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摘 要：面对三网融合全业务竞争的压力，专网业务已经成为广电运营商一个非常重要的增值业务。文章通过具体案例，就如何依托广电传输网络结构和光纤资源，结合EPON技术，搭建治安视频监控专网进行了探讨和研究。
关键词：广电网络；EPON；视频监控
中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）20-0083-02
随着社会的不断发展，人们越来越需要一个平安和谐的生活环境，预防和打击犯罪、反恐防暴等工作，已经成为构建“平安城市”的重点内容。治安视频监控系统指的是为了满足城市管理和城市治安需要，利用地理信息系统、图像的采集、传输、显示等设备以及控制软件，对指定区域进行监控和记录的系统。广电网络公司作为以提供视频媒体传输服务为主营业务的运营商，其网络资源有着得天独厚的优势。在此基础上，结合目前应用得比较成熟的EPON技术，广电网络公司在治安视频监控专网业务上越来越有竞争力。
1 广电城域网结构
广西有线广播电视城域网络分为一级光纤网、二级光纤网和三级电缆分配网。城市网络用户数不足10万户的网络可不设分前端，其网络结构仅包含二级光纤网和电缆网。城市网络用户大于10万户或覆盖地域较大的网络以及市县到乡镇村的网络可根据实际情况设立若干个分前端，其网络结构包含一级光纤网（或传输网）、二级光纤网和电缆分配网。城域网络联接各分前端的一级光纤网络采用星型网或环型网络/物理连接星型结构，按并发选收方式传输；二级光纤网采用双星型或混合型网络/物理连接星型结构，电缆网络以树型结构为主。城域网络按双向传输方式建设；电缆分配网采用双向模块化结构，用户接入采用无源集中分配方式连接。柳城县有线电视用户约1万户，其城域网结构如图1所示。
2 EPON技术
2.1 EPON技术基础
EPON（Ethemet Passive Optical Network，以太网无源光网络），目前是一种流行的无源光纤接入网络技术。它采用无源光纤传输，单点到多点的结构，提供多种业务于以太网之上。执行IEEE802.3ah技术标准，在传输网络上按照以太网格式的报文，最大支持对称速率为1.25 Gbps。EPON技术在链路层使用的是以太网协议，在物理层使用的是PON技术，以太网接入上利用PON的拓扑结构来实现。因此，它具有对网络协议透明、节省光纤资源的特点，在光纤接入网中扮演着的角色越来越重要，正逐步成为高清视频监控的主要传输网络。
2.2 EPON系统组成
EPON由局端设备OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）、用户端设备ONU（Optical Network Unit，光网络单元）和光分路器ODN（Optical Distribution Network，光分配网）组成。OLT与ONU之间仅仅保留光缆、光分路器等无源器件，无需额外配备机房、无需电源、不需要对有源设备进行维护，可非常有效的节约建设成本和维护成本。
2.3 EPON传输方式
EPON使用WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）技术，采用下行1 490 nm、上行1 310 nm不同波长，实现在一根光纤传输上下行数据，而相互不影响。下行方向，OLT发出的信号以广播式发给所有用户，上行方向，各ONU采用时分复用TDMA（Time Division Multiple Access）技术。
下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽。EPON可以提供1.25 Gbit/s的上下行带宽，传输距离可达10～20 km，支持最大光分路比1：64，因此可有效降低主干光纤和OLT的成本压力。EPON采用以太网的传输格式同时也是用户局域网/驻地网的主流技术，消除了复杂的传输协议转换带来的成本因素，二者具有天然的融合性。
3 治安视频监控专网设计
3.1 项目概况
本文案例为柳城县天网二期治安高清视频监控系统建设项目。该项目由柳城县人民政府出资，广西广电网络柳城分公司承建，竣工后交由柳城县公安局使用。项目计划在柳城县县城及乡镇主要街道和人流密集区，建设142个高清监控点，监控摄像机像素达到200万，分辨率达到1 920×1 080，且带红外夜视功能，能实现24 h不分昼夜监控，并将监控图象传到柳城县公安局指挥中心机房，实现对监控目标的安全防范及智能管理。该项目建设周期为120个工作日。
3.2 承载网设计
柳城县治安高清视频监控系统（天网二期）在整体上由142个前端监控点采集视频图像信息，经广西广电网络柳城分公司提供的治安视频监控专网传入县城中心机房OLT设备，最后由汇聚层交换机接入柳城县公安局监控中心平台。
各派出所监控室也通过EPON网络连接到柳城县公安局监控中心平台，按分级授权取得所需的图像信息。柳城县天网二期治安高清视频监控系统基于广西广电网络公司IP城域网进行组网，网络结构分为三层，分别是核心层、汇聚层和接入层，系统结构，如图2所示。
①核心层：监控中心属于视频监控网的核心层，包括中心管理平台、存储转发服务器、控制服务器、电视墙等部分。监控中心与柳城县广电网络中心机房实现互联，采用以太网透传技术将所以监控点视频图像汇聚，实现对监控图像按局域网方式进行传输。
②汇聚层：汇聚层是视频监控网络的骨架，它从网络末端连接进入汇聚机房，采用IP以太网通过点到点的专用传输通道方式，传送到汇聚交换机来进行汇聚，汇聚机房到上一级核心层采用n×1 000 M电路进行汇聚上传。县城广电网络中心机房采用的是BDCOM P5900型号的OLT，这台天网治安监控系统专用OLT设备具备2个主控板、2个增强型业务槽和12个普通型业务槽，支持主控板及电源1+1备份，最大支持48个EPON接口，最大支持1：64分光比，系统最大可支持3 584个ONU接入，传输距离可达20 km。 ③接入层：接入层是视频监控网络的基础。终端监控点使用的是数字高清摄像机，所传输信号是采用H.264编码压缩技术的数字信号，视频信号接入ONU设备的10/100 M以太网接口，通过光纤和光分路器ODN接人附近机房OLT设备，实现视频图像全IP化传送。前端监控点采用BDCOM P1004C2型号的ONU，支持上下行对称的1 Gbps的PON传输速率，配合BDCOM系列的OLT设备可实现高达1：64的分光比，网络覆盖半径可达20 km；结合PON中继设备，可进一步将传输距离延伸至60 km。
3.3 ODN网络设计
ODN作为OLT和ONU之间提供光传输通道，从功能上可分为馈线光缆子系统、配线光缆子系统、入户线光缆子系统和光纤终端子系统。在ODN网络设计中，为了方便前期施工和后期维护，分路器通常选择功率等分型光分路器。合理设置光分路器可以有效提高光纤资源利用率。为了节约成本，提高柳城广电城域网光缆干线的利用率，本项目把主干光缆交接箱设为光缆分配点，放置一级光分路器；把光缆节点设为用户接入点，放置二级光分路器。
3.4 IP地址规划
IP地址规划主要涉及到网络资源有效利用和管理的问题，而如何有效利用IP已经成为IP地址规划最重要的问题，合理分配IP地址是网络有效利用和网络顺利运行的关键。
柳城县天网二期治安高清视频监控系统预分配IP网段：从172.44.28.1-172.44.51.255，共24个网段。
在监控网络规划中，每个物理区域设置为一个VLAN，为了保障网络的高性能和高可用，在具体VLAN规划时，同一个VLAN内的通信主机应该控制在50台以内，在同一个VLAN中设置单独的服务器。
4 结 语
随着国家“三网融合”政策不断推进，广电行业面临的竞争压力越来越大。
而通过EPON技术搭建在广电城域网光纤网络的治安视频监控系统必将成为广电运营商又一个新的增值业务。网络结构完善、覆盖面广、资源丰富的优势，将为广电运营商在“平安城市”建设中发挥更重要的作用。
参考文献：
[1] 孙焱，王佐，陈忠明.EPON技术在金湖县公安视频监控网的应用[J].中国有线电视，2014，（8）.
[2] 赖银汉.提高视频监控系统智能化的探讨[J].广东公安科技，2007，（3）.
[3] 林江.浅谈EPON技术在天网监控系统中的应用[J].视听，2013，（6）.
关键词：广电网络；EPON；视频监控
中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）20-0083-02
随着社会的不断发展，人们越来越需要一个平安和谐的生活环境，预防和打击犯罪、反恐防暴等工作，已经成为构建“平安城市”的重点内容。治安视频监控系统指的是为了满足城市管理和城市治安需要，利用地理信息系统、图像的采集、传输、显示等设备以及控制软件，对指定区域进行监控和记录的系统。广电网络公司作为以提供视频媒体传输服务为主营业务的运营商，其网络资源有着得天独厚的优势。在此基础上，结合目前应用得比较成熟的EPON技术，广电网络公司在治安视频监控专网业务上越来越有竞争力。
1 广电城域网结构
广西有线广播电视城域网络分为一级光纤网、二级光纤网和三级电缆分配网。城市网络用户数不足10万户的网络可不设分前端，其网络结构仅包含二级光纤网和电缆网。城市网络用户大于10万户或覆盖地域较大的网络以及市县到乡镇村的网络可根据实际情况设立若干个分前端，其网络结构包含一级光纤网（或传输网）、二级光纤网和电缆分配网。城域网络联接各分前端的一级光纤网络采用星型网或环型网络/物理连接星型结构，按并发选收方式传输；二级光纤网采用双星型或混合型网络/物理连接星型结构，电缆网络以树型结构为主。城域网络按双向传输方式建设；电缆分配网采用双向模块化结构，用户接入采用无源集中分配方式连接。柳城县有线电视用户约1万户，其城域网结构如图1所示。
2 EPON技术
2.1 EPON技术基础
EPON（Ethemet Passive Optical Network，以太网无源光网络），目前是一种流行的无源光纤接入网络技术。它采用无源光纤传输，单点到多点的结构，提供多种业务于以太网之上。执行IEEE802.3ah技术标准，在传输网络上按照以太网格式的报文，最大支持对称速率为1.25 Gbps。EPON技术在链路层使用的是以太网协议，在物理层使用的是PON技术，以太网接入上利用PON的拓扑结构来实现。因此，它具有对网络协议透明、节省光纤资源的特点，在光纤接入网中扮演着的角色越来越重要，正逐步成为高清视频监控的主要传输网络。
2.2 EPON系统组成
EPON由局端设备OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）、用户端设备ONU（Optical Network Unit，光网络单元）和光分路器ODN（Optical Distribution Network，光分配网）组成。OLT与ONU之间仅仅保留光缆、光分路器等无源器件，无需额外配备机房、无需电源、不需要对有源设备进行维护，可非常有效的节约建设成本和维护成本。
2.3 EPON传输方式
EPON使用WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）技术，采用下行1 490 nm、上行1 310 nm不同波长，实现在一根光纤传输上下行数据，而相互不影响。下行方向，OLT发出的信号以广播式发给所有用户，上行方向，各ONU采用时分复用TDMA（Time Division Multiple Access）技术。
下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽。EPON可以提供1.25 Gbit/s的上下行带宽，传输距离可达10～20 km，支持最大光分路比1：64，因此可有效降低主干光纤和OLT的成本压力。EPON采用以太网的传输格式同时也是用户局域网/驻地网的主流技术，消除了复杂的传输协议转换带来的成本因素，二者具有天然的融合性。
3 治安视频监控专网设计
3.1 项目概况
本文案例为柳城县天网二期治安高清视频监控系统建设项目。该项目由柳城县人民政府出资，广西广电网络柳城分公司承建，竣工后交由柳城县公安局使用。项目计划在柳城县县城及乡镇主要街道和人流密集区，建设142个高清监控点，监控摄像机像素达到200万，分辨率达到1 920×1 080，且带红外夜视功能，能实现24 h不分昼夜监控，并将监控图象传到柳城县公安局指挥中心机房，实现对监控目标的安全防范及智能管理。该项目建设周期为120个工作日。
3.2 承载网设计
柳城县治安高清视频监控系统（天网二期）在整体上由142个前端监控点采集视频图像信息，经广西广电网络柳城分公司提供的治安视频监控专网传入县城中心机房OLT设备，最后由汇聚层交换机接入柳城县公安局监控中心平台。
各派出所监控室也通过EPON网络连接到柳城县公安局监控中心平台，按分级授权取得所需的图像信息。柳城县天网二期治安高清视频监控系统基于广西广电网络公司IP城域网进行组网，网络结构分为三层，分别是核心层、汇聚层和接入层，系统结构，如图2所示。
①核心层：监控中心属于视频监控网的核心层，包括中心管理平台、存储转发服务器、控制服务器、电视墙等部分。监控中心与柳城县广电网络中心机房实现互联，采用以太网透传技术将所以监控点视频图像汇聚，实现对监控图像按局域网方式进行传输。
②汇聚层：汇聚层是视频监控网络的骨架，它从网络末端连接进入汇聚机房，采用IP以太网通过点到点的专用传输通道方式，传送到汇聚交换机来进行汇聚，汇聚机房到上一级核心层采用n×1 000 M电路进行汇聚上传。县城广电网络中心机房采用的是BDCOM P5900型号的OLT，这台天网治安监控系统专用OLT设备具备2个主控板、2个增强型业务槽和12个普通型业务槽，支持主控板及电源1+1备份，最大支持48个EPON接口，最大支持1：64分光比，系统最大可支持3 584个ONU接入，传输距离可达20 km。 ③接入层：接入层是视频监控网络的基础。终端监控点使用的是数字高清摄像机，所传输信号是采用H.264编码压缩技术的数字信号，视频信号接入ONU设备的10/100 M以太网接口，通过光纤和光分路器ODN接人附近机房OLT设备，实现视频图像全IP化传送。前端监控点采用BDCOM P1004C2型号的ONU，支持上下行对称的1 Gbps的PON传输速率，配合BDCOM系列的OLT设备可实现高达1：64的分光比，网络覆盖半径可达20 km；结合PON中继设备，可进一步将传输距离延伸至60 km。
3.3 ODN网络设计
ODN作为OLT和ONU之间提供光传输通道，从功能上可分为馈线光缆子系统、配线光缆子系统、入户线光缆子系统和光纤终端子系统。在ODN网络设计中，为了方便前期施工和后期维护，分路器通常选择功率等分型光分路器。合理设置光分路器可以有效提高光纤资源利用率。为了节约成本，提高柳城广电城域网光缆干线的利用率，本项目把主干光缆交接箱设为光缆分配点，放置一级光分路器；把光缆节点设为用户接入点，放置二级光分路器。
3.4 IP地址规划
IP地址规划主要涉及到网络资源有效利用和管理的问题，而如何有效利用IP已经成为IP地址规划最重要的问题，合理分配IP地址是网络有效利用和网络顺利运行的关键。
柳城县天网二期治安高清视频监控系统预分配IP网段：从172.44.28.1-172.44.51.255，共24个网段。
在监控网络规划中，每个物理区域设置为一个VLAN，为了保障网络的高性能和高可用，在具体VLAN规划时，同一个VLAN内的通信主机应该控制在50台以内，在同一个VLAN中设置单独的服务器。
4 结 语
随着国家“三网融合”政策不断推进，广电行业面临的竞争压力越来越大。
而通过EPON技术搭建在广电城域网光纤网络的治安视频监控系统必将成为广电运营商又一个新的增值业务。网络结构完善、覆盖面广、资源丰富的优势，将为广电运营商在“平安城市”建设中发挥更重要的作用。
参考文献：
[1] 孙焱，王佐，陈忠明.EPON技术在金湖县公安视频监控网的应用[J].中国有线电视，2014，（8）.
[2] 赖银汉.提高视频监控系统智能化的探讨[J].广东公安科技，2007，（3）.
[3] 林江.浅谈EPON技术在天网监控系统中的应用[J].视听，2013，（6）.