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EPON將成IP視頻監(jiān)控應(yīng)用主流

中國(guó)電信恩施分公司網(wǎng)絡(luò)建設(shè)部　胡玉輝 2009/02/24

　　由于EPON技術(shù)的成熟和其先天的優(yōu)勢(shì)，在建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，運(yùn)營(yíng)商可根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景選擇EPON技術(shù)，靈活實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端接入。

　　隨著全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)時(shí)代的到來(lái)，各種增值應(yīng)用層出不窮，用戶對(duì)個(gè)性化的業(yè)務(wù)需求也出現(xiàn)猛增現(xiàn)象。高清晰IPTV、視頻監(jiān)控等多種增值多媒體服務(wù)，將成為運(yùn)營(yíng)商收入的重要來(lái)源，同時(shí)，也必將對(duì)運(yùn)營(yíng)商構(gòu)建全業(yè)務(wù)寬帶網(wǎng)絡(luò)提出新的要求。

　　“平安城市”項(xiàng)目的大量啟動(dòng)，城市監(jiān)控、交通監(jiān)控等一系列遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控組網(wǎng)需求大量出現(xiàn)，視頻監(jiān)控、視頻通信等業(yè)務(wù)已經(jīng)成為運(yùn)營(yíng)商獲取利潤(rùn)的新興業(yè)務(wù)。

　　從視頻監(jiān)控技術(shù)角度來(lái)講，傳統(tǒng)的CATV已經(jīng)不能滿足應(yīng)用需求，IP視頻監(jiān)控技術(shù)逐漸成為了主流，而隨著應(yīng)用的不斷增加，IP視頻監(jiān)控的接入方式成為了更多關(guān)注的對(duì)象。視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)對(duì)上行帶寬需求較大，一般超過(guò)500K-3Mbit/s，終端設(shè)備數(shù)量大并且在一個(gè)區(qū)域內(nèi)呈分散分布，對(duì)接入網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性要求高。此外，由于此類業(yè)務(wù)主要用于公共安全防護(hù)和行業(yè)應(yīng)用，客戶對(duì)QoS的要求較高。由于EPON技術(shù)的成熟和其先天的優(yōu)勢(shì)，在建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，可根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景選擇EPON技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端接入。

　　承載系統(tǒng)建設(shè)需求分析

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　IP視頻監(jiān)控承載系統(tǒng)應(yīng)是能覆蓋整個(gè)城市的多功能、綜合性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，承載的主要是監(jiān)控實(shí)時(shí)視頻圖像、報(bào)警和存儲(chǔ)等業(yè)務(wù)。從系統(tǒng)構(gòu)成的主體類型上可分成前端監(jiān)控點(diǎn)、傳輸網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控中心和用戶終端四個(gè)組成部分。承載網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)上可分為前端監(jiān)控點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)、用戶終端接入網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控中心互連網(wǎng)絡(luò)三部分。

　　在各接入網(wǎng)絡(luò)部分，根據(jù)接入規(guī)模大小、地理位置的分布，可以采用一級(jí)或多級(jí)級(jí)連方式。監(jiān)控中心互連網(wǎng)絡(luò)可以采用樹(shù)型、環(huán)形、網(wǎng)狀等多種拓?fù)浞绞健?br />
　　技術(shù)特點(diǎn)

　　視頻監(jiān)控承載網(wǎng)絡(luò)屬于城域網(wǎng)，同樣用戶終端接入網(wǎng)絡(luò)也屬于城域網(wǎng)接入網(wǎng)。視頻監(jiān)控承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)除包含一般城域網(wǎng)技術(shù)特點(diǎn)外，視頻監(jiān)控接入網(wǎng)還有其獨(dú)特之處：

視頻監(jiān)控承載網(wǎng)絡(luò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的上行的帶寬要求比較高，視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)主要從監(jiān)控點(diǎn)往監(jiān)控中心傳送，單路上行帶寬在500K～3Mbps甚至更高，而目前主流的接入技術(shù)ADSL技術(shù)無(wú)法保證清晰視頻的實(shí)時(shí)上傳；

前端監(jiān)控點(diǎn)分布廣，并且呈不規(guī)則分布，這就需要網(wǎng)絡(luò)能夠覆蓋到，對(duì)網(wǎng)絡(luò)光纖線路的建設(shè)提出了較高的要求；

對(duì)于目前有較高視頻監(jiān)控建設(shè)需求的交通行業(yè)，組網(wǎng)需要利用最少的光纖資源組網(wǎng)，一般采用鏈形或樹(shù)形組網(wǎng)，如沿主干道路每一公里左右路口或公共場(chǎng)所設(shè)幾個(gè)接入點(diǎn)；這樣采用傳統(tǒng)的城域網(wǎng)以太網(wǎng)交換機(jī)的組網(wǎng)方式級(jí)連成本很高，維護(hù)將會(huì)非常困難；

接入點(diǎn)多，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)接入點(diǎn)少則幾百個(gè)，多則幾萬(wàn)個(gè)接入點(diǎn)，這種情況下用傳統(tǒng)的視頻距陣切換監(jiān)控點(diǎn)幾乎不可能，IP技術(shù)成為必然的選擇；

IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)與IP應(yīng)用緊密結(jié)合，由于存在著多個(gè)監(jiān)控中心同時(shí)實(shí)時(shí)查看一個(gè)點(diǎn)的視頻情況，一般會(huì)用IP技術(shù)解決，要求網(wǎng)絡(luò)具有極高的QOS支持能力。

　　IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用EPON技術(shù)的必要性

　　就數(shù)據(jù)接入網(wǎng)而言，視頻監(jiān)控不同于普通用戶的ADSL，下行帶寬較大，上行帶寬較小；而視頻監(jiān)控，上行信息用于將圖像信息傳遞到監(jiān)控中心，需求較大，每路視頻業(yè)務(wù)的帶寬需求往往在1～3M之間，下行帶寬主要是控制信號(hào)，信息量小，帶寬需求小。而且由于攝像頭分布較為廣泛，視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)還呈現(xiàn)出多點(diǎn)對(duì)一點(diǎn)的特點(diǎn)。

　　鑒于ADSL難以滿足視頻監(jiān)控發(fā)展需求，采用EPON平臺(tái)作為基礎(chǔ)構(gòu)建，傳輸距離可達(dá)數(shù)十公里，線路采用一個(gè)無(wú)源分路器實(shí)現(xiàn)多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)共享光纖，也可大幅度降低光纜采購(gòu)和建設(shè)成本。

　　而傳統(tǒng)的以太網(wǎng)交換機(jī)由于在光纖資源、維護(hù)、投資等方面的因素，也不能夠很好地滿足視頻監(jiān)控接入網(wǎng)的需求。

　　另外，采用EPON構(gòu)建視頻監(jiān)控平臺(tái)，除滿足視頻監(jiān)控需求外，還符合了運(yùn)營(yíng)商的“光進(jìn)銅退”策略�！叭蜓邸钡染W(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)正在向高清晰圖像傳輸?shù)姆较虬l(fā)展，而基于EPON的FTTH正是這一發(fā)展方向的主要基礎(chǔ)。

　　EPON解決方案無(wú)需額外的設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)施方便，而且該方案的接入速率可高達(dá)1000M，完全滿足各監(jiān)控點(diǎn)當(dāng)前和未來(lái)擴(kuò)容的容量需求。目前，各地在建設(shè)FTTx時(shí)，已經(jīng)把視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)作為推動(dòng)FTTx業(yè)務(wù)發(fā)展的一個(gè)主要因素。

　　解決方案

　　針對(duì)目前運(yùn)營(yíng)商及各行業(yè)用戶日益增長(zhǎng)的視頻監(jiān)控建設(shè)需求，提出了基于EPON的IP視頻監(jiān)控解決方案。解決方案采用烽火科技的EPON技術(shù)、IP圖像編解碼技術(shù)，IP存儲(chǔ)技術(shù)相結(jié)合的全I(xiàn)P化視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案，解決了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控解決方案的局限性，可以方便地實(shí)現(xiàn)監(jiān)控圖像信息遠(yuǎn)程多級(jí)調(diào)用和集中存儲(chǔ)，并且網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用可以無(wú)限地?cái)U(kuò)展，充分保護(hù)用戶的投資。

　　整體解決方案如下圖所示：

　　基于EPON的視頻監(jiān)控解決方案是通過(guò)EPON以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)將視頻編碼設(shè)備(DVS、IPC)部署在前端，并通過(guò)EPON接入網(wǎng)將IP化的視頻信號(hào)上傳，IP視頻流可以靈活地傳輸至多級(jí)監(jiān)控中心，多級(jí)監(jiān)控中心通過(guò)IP城域網(wǎng)絡(luò)連接，通過(guò)分布在各監(jiān)控中心的視頻解碼器將圖像轉(zhuǎn)化為模擬型號(hào)進(jìn)行輸出顯示。

　　所有監(jiān)控圖像可以直接存儲(chǔ)在總監(jiān)控中心的IP存儲(chǔ)設(shè)備當(dāng)中。整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的圖像調(diào)用不再依靠矩陣來(lái)進(jìn)行多級(jí)的交換，而是通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)軟件向視頻編碼器發(fā)出指令實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的任意位置的直接一級(jí)調(diào)用。

　　EPON技術(shù)作為一種FTTH的實(shí)現(xiàn)方案，它所實(shí)現(xiàn)的目的也正是實(shí)現(xiàn)高帶寬、多種應(yīng)用的光纖到戶，打造數(shù)字化家庭、數(shù)字化社區(qū)。烽火科技基于EPON的IP視頻監(jiān)控解決方案在應(yīng)用功能上也突出了這一點(diǎn)，例如系統(tǒng)具備手機(jī)監(jiān)控、基于WIFI、CDMA的無(wú)線編碼設(shè)備、小型家庭化的IPC等功能。

　　鏈接　基于EPON的IP視頻監(jiān)控解決方案優(yōu)勢(shì)

　　1)有效保證了網(wǎng)絡(luò)帶寬和網(wǎng)絡(luò)支持能力，解決了視頻大容量傳輸要求

　　EPON可以通過(guò)DBA(動(dòng)態(tài)帶寬算法)、DiffServ、PQ/WFQ、WRED等來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行帶寬分配。

　　2)提高了光纖資源的利用率，節(jié)省了大量光纖資源

　　EPON使得基于主干道可以多級(jí)級(jí)聯(lián)接入視頻監(jiān)控點(diǎn)。

　　3)網(wǎng)絡(luò)改造、擴(kuò)容靈活方便、可靠性高

　　原網(wǎng)絡(luò)中任意一段光纖均可插入新的監(jiān)控點(diǎn)，原網(wǎng)絡(luò)中任意光纖均可插入光分路器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)容。系統(tǒng)采用全無(wú)源ODN網(wǎng)絡(luò)，無(wú)源光器件故障率低，不易受外界環(huán)境干擾，分光器無(wú)需供電和維護(hù)。

　　4)視頻監(jiān)控圖像一次編碼壓縮傳輸，避免多次投資的浪費(fèi)

　　方案由于在攝像機(jī)前端完成了圖像的IP化，高速的骨干網(wǎng)絡(luò)完全可以保障對(duì)于時(shí)延的要求。

　　5)整個(gè)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放，靈活性高

　　基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的IP技術(shù)促使了利用視頻監(jiān)控平臺(tái)來(lái)擴(kuò)展全數(shù)字化應(yīng)用平臺(tái)。

　　6)實(shí)現(xiàn)一網(wǎng)多用，可以與OA網(wǎng)絡(luò)、語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)共用

　　基于EPON的視頻監(jiān)控不僅僅只是體現(xiàn)在工程技術(shù)的革新，更重要的是它還豐富了語(yǔ)音等綜合業(yè)務(wù)的發(fā)展途徑。

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