EPON將成IP視頻監(jiān)控應用主流
中國電信恩施分公司網(wǎng)絡建設部 胡玉輝 2009/02/24
由于EPON技術的成熟和其先天的優(yōu)勢，在建設視頻監(jiān)控系統(tǒng)時，運營商可根據(jù)不同的應用場景選擇EPON技術，靈活實現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端接入。
隨著全業(yè)務運營時代的到來，各種增值應用層出不窮，用戶對個性化的業(yè)務需求也出現(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，將成為運營商收入的重要來源，同時，也必將對運營商構建全業(yè)務寬帶網(wǎng)絡提出新的要求。
“平安城市”項目的大量啟動，城市監(jiān)控、交通監(jiān)控等一系列遠程視頻監(jiān)控組網(wǎng)需求大量出現(xiàn)，視頻監(jiān)控、視頻通信等業(yè)務已經(jīng)成為運營商獲取利潤的新興業(yè)務。
從視頻監(jiān)控技術角度來講，傳統(tǒng)的CATV已經(jīng)不能滿足應用需求，IP視頻監(jiān)控技術逐漸成為了主流，而隨著應用的不斷增加，IP視頻監(jiān)控的接入方式成為了更多關注的對象。視頻監(jiān)控業(yè)務對上行帶寬需求較大，一般超過500K-3Mbit/s，終端設備數(shù)量大并且在一個區(qū)域內呈分散分布，對接入網(wǎng)絡的擴展性要求高。此外，由于此類業(yè)務主要用于公共安全防護和行業(yè)應用，客戶對QoS的要求較高。由于EPON技術的成熟和其先天的優(yōu)勢，在建設視頻監(jiān)控系統(tǒng)時，可根據(jù)不同的應用場景選擇EPON技術來實現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端接入。
承載系統(tǒng)建設需求分析
系統(tǒng)結構
IP視頻監(jiān)控承載系統(tǒng)應是能覆蓋整個城市的多功能、綜合性網(wǎng)絡系統(tǒng)，承載的主要是監(jiān)控實時視頻圖像、報警和存儲等業(yè)務。從系統(tǒng)構成的主體類型上可分成前端監(jiān)控點、傳輸網(wǎng)絡、監(jiān)控中心和用戶終端四個組成部分。承載網(wǎng)絡在結構上可分為前端監(jiān)控點接入網(wǎng)絡、用戶終端接入網(wǎng)絡、監(jiān)控中心互連網(wǎng)絡三部分。
在各接入網(wǎng)絡部分，根據(jù)接入規(guī)模大小、地理位置的分布，可以采用一級或多級級連方式。監(jiān)控中心互連網(wǎng)絡可以采用樹型、環(huán)形、網(wǎng)狀等多種拓撲方式。
技術特點
視頻監(jiān)控承載網(wǎng)絡屬于城域網(wǎng)，同樣用戶終端接入網(wǎng)絡也屬于城域網(wǎng)接入網(wǎng)。視頻監(jiān)控承載網(wǎng)絡技術特點除包含一般城域網(wǎng)技術特點外，視頻監(jiān)控接入網(wǎng)還有其獨特之處：
- 視頻監(jiān)控承載網(wǎng)絡對網(wǎng)絡的上行的帶寬要求比較高，視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)主要從監(jiān)控點往監(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ADSL技術無法保證清晰視頻的實時上傳；
- 前端監(jiān)控點分布廣，并且呈不規(guī)則分布，這就需要網(wǎng)絡能夠覆蓋到，對網(wǎng)絡光纖線路的建設提出了較高的要求；
- 對于目前有較高視頻監(jiān)控建設需求的交通行業(yè)，組網(wǎng)需要利用最少的光纖資源組網(wǎng)，一般采用鏈形或樹形組網(wǎng)，如沿主干道路每一公里左右路口或公共場所設幾個接入點；這樣采用傳統(tǒng)的城域網(wǎng)以太網(wǎng)交換機的組網(wǎng)方式級連成本很高，維護將會非常困難；
- 接入點多，整個監(jiān)控系統(tǒng)接入點少則幾百個，多則幾萬個接入點，這種情況下用傳統(tǒng)的視頻距陣切換監(jiān)控點幾乎不可能，IP技術成為必然的選擇；
- IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)與IP應用緊密結合，由于存在著多個監(jiān)控中心同時實時查看一個點的視頻情況，一般會用IP技術解決，要求網(wǎng)絡具有極高的QOS支持能力。
IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用EPON技術的必要性
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)務的帶寬需求往往在1～3M之間，下行帶寬主要是控制信號，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)務還呈現(xiàn)出多點對一點的特點。
鑒于ADSL難以滿足視頻監(jiān)控發(fā)展需求，采用EPON平臺作為基礎構建，傳輸距離可達數(shù)十公里，線路采用一個無源分路器實現(xiàn)多個監(jiān)控點共享光纖，也可大幅度降低光纜采購和建設成本。
而傳統(tǒng)的以太網(wǎng)交換機由于在光纖資源、維護、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構建視頻監(jiān)控平臺，除滿足視頻監(jiān)控需求外，還符合了運營商的“光進銅退”策略。“全球眼”等網(wǎng)絡視頻監(jiān)控業(yè)務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。
EPON解決方案無需額外的設備，網(wǎng)絡結構簡單，實施方便，而且該方案的接入速率可高達1000M，完全滿足各監(jiān)控點當前和未來擴容的容量需求。目前，各地在建設FTTx時，已經(jīng)把視頻監(jiān)控業(yè)務作為推動FTTx業(yè)務發(fā)展的一個主要因素。
解決方案
針對目前運營商及各行業(yè)用戶日益增長的視頻監(jiān)控建設需求，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、IP圖像編解碼技術，IP存儲技術相結合的全IP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，可以方便地實現(xiàn)監(jiān)控圖像信息遠程多級調用和集中存儲，并且網(wǎng)絡和應用可以無限地擴展，充分保護用戶的投資。
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EPON以太無源光網(wǎng)絡將視頻編碼設備(DVS、IPC)部署在前端，并通過EPON接入網(wǎng)將IP化的視頻信號上傳，IP視頻流可以靈活地傳輸至多級監(jiān)控中心，多級監(jiān)控中心通過IP城域網(wǎng)絡連接，通過分布在各監(jiān)控中心的視頻解碼器將圖像轉化為模擬型號進行輸出顯示。
所有監(jiān)控圖像可以直接存儲在總監(jiān)控中心的IP存儲設備當中。整個監(jiān)控系統(tǒng)的圖像調用不再依靠矩陣來進行多級的交換，而是通過監(jiān)控系統(tǒng)軟件向視頻編碼器發(fā)出指令實現(xiàn)在網(wǎng)絡的任意位置的直接一級調用。
EPON技術作為一種FTTH的實現(xiàn)方案，它所實現(xiàn)的目的也正是實現(xiàn)高帶寬、多種應用的光纖到戶，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)控解決方案在應用功能上也突出了這一點，例如系統(tǒng)具備手機監(jiān)控、基于WIFI、CDMA的無線編碼設備、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
1)有效保證了網(wǎng)絡帶寬和網(wǎng)絡支持能力，解決了視頻大容量傳輸要求
EPON可以通過DBA(動態(tài)帶寬算法)、DiffServ、PQ/WFQ、WRED等來實現(xiàn)對每個監(jiān)控點進行帶寬分配。
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級聯(lián)接入視頻監(jiān)控點。
3)網(wǎng)絡改造、擴容靈活方便、可靠性高
原網(wǎng)絡中任意一段光纖均可插入新的監(jiān)控點，原網(wǎng)絡中任意光纖均可插入光分路器實現(xiàn)系統(tǒng)的擴容。系統(tǒng)采用全無源ODN網(wǎng)絡，無源光器件故障率低，不易受外界環(huán)境干擾，分光器無需供電和維護。
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
方案由于在攝像機前端完成了圖像的IP化，高速的骨干網(wǎng)絡完全可以保障對于時延的要求。
5)整個系統(tǒng)標準開放，靈活性高
基于開放標準的IP技術促使了利用視頻監(jiān)控平臺來擴展全數(shù)字化應用平臺。
6)實現(xiàn)一網(wǎng)多用，可以與OA網(wǎng)絡、語音網(wǎng)絡共用
基于EPON的視頻監(jiān)控不僅僅只是體現(xiàn)在工程技術的革新，更重要的是它還豐富了語音等綜合業(yè)務的發(fā)展途徑。
通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)
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