基于無源光網絡技術的視頻監控系統

 

隨著現代城市朝多職能化發展，城市布局日趨復雜，地面監控點有上百、數百個甚至上千個，要保證職能部門能在第一時間掌握實時、清晰高品質的視頻圖像，就凸現出光纖資源的緊張。而且，在城市功能日趨強大和復雜的今天，重新敷設光纜不僅成本非常昂貴，各方的協調更是困難重重。鑒于此，該如何解決上述問題呢？

其實，在電信運營商的FTTH（光纖到戶）的建設中也遇到了同樣的問題。為了解決這一問題，充分發揮光纖的帶寬優勢、解決光纖資源緊張、提高網絡的健壯性，電信運營商選擇了PON（無源光網絡）技術。

 

不過，在運營商的PON網絡中，通常是傳輸以太網信號，如果是要承載視頻監控的話，也只能傳輸低帶寬的壓縮視頻信號，無法保證視頻質量。為了既能節省光纖，又能傳輸高質量的非壓縮視頻，VPON(Video over PON)概念應運而生，為“平安城市”監控點視頻接入提供了全新的解決方案。

PON的優點

 

PON（Passive Optical Network）即無源光網絡。一個無源光網絡包括一個安裝于中心控制站的光線路終端（OLT），以及一批配套的安裝于用戶場所的光網絡單元（ONU）。在OLT與ONU之間的光配線網（ODN）包含了光纖以及無源分光器或者耦合器。

 

無源光網絡從中心到駐地網之間不存在任何有源器件，取而代之的是將無源光器件插入到網絡中，并在整個路徑上通過分離光波長的功率來引導傳輸的流量。這種替換使得用戶不再需要向傳輸環路中的有源器件供能和保養，大大節約了用戶的成本。無源的分光器和耦合器只起到傳遞和限制光的作用，不需要供電和信息處理，而且具有不受限制的平均故障間隔時間(MTBF)，可以全面降低維護成本。

 

PON技術的優點主要體現在以下幾個方面：

 

·光纖接入網是最能適應未來發展的解決方案，特別是PON技術已被證明是當前綜合寬帶接入中非常經濟有效的方式。

·由于采用PON技術，整個光分配網是無源的，無源光網絡的體積小且設備簡單。與銅纜網相比，PON可減少維護運行費用，并徹底避免了電磁干擾和雷電干擾。

·PON的無源ONU(光網絡單元)無需供電，不僅免除了供電的一系列問題，而且可靠性優于有源設備。

·由于使用的是無源器件，共享光纖傳輸介質，整個光網絡的投資費用較低。

·PON在一定程度上對所使用的傳輸體制是透明的，升級起來比較容易。

 

PON技術已經成為業界公認的實現光纖到戶（FTTH）的**方案。PON技術采用點到多點拓撲結構，下行和上行分別通過TDM和TDMA方式傳輸數據。目前電信行業主要推廣的是EPON，即以太網封裝到PON，實現光纖寬帶入戶。

 

VPON的誕生

 

VPON在視頻監控中引進接入層***的光網絡概念PON，并用PON技術承載數字非壓縮視頻，是數字非壓縮視頻光端機技術與PON技術的完美結合，在組網形態、光纖資源、視頻質量、可靠性等諸多方面具有無可比擬的優越性，是一種全新的視頻接入層傳輸解決方案。

 

VPON定位于密集的視頻監控系統如“平安城市”建設的視頻接入層，是一種數字非壓縮視頻光纖傳輸系統，與微創光電數字非壓縮視頻光端機產品一起構成完整的視頻接入層解決方案。它既能滿足監控點密集情況下的各種組網要求，又能提供實時的、清晰的高品質視頻圖像。

 

VPON的特點

 

系統組成：系統由光網絡單元（ONU）、光線路終端（OLT）和無源光纖網絡組成。無源光分配網絡（ODN）由光纖和分光器組成，可以是無環的任意拓撲結構。

 

單個系統包含1臺OLT和最多8臺ONU。每個ONU能接入1路視頻信號，同時提供1個總線型前端控制數據通道、1個音頻通道和1個開關量通道。OLT接收全部ONU的信號并集中輸出。

 

根據需要還可以提供多路視頻接入的ONU，這時單個系統可接入的ONU個數會減少，而是以接入的視頻信號總數不超過8路為限。多路視頻信號接入的ONU可以通過軟件設置實際的視頻信號接入數量，輔助信號數量也同時調整，總線通道不受影響。

 

組網靈活：系統通過分光器和光纖組成多對一的無源光網絡（PON），可以根據前端的分布情況組成鏈形、星形和樹形網絡。按設計和試驗驗證，8個前端ONU可以支持在20km半徑范圍內的任意組網（非環形）。

 

擴容方便：可在系統中的干線光纖或支線光纖上的任意一點插入新的ONU，或者在系統中的干線光纖或支線光纖上的任意一點插入無源分路器后，分出若干段光纖后插入新的ONU。也支持在原ONU的后端再延長出一段光纖插入新的ONU。

 

可靠性高：系統所有設備都通過PON連接，PON由無源元件組成，不易受損，特性穩定。

 

系統不論采用哪種網絡形式，實際上還是接收端與各前端點到點的直接傳輸，因此前端故障不會對網絡造成影響。前端故障可包括前端掉電和設備故障，甚至還可以包括前端設備不穩定。實際上，VPON完全與點對點光端機組成的監控傳輸網具有相同的可靠性。

 

可指派輸出：可根據需要將特定ONU接入的信號設置到OLT端指定端口輸出。即可以實現一個完整PON系統內的視頻交換功能。

 

統一網管：系統遵循統一管理，除可實現系統內各機盤性能和告警參數的采集上報，還能夠對系統中前端ONU的工作時隙進行切換，并能夠對前端ONU進行啟動、暫停和注銷等操作。網管盤采用SNMP網管盤。

 

 

平臺兼容性強：同一平臺上的OLT可以與不同功能組合的ONU互通。目前已開發了VPON-1.25G平臺，平臺上可以支持各種不同型號的ONU產品，分別支持1路正向視頻、1路反向視頻、1路半雙工數據、1路雙向音頻、1路正向開關量、1路以太網等功能的組合。各種型號的ONU均可與此平臺的OLT完全互通，不影響ONU功能的發揮。

 

VPON的應用

   

“平安城市”視頻聯網

監控點可以接收來自派出所的圖像，實現可視對講報警。

特點：與點對點視頻光端機相比，大量節省光纖資源，可靠性高、網絡建設和擴容方便。

 

小區監控

小區物業可以插入本地上傳視頻。

特點：與點對點視頻光端機相比，大量節省光纖資源，可靠性強、網絡建設和擴容方便。

   

**五級網聯網(警務室聯網)

派出所與警務室間可以有雙向視頻通道、數據通道、音頻通道和以太網通道，可以實現雙向對講和計算機聯網，滿足警務室警務工作需要。

特點：與點對點視頻光端機相比，更節省光纖資源，可靠性更強、網絡建設和擴容方便。

 

結束語

VPON系統合理地解決現代城市監控點密集復雜，光纖資源緊張等問題，在組網形態、光纖資源、視頻質量、可靠性等諸多方面具有無可比擬的優越性，為“平安城市”視頻監控提供了**的網絡解決方案。