖中等规模城区的范围；

　　高带宽：每个onu的带宽可在2m~1gbps间动态调整；每个onu平均上行带宽在30m左右，即一个olt端口中(主干光纤可带240路视频码流)；

　　组网灵活：组网模型不受限制，通过不同分光器的组合可以灵活组建链型、树型、星型网络；

　　应用广泛：不仅仅是运营商宽带接入，也可作为广电视频广播的传输网络，视频监控的图像传输系统，甚至是政府的基层单位接入。这些正符合相关部门建设平安城市综合信息平台的需求。

　　4g无线网络的部署

　　目前，中国移动已经启动了全国范围内4g网络技术的试点应用，正准备快速在全国范围内推广。"4g"td-lte的最大特点是高速数据传输服务，是现有3g网络的十倍。同时可以通过手机等各种终端获得无线高清视频体验，十分流畅清晰。4g无线网络的部署是在运营商的4g网络基础上对覆盖点进行网络的延伸，增加4g网络路由器通过无线方式与监控平台互联，通过运营商的宽带网络实现信息传输。在4g网络未覆盖到的区域可以通过3g网络作为补偿进行承载，可根据3g网络带宽情况灵活调整信号的方式和容量。其安装方便、灵活性强、性价比高等特性使得更多行业的监控系统采用无线监控方式。

　　总论

　　综上所述，将epon技术结合4g无线技术应用到平安城市视频监控系统的传输网络部署中，可以极大的提高网络的经济性、安全性、可靠性，将平安城市项目迅速、有效的推进。