GPON技術(shù)在北京房山公安監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用方案

史家亮

【摘要】? ? 為進一步提高公安機關(guān)對于信息化條件下動態(tài)治安的掌控能力，創(chuàng)建和諧社會，打造平安城市，公安局同通信運營商合作進行社會治安監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)。本文從現(xiàn)網(wǎng)需求出發(fā)，通過GPON技術(shù)在公安監(jiān)控視頻網(wǎng)絡(luò)項目中的應(yīng)用論述，使讀者對運用GPON技術(shù)接入視頻監(jiān)控點的方案優(yōu)點有一個系統(tǒng)的了解。

【關(guān)鍵詞】? ? 監(jiān)控? ? GPON應(yīng)用

一、公安監(jiān)控項目需求

公安視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的部署涉及節(jié)點多、投資多、社會意義重大，項目啟動初期，北京聯(lián)通組建了含客戶經(jīng)理、建設(shè)部主管、網(wǎng)絡(luò)維護技術(shù)骨干的項目組，匯同公安局主管科室確定前期組網(wǎng)方案。確定基本需求如下：

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面：采用星形接入方式;接入點同匯聚點互通，接入點間無通信需求;

帶寬方面：接入點位帶寬要隨時滿足接入攝像頭的個數(shù)、清晰程度變化;區(qū)域節(jié)點、核心節(jié)點帶寬以GE為起點，隨同期接入點總數(shù)匯聚需求隨時擴容。

安全方面：專網(wǎng)專用，隔離于公網(wǎng)，嚴謹內(nèi)網(wǎng)信息泄露。物理隔離或VPN技術(shù)隔離均可。

通信質(zhì)量：傳輸視頻業(yè)務(wù)，要求時延小、抖動少。

網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍：路、桿、村、道均有接入需求。

二、公安監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

根據(jù)公安局前期項目需求，結(jié)合北京聯(lián)通房山區(qū)分公司現(xiàn)網(wǎng)資源，為此次“公安視頻監(jiān)控”項目組建了一套三級架構(gòu)、星形接入的網(wǎng)絡(luò)模型。三級架構(gòu)分別為中心平臺、二級平臺、接入點。全部采用光纖接入方式，就近接入城域網(wǎng)匯聚點，三級架構(gòu)間通過城域網(wǎng)MPLS技術(shù)互通，并同外網(wǎng)隔離。

中心平臺建設(shè)：北京市房山區(qū)公安局在總局設(shè)置視頻監(jiān)控指揮中心，作為此次“公安視頻監(jiān)控”項目中心平臺，裝有一臺以太網(wǎng)SW交換機，3*1000 Mb/s帶寬光纖直連到北京聯(lián)通房山分公司端局多業(yè)務(wù)路由器7609，滿足監(jiān)控中心能任意觀看到各分控中心和各監(jiān)控點位的監(jiān)控視頻信號。

二級平臺建設(shè)：房山區(qū)公安局內(nèi)保監(jiān)控中心，作為該項目的二級平臺，裝有一臺以太網(wǎng)交換機，100 Mb/s帶寬連接到房山聯(lián)通公司端局匯聚交換機，滿足二級平臺能任意觀看本級站監(jiān)控點位的監(jiān)控視頻信號。

接入點建設(shè)，房山區(qū)內(nèi)各監(jiān)控接入點，均以10Mb/s帶寬光纖連到聯(lián)通IP城域網(wǎng)至市公安局視頻監(jiān)控指揮中心。

三、公安監(jiān)控接入方案分析

3.1幾種接入方式的特性比較

確定項目需求后，還需要確認在本公司內(nèi)部采用何種接入方式、利用本地哪張支撐網(wǎng)來實現(xiàn)項目需求。本地網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，接入類型多種多樣。采用傳輸網(wǎng)或IP網(wǎng)接入，均能滿足用戶要求。但在項目建設(shè)難易程度、施工進度、后期維護、用戶感知等多方面存在差異，需要細致分析評估，確定本項目方案。本方案綜合考慮了傳輸網(wǎng)的數(shù)字電路、MSTP、以太網(wǎng)專線、GPON接入專線。

傳輸網(wǎng)數(shù)字電路、MSTP：網(wǎng)絡(luò)開銷小，點對點間帶寬透明，不存在網(wǎng)絡(luò)層瓶頸?？梢詽M足視頻業(yè)務(wù)傳輸在網(wǎng)絡(luò)時延、抖動方面的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求。但對接入光纜和傳輸設(shè)備的物理資源消耗極大，需要點到點間的全程全網(wǎng)覆蓋，單點投資較大，顯然不適用于本項目接入點多的需求。

數(shù)據(jù)網(wǎng)以太網(wǎng)專線：網(wǎng)絡(luò)開銷較大，存在一定的網(wǎng)絡(luò)層流量瓶頸，但可滿足視頻業(yè)務(wù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求。求部署較傳輸網(wǎng)的數(shù)字電路、MSTP來說，無需全程端到端連接，只需就近接入到局內(nèi)匯聚交換機即可。但同GPON接入比較，接入點到局內(nèi)匯聚點間的光纜接入消耗較大，且在IP地址規(guī)劃、局數(shù)據(jù)配置方面仍較GPON接入復(fù)雜，可考慮在GPON無法接入地區(qū)和平臺匯聚點地區(qū)來使用。

數(shù)據(jù)網(wǎng)GPON接入專線：網(wǎng)絡(luò)開銷、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量方面同以太網(wǎng)專線相同，但由于采用接入環(huán)網(wǎng)的技術(shù)特點，在相鄰接入點間只需一根用戶光纜即可實現(xiàn)多節(jié)點接入，網(wǎng)絡(luò)資源消耗較小，且上層數(shù)據(jù)隔離、數(shù)據(jù)傳輸同以太網(wǎng)專線完全相同，非常符合本項目特點。

3.2列舉兩種方式的投資及成本比較

圖表中詳列了傳統(tǒng)以太網(wǎng)方式和GPON接入的投資情況。接入部分：GPON方式接入照比傳統(tǒng)接入投資節(jié)省在配線和主干光纜上。 局端設(shè)備：GPON方式利用現(xiàn)有GPON口，幾乎沒有什么投資，而傳統(tǒng)方式接入需要安裝光電收發(fā)器，16槽機框、交換機會占用大部分投資。

采用傳統(tǒng)以太網(wǎng)方式接入平均點造價1.128萬，采用GPON接入方式平均點造價0.722萬，每個點節(jié)省0.406萬元，節(jié)約了36%的建設(shè)投資。

3.3方案確定

綜合考慮以上幾種接入方式的優(yōu)缺點，最終確定采用GPON專線接入，作為接入點接入的主要建設(shè)方案。采用以太網(wǎng)專線接入，作為平臺接入的建設(shè)方案。以太網(wǎng)專線、GPON接入專線同屬數(shù)據(jù)網(wǎng)，通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)該項目三級架構(gòu)間的互聯(lián)互通，無縫融合。此項目因采用了GPON接入專線來進行監(jiān)控點的接入，在滿足客戶需求的前提下，充分利用了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源迅速完成工程的建設(shè)，大大的減少了數(shù)據(jù)交換機、光纜等方面的新建投資。在減少了工程方面的成本投入的同時，極大的簡化了用戶的網(wǎng)絡(luò)維護工作量，對項目后期的維護成本也得到節(jié)省，成為項目建設(shè)方案的亮點。

四、公安監(jiān)控建設(shè)方案介紹

本次公安監(jiān)控工程接入點將采用GPON設(shè)備接入技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)承載方案，加入到公安監(jiān)控VPN網(wǎng)絡(luò)。

公安監(jiān)控VPN是基于IP城域網(wǎng)搭建的VPN，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)非常安全。北京聯(lián)通房山分公司負責(zé)視頻傳輸鏈路建設(shè)，充分利用了無處不在的寬帶城域網(wǎng)迅速完成系統(tǒng)的建設(shè)。采用多中心、分布式結(jié)構(gòu)，一方面顯著地提高了工作效率，利于系統(tǒng)的擴展和靈活部署，另一方面提高了系統(tǒng)的可靠性。當某一級中心出現(xiàn)問題時，其它的中心仍然可以可靠地工作，實現(xiàn)“局部故障不會在系統(tǒng)內(nèi)蔓延”。系統(tǒng)可以接入不同廠商的設(shè)備，為整合已有視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供了靈活的整合能力。

目前北京聯(lián)通房山區(qū)內(nèi)各接入局已有OLT設(shè)備資源，根據(jù)需要適當新建光纜交接箱資源，同時提高網(wǎng)絡(luò)接入能力。在上連光交箱內(nèi)根據(jù)點位數(shù)量新增1：32或1：16分光器。用戶接入段光纖采用6-12芯光纜新建，每個監(jiān)控點采用主備2芯光纜，終端設(shè)備ONT選用普通用戶使用的華為設(shè)備HG8240（對今后設(shè)備的維護非常有利）。在ONT上開通10M寬帶專線，實現(xiàn)公安監(jiān)控頭采集的數(shù)字化視頻圖像傳送到公安局指揮中心監(jiān)控平臺。

數(shù)據(jù)制作：聯(lián)通公司將在OLT和BAS上做VLAN劃分，采用QinQ方式，每用戶每終端每業(yè)務(wù)一個VLAN 。

ONT的開戶數(shù)據(jù)與普通GPON用戶相同。只是用不同的外層VLAN來區(qū)別業(yè)務(wù)流。

OLT局數(shù)據(jù)制作時要向上層交換機透傳外層VLAN信息。

在BAS上為用戶做單獨的域劃分，并寫入用戶指定IP地址段信息。（用戶實際IP由用戶自己規(guī)劃）BAS相應(yīng)端口上綁定并終結(jié)用戶的VLAN信息。

五、方案總結(jié)

北京聯(lián)通房山區(qū)分公司利用GPON技術(shù)解決公安監(jiān)控項目， 取得了比較明顯的效果，不僅大大節(jié)省了工程建設(shè)方面的投資，還提高了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。

每個光纜交接箱內(nèi)利用一芯主干光纜最大可解決32個監(jiān)控點上聯(lián)。極大緩解了光纜交接箱主干光纜纖芯緊張的現(xiàn)象，減少了大量的光纜交接箱和主干光纜的擴容投資。

傳統(tǒng)以太網(wǎng)專線最多可達64芯光纜和尾纖跳接的方式，GPON方式可以用1條尾纖的跳接替代。在節(jié)省光纜投資的同時，釋放了，節(jié)省大量光電收發(fā)器、城域網(wǎng)交換機端口，提高了城域網(wǎng)網(wǎng)交換機端口利用率，節(jié)省機房空間，解決了光纖分配架容量不足，光纖布放亂等問題。

利用GPON方式比傳統(tǒng)以太網(wǎng)專線方式網(wǎng)絡(luò)節(jié)點要少，且端局內(nèi)尾纖布放較少、較清晰，又有網(wǎng)管的支持，所以障礙處理相對簡單。有效解決光電轉(zhuǎn)換器無法進行集中監(jiān)控的缺點，減小了機房走線壓力，降低了用戶障礙率，提高了障礙處理速度，提升了用戶服務(wù)滿意度。

參? 考? 文? 獻

[1] YD 5206-2014《寬帶光纖接入工程設(shè)計規(guī)范》