工业PON2.0 技术在安防监控系统应用研究

［潘毅 王会义］

1 概况

2020 年政府开始提出全光智慧城市的目标，打造确定性大带宽、低时延、高可靠、快速敏捷的未来智慧城市的光底座，治安防控作为智慧城市的一部分，新建项目需要符合未来网络演进目标，但在过去的“平安城市”或“全光城市”建设过程中遇到或面临诸多问题：建设成本高、建设周期长、城市广电通信管网建设难、安全性不高、扩展性弱、维护难度大等问题，给全光智慧城市建设带来一定阻力。

通过对PON 2.0 技术结合网络切片技术创新，本文创新了全光智慧城市的城域接入网络解决方案，克服前期问题并实现新六大基本功能：

（1）高可靠、确定时延：全光布线，抗电磁干扰，业务硬切片，网络隔离，天然TDM 网络，提供ms 级网络延迟；

（2）部署快：OLT+工业光猫的2 层网络，一光到底，降低部署成本，并支持POF+ODN 预链接，业务免配置、部署灵活；km 级超远距离无死角覆盖，突破百米限制，灵活组网；

（3）易维护：网络拓扑和状态可视，手机APP/Web都可查看，网络维护和故障处理可由通信运营商负责，为高效生产保驾护航；

（4）可演进：1 次布线寿命30 年，带宽平滑演进（1G-＞10G-＞50G），无需重新布线，网络规划演进可由专业运营团队负责。

（5）可复制：通信运营商具备ODN 网络建设丰富经验，具备复制至全国其他城市能力，采用定制化的多级分光技术，可有效解决老旧城区视频监控系统升级。

（6）安全性高：定制化“PON2.0方案：OLT+ODN+工业ONU”专用网络方案，区分“公网”和“专网”，支持MEC 算力下沉，物理硬切片通道回传关键信息。

2 智慧全光城市网络解决方案

（1）总体功能架构

通过对PON2.0 技术创新应用，解决承载层安全性不高、建设成本高问题，提升治安防控部署的快速扩展能力，并结合边缘云技术对镇街级、区县级和市级的不同算力需求进行下沉，如图1 所示。

图1 工业PON2.0 技术总体架构

①升级PON 网络2.0 技术：加速全光城市实现智慧管理

②网络切片功能：提升全光智慧城管理水平升级

③MEC 算力下沉：实现城市监测能力快速提升

（2）技术组网方案

按上所述功能和架构，相比原有方案，本方案共分为平台与应用层、承载层、前端设备层三层架构，如图2 所示。

图2 技术组网方案对比

①平台与应用层：维持现有架构不变。

②承载层：接入段引入OLT 和基于工业级PON2.0设备，代替前端设备裸纤直连方案；派出所→中队→市局网络维持现有架构不变。

③前端监控设备：按需设置。

（3）网络功能设计

升级OLT 设备功能和PON 网络TypeB 保护方案，实现业务回传、安全保护和专用切片网络，图3 所示为工业PON2.0 光缆建设方案示意，图4 所示为改造前后光缆网络对比。

图3 工业PON2.0 光缆建设方案示意图

图4 改造前后光缆网络对比

①设置双OLT（具备OLT 下沉条件的，OLT 设备可进一步下沉），采用一级分光模式，实现前端摄像头业务回传。

②ODN 采 用TypeB 保护组方式，每个分光器同时接入两个OLT，实现对主干光缆路由保护（考虑到治安防控的应用场景，要实现物理双路由存在难度，在不具备时，可采用同缆不同芯的方式实现）。

（3）通过引入切片功能OLT、ONU 设备，对前端公安、交通、城管、安监等不同部门和应用需求，通过配置网络切片实现不同业务的安全隔离，图5 为网络切片管理示意图，表1 为切片优先等级的建议。

图5 网络切片管理

表1 切片优先等级建议

3 总结

智慧城市建设离不开信息技术手段提升，通过将PON 技术进行创新下沉应用在城市治理网络，将光缆保护方案、切片网络方案和光电复合缆等技术进行综合应用创新应用在智慧全光城市，提供更具高可靠、可扩展、智能化的管理手段，并可通过网络切片进一步提升智慧城市管理手段，实现智慧全光城市建造成本的降低，及助力智慧城市智能化管理手段和水平提升。