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EPON安防監控技術方案

一、EPON技術介紹

EPON(Ethernet Passive Optical Network),以太無源光網路,是乙太網技術與PON技術完美結合的產物。它構建了一種純介質網路,消除了局端與使用者端之間的有源裝置,因而避免了外部裝置的電磁干擾和雷電影響,減少了線路和外部裝置的故障率,提高了系統的可靠性,同時節省了維護成本;EPON技術採用點到多點的使用者網路拓撲結構,利用光纖實現資料、語音和視訊的全業務接入的目的,大量減少了光纖及光收發器數量。

二、監控系統特點分析

1) 對上行的頻寬要求高,視訊監控資料主要從監控點往監控中心傳送,單路上行頻寬在500Kbps ~ 6Mbps甚至更高;而目前主流的接入技術ADSL技術無法保證清晰視訊的實時上傳,這樣可以基本排除xDSL技術;

2) 視訊監控前端監控點一般地域分佈廣,並且呈不規則分佈,這就需要網路能夠都覆蓋到,對網路光纖線路的建設提出了較高的要求;

3) 視訊監控的組網需要利用最少的光纖資源來組網,一般監控的佈線採用鏈型或樹形網,如企業內的各個樓層,路口,電梯等或道路交通監控等區域監控,組網的種類比較複雜;這樣採用傳統的都會網路乙太網交換機的組網方式會使成本很高,而且給維護帶了非常大的困難;

4) 視訊監控的接入點多,整個監控視訊系統接入點從十幾到幾萬不等,這種情況下采用傳統的視訊矩陣切換監控點基本不可能,IP技術勢必成為我們的選擇;

5) IP視訊監控系統與IP應用緊密結合,由於存在著多個監控中心同時實時檢視一點的視訊情況,一般會用IP組播技術解決;要求網路對於IP組播有很好的承載效能;

三、EPON解決方案

面對日益增長的視訊監控建設需求,提出了基於EPON的IP視訊監控解決方案。方案採用EPON中的ONU將部署在前端的視訊編碼裝置(DVS、IPC)的訊號給採集,在ONU中進行訊號處理,然後通過的EPON裝置靈活的傳輸至多級監控中心,多級的監控中心通過IP都會網路連線,然後接入的光纖在監控中心的終端箱中進行熔接,再通過監控中心的 EPON裝置中的OLT進行訊號轉換,解碼成模擬訊號傳輸到機房的NVR上,進行輸出顯示到電視牆。

所有監控影象可以直接儲存在總監控中心的IP儲存裝置當中。整個監控系統的影象呼叫不再依靠矩陣來進行多級的交換,而是通過監控系統軟體向視訊編碼器發出指令實現在網路的任意位置的直接一級呼叫。

EPON技術作為一種FTTH的實現方案,它所實現的目的也正是實現高頻寬、多種應用的光纖到戶,打造數字化家庭、數字化社群。

四、EPON優勢

1) 有效的保證了網路頻寬和網路支援能力,解決了視訊大容量傳輸要求

頻寬分配靈活,服務有保證。對頻寬的分配和保證都有一套完整的體系。EPON可以通過DBA(動態頻寬演算法)、DiffServ、PQ/WFQ、WRED等來實現對每個監控點進行頻寬分配,並保證每個監控點視訊流及使用者的QoS。

2) 降低網路建設成本

節省大量視訊同軸線纜和視訊光端機等裝置。較傳統方案建網成本更低。傳統的視訊監控系統大多是採用視訊同軸線纜,距離遠的採用視訊光端機+光纜+視訊光端機的形式傳送模擬訊號至視訊伺服器,而使用EPON技術後一個ONU可通過網線連線百米範圍內多個的IP攝像機,將每個攝像機的影象資訊通過光纜傳送至局端的視訊伺服器。我們公司的解決方案中,相對於傳統方案建網,所需裝置數量將大大減少。線纜數量也隨方案的變化減少許多。

3) 網路穩定性提高

EPON的IP視訊監控解決方案中的EPON ODN(光網路)全部是分光器及光纖,主要成分是玻璃,使用壽命長;沒有有源裝置,也就避免了停電、雷擊、過流過壓損壞等有源裝置的常見故障,網路可靠性高,顯著降低維護費用。傳統運程視訊監控系統的前端接入部分節點較多,為視訊故障多部分;而且,裝置都為有源裝置,故障率較高,我們公司在解決方案中將EPON技術的引入,會使該點的故障頻率大大降低。

4) 範圍廣闊

可提供0.5~20KM的遠距離視訊訊號接入,基本覆蓋中等規模城區的範圍;絕大多數的攝像機可直接通過光網路將影象資訊傳送至局方的視訊監控平臺。

5) 傳輸頻寬大

在方案中提供的ONU的頻寬可在2M~1Gbps間動態調整;每個ONU平均上行頻寬在30M左右,即一個OLT埠中(主幹光纖可帶240路視訊碼流);

6) 網路改造、擴容靈活方便

原網路中任意一段光纖均可插入新的監控點,原網路中任意光纖均可插入光分路器實現系統的擴容。同時,網路結構靈活,星形網路、鍊形網路、樹形網路,系統擴充套件能力強。

7) 視訊監控影象一次編碼壓縮傳輸,避免多次投資的浪費

基於EPON的視訊監控解決方案由於在攝像機前端完成了影象的IP化,因此在網路的任何位置瀏覽它都是一次傳輸,一次解壓的過程,高速的骨幹網路完全可以保障對於時延的要求。這種解決方案模式與傳統方案相比網路更加平面化,無需經過矩陣收斂後的二次電光轉化才能將影象資訊上傳至上級分中心和總中心。

8) 實現OA網路、語音網路共用

基於EPON視訊監控不僅僅只是體現在工程技術的革新,更重要的是它還豐富了語音等綜合業務的發展途徑。EPON視訊監控解決方案不但解決了數字監控接入平臺的需求,而且能夠提供語音等綜合業務,可以將各個監控點的影象訊號傳送到監控中心,還可以接入監控點的語音業務。

五、方案原理拓撲圖

本方案中視訊監控訊號通過ONU匯聚至OLT上,繼而通過中心機房的交換機傳輸至監控端的NVR。

上述圖例說明:

總機房:包含硬碟錄影機(NVR選配),交換機(選配),光線路終端OLT裝置,機架式終端箱,光纖跳線,尾纖,介面卡等。

1. NVR裝置經UTP雙絞線跳接至交換機上;

2. UTP雙絞線將交換機跳接至OLT裝置的PON口上;

3. 光纖跳線將OLT的PON口跳接至機架式終端箱上

4. 機架式終端箱的另一端跳接尾纖

5. 2根尾纖與2芯光纜直熔接至各個工廠(其中1芯沒接PON口的備份)

方案一:包含壁掛式終端箱,1:32盒裝分路器,光纖跳線,快速聯結器,介面卡,皮線光纜等。

1. 從機房出來的2芯光纜經進纜口進入到壁掛式終端箱

2. 2芯光纜與2根尾纖直熔接到介面卡的一端

3. 1:32盒裝分路器的IN口接到其中一個介面卡另一端

4. 1:32盒裝分路器的OUT口接到其它介面卡的一端

5. FTTH下行蝶形皮線光纜的一端經快速連線頭成端,固定在其他介面卡面板的另一邊

6. 將FTTH下行蝶形皮線光纜鋪設至工廠各個ONU端

方案二:包含壁掛式終端箱,1:16盒裝分路器,光纖跳線,快速聯結器,介面卡,皮線光纜等。

1. 從機房出來的2芯光纜經進纜口進入到壁掛式終端箱

2. 2芯光纜與2根尾纖直熔接到介面卡的一端

3. 1:16盒裝分路器的IN口接到其中一個介面卡另一端

4. 1:16盒裝分路器的OUT口接到其它介面卡的一端

5. FTTH下行蝶形皮線光纜的一端經快速連線頭成端,固定在其他介面卡面板的另一邊

6. 將FTTH下行蝶形皮線光纜鋪設至工廠各個ONU端

方案三:包含壁掛式終端箱,1:8盒裝分路器,光纖跳線,快速聯結器,介面卡,皮線光纜等。

1. 從機房出來的2芯光纜經進纜口進入到壁掛式終端箱

2. 2芯光纜與2根尾纖直熔接到介面卡的一端

3. 1:8盒裝分路器的IN口接到其中一個介面卡另一端

4. 1:8盒裝分路器的OUT口接到其它介面卡的一端

5. FTTH下行蝶形皮線光纜的一端經快速連線頭成端,固定在其他介面卡面板的另一邊

6. 將FTTH下行蝶形皮線光纜鋪設至工廠各個ONU端

方案四:包含壁掛式終端箱,1:8盒裝分路器,光纖跳線,快速聯結器,介面卡,皮線光纜等。

1. 從機房出來的2芯光纜經進纜口進入到壁掛式終端箱

2. 2芯光纜與2根尾纖直熔接到介面卡的一端

3. 1:8盒裝分路器的IN口接到其中一個介面卡另一端

4. 1:8盒裝分路器的OUT口接到其它介面卡的一端

5. FTTH下行蝶形皮線光纜的一端經快速連線頭成端,固定在其他介面卡面板的另一邊

6. 將FTTH下行蝶形皮線光纜鋪設至工廠各個ONU端

ONU端包含ONU,光纖跳線器等。

1. 皮線光纜的另一端經快速連線頭成端連線ONU的PON口;

2. UTP雙絞線將ONU的FE口跳接至IP攝像頭上

Reference:科技日報

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