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安全城市监控新公式:EPON+4G=传输网

更新时间:2018-10-10  阅览次数: 330 次

随着国家构建“和谐社会”战略决策的实施,“智慧城市中的安全城市”、“应急体系”等各项建设工作的深入开展,社会公共安全需求日益旺盛,产业迅猛发展。在安全城市特别是系统运行建设的几年中,国内城市治安状况大为好转,项目的建设产生了巨大的社会效益。近年来智慧城市将安全城市的管理宽度和广度不断扩展,应运而生出对综合执法及营运车辆的实时监控及人员定位,以确保车辆的安全、人员安全幷实时掌控车辆出勤状况。

安全城市建设特点

安全城市中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;整个接入点少则几百个点,多则几万个接入点(如媒体报道海淀区在2006年内建成4万个视频),部分覆盖区域由于有线互联网部署困难,成为监控系统部署的盲点;

.对上行的带宽条件高,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;这样用以太网或串联或星型级连成本很高,维护将会很是困难;

.实时性强、需捕捉高速运动物体、回传图像清晰度条件高;

.安全性、稳定性条件高;

.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,安全城市中成都视频监控系统承载的互联网的选择就变得尤为重要。成都视频监控系统的传输技能发展经历了多次的变迁;从初期的仿真信号传输技能到现在的IP传输互联网技能,配合视频监控产品的更新换代传输互联网技能将向高质量、大容量的方向飞速发展。

安全城市传输互联网解决计划

安全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

安全项目传输互联网的覆盖面很广,往往需跨越整个城市,实际部署接入互联网占整个互联网建设成本的50%,维护费用的70%。

有线传输互联网中的接入部分是城市成都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互联网主干,根据安全城市的布点情况再对接入互联网进行延伸,通过电信运营商的城域网汇聚至监控中心。

互联网高资费制约运用

由于受到地理环境和工作实质的限制,部分区域有线互联网部署困难、成本较高,需要有线与无线互联网结合使用,才能保证在运用需求的覆盖范围实现视频监控,同时配合、北斗定位系统实现人员与车辆的定位;

3G无线互联网的方式极大的制约了方式的发展,随着4G互联网建设的不断推开,互联网的租用费用将不断降低,安全城市中无线互联网部署成为重要的一部分,可采用以4G为主结合3G互联网的方式,4G系统能够以100Mbps的速率下载,上传的速率理论值也能达到20Mbps,使得720P以上的无线监控系统得以多数使用,同时将大量如分析/等智能运用以通过无线互联网方式承载。满足实施和维护方便的运用需求。

海量视频信号、智能信号,占用带宽大

安全城市的大量的视频信号、智能信号需占用的互联网带宽大,对互联网传输提出较高的需求,电信运营商的宽带互联网技能主要是xDSL技能、无线WIFI、4G/3G技能和HTTX技能,由于xDSL互联网提供的带宽是很是有限的、而且扩展空间小,因此允许排除,在大部分的监控运用中HTTX技能是较为适用的,而FTTH最佳形式是PON(无源光互联网)技能,PON(无源光互联网)从技能指标、性价比、发展前景几个方面来看都是安全城市较合适的宽带接入技能。4G/3G技能允许根据运用需求作为它的补充结合使用。

互联网的稳定性和安全性

采用IP数字传输互联网技能来承载大量的视频信号,通过MPLSVPN技能将安全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运用紧密结合,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组播技能解决。

接入网采用PON(无源光互联网)技能,由于是无源的技能,不简单受到外界环境的干扰,使得互联网中的故障点减少,带来维护的便利,互联网介质随距离信号衰减度很是小,提高了互联网的稳定性。

随着4G互联网的大规模商用,无线互联网的稳定性和带宽问题正在不断提高。

传输接入互联网(PON)技能

PON技能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(光互联网单元)、POS(分光器)组成。OLT(OpticalLineTerminal)放在中心机房(CO,CentralOffice),ONU(OpticalNetworkUnit)放在互联网接口单元(NIU:NetworkInterfaceUnit)附近或与其合为一体。POS(PassiveOpticalSplitter)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,另外还允许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,传输速率为双向对称1Gbps,最大分光比一般支持1:32或者更高,允许一级分光也允许多个分光器级连。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(Eribiumdopedopticalfiberamplifier,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,在的第二层、EPON采用成熟的全双工以太网技能,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中的关键技能

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方式送至每一个ONU,ONU收到下行复帧信号后,分别取出属?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。

根据安全城市的特点,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允许采用星型辐射状组网方式,在各区域路段允许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互联网中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,与核心互联网的接口称为SNI(系统互联网接口)。ONU设备一般为单个逻辑ONU设备,提供UNI(用户互联网接口),SNI、UNI口允许为以太口(数据)、POTS口(语音)、RF(视频)接口,可选和交换机、路由器、其它特定功能的互联网终端集成。

安全城市项目中采用EPON设备优势:

.经济节约:节省大量光纤和光收发器;

.可靠性高:EPONODN(光互联网)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,互联网可靠性高,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允许灵活组建链型、树型、星型互联网;

.运用多数:不仅仅是运营商宽带接入,也可作为广电视频广播的传输互联网,视频监控的图像传输系统,甚至是政府的基层单位接入。这些正符合相关部建设安全城市综合信息平台的需求。

4G无线互联网的部署

目前,移动已经运行了全国范围内4G互联网技能的试点运用,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互联网的十倍。同时允许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无线互联网的部署是在运营商的4G互联网基础上对覆盖点进行互联网的延伸,增加4G互联网路由器通过无线方式与监控平台互联,通过运营商的宽带互联网实现信息传输。在4G互联网未覆盖到的区域允许通过3G互联网作为补偿进行承载,可根据3G互联网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方式。

总论

综上所述,将EPON技能结合4G无线技能运用到安全城市成都视频监控系统的传输互联网部署中,允许极大的提高互联网的经济性、安全性、可靠性,将安全城市项目迅速、有效的推进。

[佳水媛]

整理编辑:成都弱电工程专家