基于OTN+GPON技术的平安城市视频监控方案设计

刘亚荣，谢晓兰，杨 春，周 玮

（1.桂林理工大学 信息科学与工程学院，广西 桂林 541004；2.中国通信建设集团设计院有限公司第一分公司，河北 保定 071051；3.95285部队，广西 桂林 541007）

基于OTN+GPON技术的平安城市视频监控方案设计

刘亚荣1，谢晓兰1，杨 春2，周 玮3

（1.桂林理工大学 信息科学与工程学院，广西 桂林 541004；2.中国通信建设集团设计院有限公司第一分公司，河北 保定 071051；3.95285部队，广西 桂林 541007）

针对平安城市的建设需求及高清视频监控技术的不断发展，分析了目前平安城市视频监控系统存在的不足，设计了基于OTN+GPON的平安城市视频监控系统组网方案，不仅可以实现各监控部门之间的互联互通，提高公安部门的办事效率，还为今后网络扩容及监控系统的智能发展奠定基础。

平安城市；视频监控；GPON；OTN

随着平安城市建设的推进，视频监控系统的部署规模逐渐增大，不仅监控点的数量由原来的几十个向成百上千甚至上万个扩展，监控区域也由原来的各自独立向相互通信、互联发展过渡，监控设备也逐渐从模拟高清向数字高清转换，传统的传输网络存在带宽资源有限、安全性低等缺点，因此，采用新技术的视频监控网络不断创新，其中OTN+GPON技术以其带宽高、安全性好、资源利用率高的优势逐渐被人们所青睐[1-2]。

1 平安城市视频监控系统现状[3]

平安城市视频监控系统是指在公安信息网中建立的数据专网，主要是利用视频处理技术、网络技术及传输技术等针对城市主要道路、大型聚集场所、重点单位及时发现各种违法犯罪活动。

通过调查发现，目前平安城市中的视频监控系统主要存在以下问题：

1）监控点布局不科学。在监控系统的建设过程中，存在很多摄像头安装不科学、不合理的现象，例如监控点光线暗、受障碍物影响、长期日晒雨淋造成设备损坏等，这些均不利于正常监控。

2）各部门监控系统之间不能实现互联互通。目前一个城市中的监控系统有几种甚至几十种，存在各部门自己建设、自己保存视频资源的现象，此外，视频监控系统的承载网络以传统的点对点系统为主，不仅网络建设成本较高，而且没有一个保护措施，一旦出现网络故障，势必会造成信息丢失的现象。

3）监控系统没有实现智能化。目前大多数监控系统仅仅起到一个事后取证录像的作用，对于一些违法犯罪行为，不能做到实时发现、实时打击。

为了提高执法部门的工作效率，必须对视频监控系统进行改进，对于监控点布局不科学的现象，可以通过人为排查进行解决，若要使视频监控系统真正起到实时监控、实时报警的作用，监控系统必须向智能化的方向发展，而智能化的前提是必须实现各监控系统之间的互联互通，只有城市中各类视频资源达到有机融合，才能有效地服务于城市管理，因此，建立一个互联互通的视频监控网络尤为重要。

2 OTN及GPON技术简介

随着IP分组化网络的高速发展及各种宽带业务的不断追求，光传输网络也呈现出高速率、大容量的发展趋势，传统SDH网络固有的承载效率低下、不能对基于以太网的用户提供多等级QoS服务、服务类型不能提供端到端的质量保障、SDH设备的端口速率单一、SDH/MSTP的电路带宽固定等缺点已不适合新业务的需求。而光传送网（OTN）以其特有的优势成为光传输网在核心层面和汇聚层面的大发展方向，与此同时，随着FTTX的逐步推进，PON技术也脱颖而出，两种技术相互补充，满足不同行业不同场合的应用需求[4-6]。

2.1 OTN技术

OTN（Optical Transport Network）是以波分复用技术为基础、遵循G.709协议制定的标准，重新对OTU的线路侧接口进行封装，且可按需灵活地引入电交叉和光交叉的光传送网，能够提供基于光通道的客户信号的传送、复用、路由、管理、监护以及保护。其优势在于擅长解决IP业务的超长距离、超大带宽传输问题，可以为2.5 Gbit/s、10 Gbit/s甚至40 Gbit/s等大量大颗粒业务提供传输通道。同时OTN还可以提供包括光线路保护、客户侧1+1保护、ODUK SNCP保护等多种不同级别的保护。故采用OTN技术组网，可根据业务需求和建设选择合适的保护方案[7-8]。

2.2 GPON技术

GPON（Gigabit-Capable PON）技 术 是 基 于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽、高效率、大覆盖范围、用户接口丰富等众多优点。其系统主要由OLT，ONU和ODN组成，目前已成为FTTX的主流技术，能够为用户提供优质、可靠及安全的语音、数据、视频三网融合的业务接入［9］。

3 视频监控系统网络设计方案

基于以上分析，针对平安城市视频监控的建设需求，采用OTN+GPON相结合的方案，设计安全可靠的视频监控网络。

3.1 应用场景及组网方案

以桂林市为例，目前该市用于平安城市的监控点只有少数高清监控，大部分属于模拟监控，监控点不超过800个，且存在视频画面模糊不清、没有实现各行政区之间互联互通的问题，因此需对监控点重新设置，建立一个高清的视频监控系统，从而实现平安城市的真正意义。

桂林市共有象山区、秀峰区、叠彩区、七星区和雁山区5个行政区，重要路口、娱乐场所、商场等监控点暂定2 000个，平均每个监控点采用的高清摄像头需预留带宽6～8 Mbit/s，总业务需求为16 Gbyte，且各监控点较分散，因此采用OTN与GPON技术相结合的组网方式。具体方案如图1所示。

图1 辖区视频监控系统网络图

3.2 方案介绍

在方案设计中，首先将各分散监控点根据地理位置及所属辖区划分区域，为每个派出所区域配一个OLT设备，采用华为MA5680T设备。OLT放置在一个专用机房（可租用），各区域的OLT设备通过所属分局的S9306交换机将视频监控数据汇聚后传至分局OTN设备，下行通过PON口及分光器接至ONU终端设备，ONU通过编码器与监控点摄像头相连。从而完成了各个监控点的汇聚功能，如图2所示。

图2 GPON技术实现各监控点的汇聚功能图

其次，每个派出所配备华为S3328交换机1台，用于本派出所内部各种业务的汇聚。S3328上行与所属分局S9306交换机相连，下行可与电视墙及内部业务相连，实现派出所内部数据与分局之间的联系。另外，考虑到市局业务较多的需求，为市局配备路由器华为NE40E及S9306交换机，专门处理市局内部业务，同时与其他分局实现互联互通。图1仅画出了七星分局网络布局情况，其他分局网络布局与七星分局相同。

最后，为市局及每个分局配备一套OTN设备，各个OTN设备组成一个16×10 Gbit/s波分环，从而实现了整个网络的互联互通。

在该方案设计中，OLT采用华为MA5680T，光传输设备采用OptiX OSN 6800系列设备。

3.3 方案特点

1）为多种业务及多个接入点提供接入保障。

方案中采用GPON技术，其中OLT采用华为MA5680T，每个MA5680T设备可提供16个槽板，每个槽板可提供8个PON口，每个PON口连接1∶8的分光器，故每个OLT可以实现8×8×16=1 024个视频监控点的接入，每个派出所根据所辖区域监控点的数量合理配置PON板及ONU设备，为多个监控点的接入提供保障。此外，ONU设备不仅可以为用户提供视频接入，还可提供语音及数据接口，因此可为以后网络扩容及三网融合奠定基础。

2）具有大容量高速率传输能力。

光传输设备采用OptiX OSN 6800系列设备。首先，OptiX OSN 6800是基于OTN/ASON的智能光传送平台，采用了基于光波长、电层子波长的OTN调度功能，使得大颗粒业务在不同站点之间进行灵活调度。其次，OSN 6800 DWDM系统最多可接入80波（典型16个节点），每波最大可支持40 Gbit/s速率，从而使高速大颗粒业务传输成为可能。

3）安全可靠，易于管理。

由于方案中的OptiX OSN 6800除了具备传统WDM所有的保护方式外，更支持电层保护（SW-SNCP，MS-SPRING……）、Mesh网智能保护等多种保护方式，相比传统的通道级1+1保护，可靠性更高，且还具有易于管理等优点。

4）波道配置简单。

由于方案采用OTN设备，具有波分复用技术的优点，因此波道配置简单，该方案波道配置如图3所示。图中每个波道带宽均为10 Gbit/s。

图3 方案波道划分图

4 结束语

本方案采用了OTN与GPON技术结合的组网方案，不仅充分发挥了GPON技术对小颗粒业务的汇聚功能及OTN技术对大颗粒业务的传输优势，而且网络层次清晰、覆盖面广，为各类高带宽监控需求提供强有力的保证，同时采用16×10 Gbit/s波分环网，网络容量较大，为以后扩容奠定基础。

视频监控系统在社会公共安全管理、突发事件及重大活动应急指挥中发挥着越来越重要的作用，且随着平安城市的推进，各部门对监控系统的要求越来越高，本文仅仅从平安城市视频监控系统的组网方案方面进行了探讨，若要充分发挥监控系统的功能，做到真正的“平安”，必须朝着智能化方向发展，建立一个完善的智能化的监控安防系统。

[1] 汤挺峰.视频监控录像在平安城市中的应用[J].计算机光盘软件与应用，2012（13）：166-167.

[2] 林立新.平安城市监控联网平台实战业务应用[J].中国公共安全，2012（8）：150-153.

[3] 朱俊，汪国荣.PON技术在平安城市中的应用[J].电信科学，2012（9）：106-111.

[4] 黄煜.PTN技术在传输网的研究及应用[D].广州：华南理工大学，2012.

[5]吴峰.OTN和PTN联合组网中业务疏导问题的研究[D].南京：南京邮电大学，2012.

[6]朱莹德，王怡，高欣.广西广电基于PID+OTN技术的城域网建设浅析[J].电视技术，2012，36（10）：57-59.

[7] 谷涛.DWDM和OTN的技术比较和网络建设策略[J].信息通信，2012（4）：238-239.

[8] 李宁，倪国锋.智能波分系统在县级市的应用[J].有线电视技术，2012（10）：15-18.

[9]全弘林.新一代无源光网络技术——GPON[J].通讯世界，2003（3）：22-26.

Design of Video M onitoring Schem e for Safe City Based on OTN+GPON

LIU Yarong1,XIE Xiaolan1,YANG Chun2,ZHOU Wei3
（1.College of Information Science and Engineering,Guilin University of Technology,Guangxi Guilin 541004,China; 2.The Fist Branch of China International Telecommunication Group Design Institute Co.,Ltd,Hebei Baoding 071051,China; 3.95285 Unit of Chinese People’s Liberation Army,Guangxi Guilin 541007,China）

Aiming at the construction needs of safe city and the development of HD video surveillance technology,current problems in safe city video surveillance system are analyzed,and a video monitoring scheme for safe city is designed based on OTN+GPON.With this scheme,the interconnectivity between various monitoring departments can be realized and the efficiency of the public security departments can be improved.Furthermore,this scheme is the foundation for the network capacity and the intelligent development of monitoring system.

safe city;video monitoring;GPON;OTN

TN915

A

��健男

2014-03-20

【本文献信息】刘亚荣，谢晓兰，杨春，等.基于OTN+GPON技术的平安城市视频监控方案设计[J].电视技术，2014，38（21）.

国家“863”计划项目（2013AA12A402）；广西自然科学基金资助项目（2013GXNSFAA019349）