EPON视频监控专项方案.doc

囊谦县EPON视频监控应用方案一 方案背景伴随技术发展和需求多样化，视频监控展现出高清化、远程化、网络传输IP化发展态势。采取光纤接入网构建视频传输网络是视频监控行业发展大势所趋。 EPON作为目前应用最为广泛光纤接入网技术，以其全光化、高带宽、可管理、可维护、成本低、节省光纤资源等优势已经在视频监控传输网络中取得成功应用，如电信“全球眼”网络监控、交通监控、“平安城市”等项目。 EPON处理方案着眼于为视频监控传输网络提供完整设备处理方案，可满足从早期建设到大规模建设，从ONU经过以太网接入IP摄像头到摄像头集成ONU实施方案演进需求。“平安城市视”频监控系统特点分析以下： 1、对上行带宽要求高，视频监控数据关键从监控点往监控中心传送，单路上行带宽在500K6Mbps甚至更高；这么可基础排除xDSL技术；2、地域分布广，在一个城区内10KM左右范围内广泛分布； 3、链形或树形组网，如企业内各个楼层、路口、电梯等或道路交通监控 等区域监控，全部要依据现场情况设计组网种类。4、接入点多，整个监控系统接入点少则几百个点，多则几万个接入点。5、和IP应用紧密结合，因为存在着多个监控中心同时实时查看一个点视频情况，通常会用IP组播技术处理；要求网络对IP组播有很好承载性能。经过上面特点分析我们不难发觉，终端接入网络是“平安城市”视频监控系统建设难点，也是该系统成败关键；实际布署中接入网络占整个网络建设成本50%，维护费用70%。要处理终端接入问题要遵照用户接入网技术发展方向；目前通讯领域接入网技术发展终极目标是FTTH(宽带到户)，而业界一直认为FTTH最好形式是PON(无源光网络)技术。EPON(以太无源光网络)是目前多个最好技术和网络结构结合, 从技术指标、性价比、发展前景多个方面来看全部是最适宜应用于远程视频监控业务技术。下面就具体介绍一下EPON技术原理及在视频监控业务中应用：二 EPON系统介绍EPON（以太无源光网络）是一个新型光纤接入网技术，它采取点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多个业务。它在物理层采取了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON拓扑结构实现了以太网接入。所以，它综合了PON技术和以太网技术优点：低成本；高带宽；扩展性强，灵活快速服务重组；和现有以太网兼容性；方便管理等等。一个经典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）周围或和其合为一体。POS（Passive Optical Splitter）是无源光纤分路器，是一个连接各光纤无源设备，它功效是分发下行数据并集中上行数据，型号通常有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，另外还能够在这个光纤下行叠加1550nm波长，来传输视频信号）。    OLT到ONU间距离最大可达20km，传送速率为双向对称1Gbps，最大分光比通常支持1:32或更高，能够一级分光也能够多个分光器级连。    EPON采取点到多点结构，无源光纤传输方法，在以太网之上提供多个业务。现在，IPEthernet应用占到整个局域网通信95以上，EPON因为使用上述经济而高效结构，从而成为连接接入网最终用户一个最有效通信方法。10 Gbits以太主干和城域环出现也将使EPON成为未来全光网中最好最终一公里处理方案。    在物理层，EPON使用1000BASE以太PHY，同时在PON传输机制上，经过新增加MAC控制命令来控制和优化各ONU和OLT之间突发性数据通信和实时TDM通信，在协议第二层、EPON采取成熟全双工以太网技术，使用TDM，因为ONU在自己时隙内发送数据报，所以没有碰撞，不需CDMA/CD，从而充足利用带宽。另外，EPON在MAC层经过802.1p优先级功效来提供QoS。以太网无源光网络（EPON）其经典拓扑结构为星型和树型。EPON系统由局侧光线路终端 （OLT）、用户侧光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）组成，为单纤双向系统。在下行方向（OLT到ONU），OLT发送信号经过ODN抵达各个ONU。在上行方向（ONU到OLT），ONU发送信号只会抵达OLT，而不会抵达其它ONU。为了避免数据冲突并提升网络利用效率，上行方向采取 TDMA多址接入方法并对各ONU数据发送进行仲裁。ODN在OLT和ONU间提供光通道。EPON系统参考结构图 1所表示：ONU1ONU2ONUnOLT光分路器ODNPON专用接口PON专用接口用户侧接口 UNI网络侧接口 SNI图1 EPON网络结构图三 囊谦县“平安城市”视频监控系统1.系统结构该视频监控系统关键由前端视频采集器、传输系统、终端控制器和显示统计设备组成。此次关键经过一体智能摄像机采集图像信息，一路经过矩阵控制主机对前端摄像机进行操作控制，经过矩阵主机同时控制电视墙画面切换。一路经过磁盘阵列存放器存放。囊谦县“平安城市”视频监控系统TOP以下图2所表示：图2 囊谦县视频监控系统结构图2. 系统实现功效系统关键由前端设备、EPON网络系统和视频监控中心组成。前端设备包含摄像机。云台摄像机用于采集各监控点实时视频信号，能够由控制中心计算机控制，用户可对摄像机进行水平 360 度，垂直 90 度及变焦控制。前端摄像机经过网线连接到EPON网络系统上，编码压缩处理后监控信息经过EPON通讯网络聚集到监控管理中心，监控中心能看到各监控点实时情况，监控人员可经过监控中心局域网或 Internet 远程实时浏览视频图像、遥控云台摄像机。 EPON网络充当通讯网络，覆盖面广，采取点对多点结构，可覆盖大范围用户；组网灵活，可依据监控点部署来设计不一样组网结构；可拓展性强，EPON含有预留链路或接口，后期若需要可增加监控点，只需在前端布放短距离光缆，以后端无需增加任何硬件配置；同时提供高带宽和高可靠性，未来自前端摄像设备数据透明传输到监控中心，同时也未来自监控中心控制命令下达至前端摄像设备。视频监视控制中心设在办公大楼控制室，关键由视频解码器、磁盘阵列存放器、网管服务器、数字矩阵等组成。监控管理中心负责接收各监控点经过EPON 网络传输过来视频信息，控制中心能够经过液晶显示大屏显示各现场监控点图像信息，并进行控制信号协调，视频数据可同时存入存放服务器，进行录像存放、检索、回放、备份、恢复等。监控人员能够经过计算机访问存放服务器查询回放视频录像。采取矩阵控制器，经过计算机控制可实现视频切换、云台摄像机镜头光圈、焦距、变倍，云台上、下、左、右、自动或辅助控制远端电源、摄像机开关等多种动作。视频监控信息采取EPON 网络传送，传输速度快，系统结构简单。观察数据传输至中心控制室进行计算分析、整理和统计，既方便又简捷。并可确保系统在多种恶劣天气情况下，全部能正常运行，满足系统多种信号相互传输正确性。四 EPON在该视频监控系统应用优势1、降低网络建设成本：节省大量光纤收发器等设备。较传统方案建网成本更低。传统视频监控系统，距离远采取光纤收发器+光缆+光纤收发器形式传送视频信号至视频服务器，而使用EPON技术后一个ONU可经过网线连接百米范围内多个摄像机，将每个摄像机图像信息经过光缆传送至局端视频监控中心。设备数量将大大降低。线缆数量也随方案改变降低很多。 2、 整个网络稳定性大大提升：EPON ODN(光网络)全部是分光器及光纤，关键成份是玻璃，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常见故障，网络可靠性高，显著降低维护费用。EPON技术引入，会使该点故障频率大大降低。3、 运程视频监控网络覆盖范围宽广：可提供0.520KM远距离视频信号接入，基础覆盖中等规模城区范围；绝大多数摄像机可直接经过光网络将图像信息传送至局方视频监控平台。4、 传输带宽大：每个ONU带宽可在2M1Gbps间动态调整；每个ONU平均上行带宽在30M左右。5、 组网灵活：组网模型不受限制，经过不一样分光器组合能够灵活组建链型、树型、星型网络。可依据摄像机不一样地理位置，和用户不一样需求，调整组网方法，以满足网络资源合理化配置。6、EPON综合网管支持业务使远程视频监控系统维护简单。无源光网络系统提供拓扑管理、故障管理、性能管理、安全管理、配置管理等功效，大大降低了OPEX (Operating Expense即运行成本)。7、系统扩容简单。EPON在一定程度上对所使用传输体制是透明，监控点数量需要时，传输侧扩容操作方便。在“光进铜退”今天，EPON技术广泛应用显得尤为关键。采取EPON技术运程视频监控系统合理处理视频监控点密集复杂，光纤资源担心等问题，在组网形态、光纤资源、视频质量、可靠性等很多方面含有没有可比拟优越性，为运行商远程视频监控业务发展提供了最好网络处理方案。五 设备介绍OLT设备 ZXA10 C320 1. 产品定位ZXA10 C320是面向下一代光接入网络小型化、高密度全业务xPON汇聚光接入平台，支持GPON/EPON共平台融合接入，支持HSI、VoIP、IPTV、CATV、移动回程、WiFi等全业务接入汇聚和管理控制，提供电信级QoS和安全可靠性保障。图1 ZXA10 C320正面图2. 优势特征l 亮点 新一代2U小型化OLT，节省空间；尤其适合园区、小区、企业、乡镇村等用户群光接入；适合小容量OLT下沉场景，实现长距离广覆盖。 灵活组网，支持手拉手、P2P、级联、环网等多个组网。 兼容大型OLT业务板卡，满足FTTx多种场景布署需求。l 灵活组网、快速布署 支持大分光比和长距离覆盖，适应多种应用场景。 可灵活支持P2P、手拉手、级联、环网等多个组网。l 面向下一代xPON统一平台架构，平滑演进，降低CAPEX 采取大型OLT(ZXA10 C300)硬件和软件架构，兼容大型OLT业务板卡，节省投资。 GPON/EPON同平台接入。l 适应网络融合和全业务承载、精细化运行 提供SCB和二级组播复制机制，完善和精细可靠用户组播控制机制。 支持基于服务提供商、用户和业务三级层次化H-QoS控制。l 电信级系统和业务安全、可靠性保障 主控交换、电源和管理均采取主备或冗余方法工作；支持光纤线路保护，上行链路支持链路聚合、负荷分担、双归属、生成树STP等保护。 更强环境适用能力。l 节能环境保护，绿色通信 智能低功耗设计，支持单板、端口休眠模式，系统设计符合欧洲COC、RoHS等标准规范和要求。