浅谈EPON系统在视频监控中的应用

朱培杰

摘 要 随着公共安全意识的提升，平安城市项目的不断发展，城市里的公共场所、道路交通都将部署监控系统，对每个区域进行24小时的视频监控，本文以EPON平台作为基础构建，对视频监控方面的应用进行阐述。

关键词 EPON；视频监控；OLT；ONU

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2017）184-0057-02

视频监控使用EPON系统作为平台构建，光链路通过无源光分路器共享多个监控网点的光纤资源，覆盖几十公里，降低了建设成本，节省了纤芯资源，符合光进铜退、光纤到户的发展策略。

远程视频监控系统具有以下特点：1）上行带宽：监控的视频数据需在终端监控点回传至监控中心，每路的上行带宽要求为3Mbps～8Mbps，基本排除xDSL技术；2）链形或树形组网：如道路交通监控、住宅区监控、公共场所区域等监控，需依据现场环境设计组网方案；3）监控终端数量多：监控系统的终端数量少则几十个，多则上百成千个；4）地域分布广：一个区内20KM左右的范围广泛分布；5）结合IP应用：存在多个监控中心同一时间内实时对某个监控点的查看情况，需具备较好的IP組播承载能力。综上所述，视频监控系统的建设难点在于终端网络的接入，在整个网络的建设成本中，接入网络占20%，在维护费用中，接入网络却占70%。

针对上述问题，EPON系统具备灵活的组网结构，符合接入网技术的发展趋势，同时也适用于视频监控，其解决方案如下。

1 EPON系统优势

1.1 EPON接入带宽大

EPON系统每个PON口提供上下行对称1.25Gbit/s带宽，高效地解决了视频监控业务对承载网的上行带宽的要求，如果按照1架高清智能球机8M带宽需求，每个PON口能够接入120台高清智能球机，EPON高上行带宽优势十分明显，普通接入技术无法做到。

1.2 EPON系统组网灵活

在监控点密集、总线型分布的情况下，支持树形、线形多分光比组网结构，能够节省光纤资源和设备的投入成本。

1.3 灵活分配光分比

根据监控点的数量，灵活配置分光比，支持 1：2（5%：95%，50%：50%等），1：4，1：8，1：16，1：32。

1.4 长距离传输

EPON物理传输距离可达20km，整个ODN网络无源建设无需供电，减少节点故障率，长距离传输有效解决下级部门监控数据流的回传问题。

1.5 维护简单，易于扩展和升级

EPON系统采用集中化管理，通过OLT局端设备轻松管理到ONU终端设备，具有系统管理、安全管理、配置管理、性能管理、故障管理等六大管理功能，能够对设备运行状态进行实时性监控和控制，实现整个EPON系统的可管理、可运维要求，OLT端采用模块化设计方便扩展。而传统交换机、光电转换器均无法有效做到。

2 基于EPON技术的视频监控解决方案

2.1 方案拓扑图

2.2 方案描述

1）各分派出所部署一台OLT局端设备，用于实现各分派出所对本地区域内监控点的实时监控和视频存储。

2）OLT设备通过上联光口连接至市局核心交换机上，用实现各分派出所视频监控数据的上传。

3）OLT设备每PON口分别引出一根光纤接入光分支器或者ODF配线架。

4）通过光分支器或者ODF配线架引出多根光纤分别接入各个监控点安装箱内的ONU设备。

5）ONU设备提供RJ45接口通过网线直接和IPC摄像机连接。

2.3 业务解决

视频监控系统与普通通讯业务不同的是，视频监控业务对上行带宽要求较高，借助EPON技术上下带宽对称可达Gbit的优势，可轻松实现多监控点视频数据的逐级上传。

网络摄像机（以下简称IPC）由模拟摄像机和网络编码模块组成，前端机房的IPC用于采集终端监控点的实时视频，由控制中心控制，实现对IPC变焦以及各种角度拍摄的控制。网络编码模块将模拟摄像机采集的模拟视频信号经编码压缩成数字信号，通过EPON网络接入网络交换机及路由设备到达监控管理中心。监控员可在监控中心局域网调出实时视频，并遥控各监控点的IPC。

监控中心由控制主机、存储服务器、视频矩阵、视频解码器等组成。控制主机通过显示墙展示终端监控点的视频信号，其信号可同时保存至存储服务器，具有检索、备份、回放、恢复等功能。采用视频矩阵，可实现调整摄像机的焦距、光圈、切换视频、远程开关等功能。视频解码器主要用于把经编码压缩成的数字视频信号解码还原成模拟视频信号。视频监控信息采用EPON网络传送，传递速度快，系统结构简单。

2.4 网络规划

2.4.1 VLAN和IP地址规划

2.4.2 ODN规划

OLT部署。OLT设备应根据覆盖范围，放置在局端机房或者分前端，选择放置在条件合适的机房，尽量减少新建机房的投资；在局端部署OLT时，应充分考虑后期扩容和带宽升级，采用大容量、框式OLT设备；在分前端部署OLT时，根据实际情况，选择盒式OLT，PON口数量不应小于4个；OLT采用双上联，在光缆条件允许的情况下，采用不同的光缆路由。OLT的安装位置应首先考虑与光分支器或者ODF之间布线距离最短，便于走线。

分光器部署。尽量采用一级均匀分光，不宜超过三级，便于简化网络结构和故障排查。

分光器部署采取相对集中、靠近监控点，可以节省光缆资源、管道资源；对于在光链路光功率不富余情况下，建议采用1：16的分光比。

ONU部署。根据接入要求，选择室内型、野外型，单GE、多FE接口ONU进行部署。

建议采用商业型工业级或者野外型ONU进行部署；ONU部署采用灵活方式，可以安装在交接箱、或者露天挂杆悬放。

2.5 网管解决方案

网管系统宜采用点对多点的集中化管理，图形化的网管界面大大简化和简单了维护工作量。可构建拓扑链路轻松捕获网络中OLT、ONU设备，针对监控视频组网，可在网管系统上增加ONU和视频摄像头的关联功能，方便精确定位ONU下挂摄像头的IP地址，提高运维和管理效率。

基于EPON系统的视频监控解决方案可有效解决建方光纤资源紧张、监控点密集、传输距离远等难题，协助承建方共同打造一个高效、安全、稳定可靠的视频监控承载网。

参考文献

[1]李洪，许文秀，左建，等.EPON技术应用策略研究[J].广东通信技术，2006（9）：8-11，22.