鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程傳輸方案分析

普天信息工程設(shè)計(jì)服務(wù)有限公司 劉寧 岳樹鵬

鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程前端監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)量大，分散且廣分布的特點(diǎn)增加了業(yè)務(wù)收斂和傳輸線路復(fù)雜度，此外，數(shù)據(jù)量大增，中心管理平臺(tái)壓力增大。對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及傳輸路由的選擇提出更高要求，本文就鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程綜合考慮建設(shè)、維護(hù)及管理的方便性，以縣、鄉(xiāng)、村三級(jí)傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、采用“PTN+OTN”聯(lián)合組網(wǎng)承載方案，對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程傳輸方案規(guī)劃起到指導(dǎo)作用。

0 引言

鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程是以縣、鄉(xiāng)、村三級(jí)綜治中心為指揮平臺(tái)，對(duì)天網(wǎng)工程實(shí)現(xiàn)延伸，更大監(jiān)控區(qū)域覆蓋面、更標(biāo)準(zhǔn)的互聯(lián)互通、更高效的目標(biāo)、更先進(jìn)維護(hù)手段，將治安防范監(jiān)控進(jìn)一步延伸至群眾身邊。

為了連通各前端監(jiān)控點(diǎn)和監(jiān)控中心等節(jié)點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻和應(yīng)用的高效率視頻管理和應(yīng)用的高效率，建立一套覆蓋所有視頻監(jiān)控點(diǎn)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)監(jiān)控中心的數(shù)字視頻監(jiān)控專網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)性能需要滿足視頻監(jiān)控的業(yè)務(wù)需求還應(yīng)滿足現(xiàn)有綜治業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，同時(shí)，還要滿足各監(jiān)控中心調(diào)用本區(qū)視頻監(jiān)控資源的要求。

傳輸網(wǎng)絡(luò)采用光纖專線的接入方式，承載數(shù)字視頻資源的接入、分發(fā)和存儲(chǔ)等。在建設(shè)視頻專網(wǎng)的同時(shí)，考慮到光纖敷設(shè)施工的復(fù)雜性和后期維護(hù)的難度，本方案建議依托于運(yùn)營商基礎(chǔ)資源建設(shè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)投資成本、時(shí)間周期成本的節(jié)約，同時(shí)，便于后期各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容和運(yùn)維。

1 基礎(chǔ)資源利用分析

鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程骨干層主要依托于運(yùn)營商自身強(qiáng)大的數(shù)據(jù)網(wǎng)和完善的傳輸網(wǎng)絡(luò)資源，采用專線方式為雪亮工程提供專線接入，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)資源建設(shè)的成本節(jié)約?；A(chǔ)資源包括機(jī)房、機(jī)房電源系統(tǒng)、機(jī)房傳輸設(shè)備、機(jī)房通信線路建設(shè)實(shí)施，通過綜合設(shè)計(jì)，減少該5大系統(tǒng)資源投入，從而實(shí)現(xiàn)投資成本、時(shí)間成本的節(jié)約。對(duì)后期精準(zhǔn)扶貧、智慧農(nóng)業(yè)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等服務(wù)提供基礎(chǔ)資源接入基礎(chǔ)。

2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程網(wǎng)絡(luò)方案

2.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程系統(tǒng)的建設(shè)，以縣、鄉(xiāng)、村三級(jí)綜治中心為指揮平臺(tái)，為應(yīng)對(duì)數(shù)量龐大的前端監(jiān)控點(diǎn)，以及越來越多的數(shù)據(jù)流量，緩解中心管理平臺(tái)的業(yè)務(wù)壓力，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)成多級(jí)中心架構(gòu)。

（1）綜治中心機(jī)房采用具有路由功能的數(shù)據(jù)中心級(jí)交換機(jī)作為核心交換機(jī)，并通過千兆光纖鏈路連接雪亮工程匯聚網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍內(nèi)的視頻監(jiān)控資源進(jìn)行接入和管理。（2）鄉(xiāng)鎮(zhèn)辦事處通過監(jiān)控專線實(shí)現(xiàn)對(duì)轄區(qū)行政村亮工程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)調(diào)用、管理權(quán)限范圍內(nèi)數(shù)據(jù)。（3）行政村通過接入監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)據(jù)訪問，同時(shí)下掛NVR存儲(chǔ)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，從存儲(chǔ)設(shè)備上直接調(diào)用、管理權(quán)限范圍內(nèi)數(shù)據(jù)。前端攝像機(jī)采集監(jiān)控區(qū)域的視頻信息后，通過傳輸網(wǎng)絡(luò)將視頻信號(hào)傳輸?shù)叫姓宕鎯?chǔ)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)選擇

PTN適合多業(yè)務(wù)的承載和交換，滿足靈活的組網(wǎng)調(diào)度和多業(yè)務(wù)傳送?？梢蕴峁┚W(wǎng)絡(luò)保護(hù)倒換功能，并且可對(duì)不同優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)設(shè)置不同保護(hù)方式。縣綜治中心、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府?dāng)?shù)據(jù)專線業(yè)務(wù)，采用PTN接入方案。

PON系統(tǒng)具備動(dòng)態(tài)帶寬分配（DBA）、ONU及業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)能力、用戶數(shù)量限制功能、線路加密功能、ONU異常發(fā)光檢測與處理、前向糾錯(cuò)（FEC）等能力。雪亮工程前端監(jiān)控點(diǎn)位為數(shù)據(jù)專線業(yè)務(wù)，采用GPON接入方案；

綜上，考慮到項(xiàng)目對(duì)傳輸專線帶寬顆粒、安全保障、后期擴(kuò)容升級(jí)的要求及全I(xiàn)P化的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，采用“PTN+OTN”聯(lián)合組網(wǎng)承載方案是最佳選擇，聯(lián)合組網(wǎng)兩種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)各取所長、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的最佳效果。

3 鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程傳輸方案

鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程網(wǎng)絡(luò)方案依據(jù)業(yè)務(wù)需求，從骨干層、匯聚層和接入層三個(gè)層面規(guī)劃設(shè)計(jì)搭建業(yè)務(wù)需求的網(wǎng)絡(luò)，充分考慮網(wǎng)絡(luò)的安全性、保密性、先行性、可擴(kuò)展性等因數(shù)并且綜合考慮到網(wǎng)絡(luò)的健壯性、設(shè)備的穩(wěn)定性以及后期的可擴(kuò)展性。前端監(jiān)控?cái)z像頭就近接入運(yùn)營商傳輸網(wǎng)，通過運(yùn)營商傳輸網(wǎng)將業(yè)務(wù)匯聚至綜治中心機(jī)房監(jiān)控平臺(tái)。

綜治中心雙節(jié)點(diǎn)雙上聯(lián)作為骨干層傳輸，對(duì)接雪亮工程綜治平臺(tái)，匯聚鄉(xiāng)鎮(zhèn)辦事處下轄所有監(jiān)控點(diǎn)數(shù)據(jù)，為各鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)綜治中心提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

鄉(xiāng)鎮(zhèn)辦事處作為匯聚層利用移動(dòng)現(xiàn)有基站環(huán)路，通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸、匯聚，以行政村為單位匯聚下轄所有監(jiān)控點(diǎn)位數(shù)據(jù)至鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府。

各行政村監(jiān)控點(diǎn)接入層由傳輸組成，作為末端數(shù)據(jù)接入基礎(chǔ)。

3.1 設(shè)備配置

3.1.1 綜治中心、鎮(zhèn)政府PTN設(shè)備配置

綜治中心接入運(yùn)營商中心機(jī)房PTN設(shè)備，綜治中心新增PTN設(shè)備至監(jiān)控平臺(tái)匯聚設(shè)備，實(shí)現(xiàn)客戶端數(shù)據(jù)通信。

鎮(zhèn)政府接入運(yùn)營商機(jī)房PTN設(shè)備，鎮(zhèn)政府新增1臺(tái)小型PTN設(shè)備至監(jiān)控平臺(tái)，小型PTN設(shè)備上聯(lián)至機(jī)房PTN再通過運(yùn)營商傳輸網(wǎng)絡(luò)至中心機(jī)房，數(shù)據(jù)傳輸至綜治中心機(jī)房，實(shí)現(xiàn)客戶端數(shù)據(jù)通信，如圖1所示。

圖1 綜治中心、鎮(zhèn)政府PTN接入拓?fù)銯ig.1 PTN access topology of comprehensive management center and town government

PTN設(shè)備是面向企業(yè)大客戶市場和分組傳送的新一代城域中型匯聚或接入傳送平臺(tái)。它應(yīng)用于面向ALL IP多業(yè)務(wù)綜合發(fā)展的分組承載網(wǎng)業(yè)務(wù)傳送方案，是定位于企業(yè)市場接入層或匯聚層的多業(yè)務(wù)接入盒式設(shè)備，與PTN系列其他產(chǎn)品共同組建端到端的城域分組傳送網(wǎng)絡(luò)。

PTN設(shè)備聚焦客戶在網(wǎng)絡(luò)IP化進(jìn)程中接入或匯聚層面臨的資源、成本、業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)，基于在業(yè)界領(lǐng)先的“Any Media”統(tǒng)一承載理念、為企業(yè)客戶提供高質(zhì)量的業(yè)務(wù)承載解決方案。

PTN設(shè)備支持10GE接口，滿足大帶寬業(yè)務(wù)場景；具有任意媒質(zhì)接入、高精度可商用頻率和時(shí)間同步、多業(yè)務(wù)統(tǒng)一處理、靈活插卡等多項(xiàng)獨(dú)特功能，配合簡單易用的高效網(wǎng)管系統(tǒng)，為客戶在降低建網(wǎng)TCO、節(jié)省帶寬成本、提高部署和運(yùn)維效率等方面提供最佳選擇。

3.1.2 村委會(huì)、監(jiān)控點(diǎn)PON設(shè)備配置

行政村村委會(huì)新增ONU，上聯(lián)至運(yùn)營商機(jī)房OLT設(shè)備，ONU敷設(shè)網(wǎng)線對(duì)接村委會(huì)NVR存儲(chǔ)設(shè)備。數(shù)據(jù)傳輸通過運(yùn)營商傳輸網(wǎng)絡(luò)至鎮(zhèn)政府，實(shí)現(xiàn)客戶端數(shù)據(jù)通信。監(jiān)控點(diǎn)新增ONU，上聯(lián)至運(yùn)營商機(jī)房OLT設(shè)備，ONU敷設(shè)網(wǎng)線對(duì)接監(jiān)控點(diǎn)攝像機(jī)。數(shù)據(jù)傳輸通過運(yùn)營商傳輸網(wǎng)絡(luò)至村委會(huì)，實(shí)現(xiàn)客戶端數(shù)據(jù)通信。

機(jī)房OLT設(shè)備定位為面向NGPON的下一代OLT平臺(tái)，滿足“更快、更廣、更智能”的超寬網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需求，為用戶打造更優(yōu)的業(yè)務(wù)連接體驗(yàn)。能夠提供更高的接入帶寬、可接入更多的終端用戶，有效的降低運(yùn)營投資成本，提供客戶理想的數(shù)據(jù)接入解決方案。

接入層ONU設(shè)備具備高性能、高可靠性、低能耗、易安裝、易維護(hù)可網(wǎng)管等特性，完美解決客戶終端數(shù)據(jù)接入。

3.2 傳輸線路建設(shè)

3.2.1 傳輸線路選擇

堅(jiān)持網(wǎng)絡(luò)高生存性的原則。在傳輸線路規(guī)劃和建設(shè)中，充分考慮各種人為及自然災(zāi)害等不安全因素，通過路由保護(hù)、光纖保護(hù)、設(shè)備保護(hù)等多種手段，保證基礎(chǔ)傳送網(wǎng)絡(luò)安全可靠。

在運(yùn)營商傳輸網(wǎng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合運(yùn)營商基站等現(xiàn)網(wǎng)資源，綜合考慮建設(shè)、維護(hù)及管理的方便性，從就近移動(dòng)基站、光交接箱等實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)接入，以滿足業(yè)務(wù)需求。本項(xiàng)目專線光纜線路建設(shè)遵循如下原則:

（1）光纜采用G.652D單模光纖，使用規(guī)格以12芯、24芯、48芯為主。光纜的芯數(shù)選擇結(jié)合已有線路資源，在滿足本工程所需的同時(shí)適當(dāng)考慮部分冗余纖芯，便于后期業(yè)務(wù)擴(kuò)容[1]。（2）所有客戶接入點(diǎn)敷設(shè)路由盡量沿靠主要街道、公路、橋梁等，以便于施工和維護(hù)。（3）光纜線路設(shè)計(jì)結(jié)合城市發(fā)展規(guī)劃，選擇安全、穩(wěn)定和便于施工的路由。（4）工程線路主要位于農(nóng)村，光纜建設(shè)主要采用架空方式敷設(shè)。

3.2.2 光纜線路主要路由方案

綜治中心作為骨干層傳輸匯聚節(jié)點(diǎn)，采用雙路由雙上聯(lián)接入運(yùn)營商機(jī)房方案，傳輸鏈路雙路由和雙上聯(lián)的接入組網(wǎng)方案，均可對(duì)單條光纜路由中斷起到業(yè)務(wù)保護(hù)作用。

鎮(zhèn)政府單路由接入運(yùn)營商機(jī)房，光纜線路路由根據(jù)網(wǎng)絡(luò)今后的擴(kuò)容、發(fā)展需要，以及便于維護(hù)施工的諸多方面考慮，光纜線路路由主要采用架空方式敷設(shè)安裝。

行政村主干光纜建設(shè)，移動(dòng)機(jī)房OLT下掛1∶4分光器，對(duì)接主干光纜敷設(shè)至村委會(huì)，村委會(huì)新增1∶8分光器。鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程前端監(jiān)控點(diǎn)位分散，傳輸距離較長，故采用1∶32分光比，以降低傳輸衰耗前端監(jiān)控點(diǎn)，通過新建光纜至各村委會(huì)，上聯(lián)1∶8分光器。

3.3 傳輸帶寬規(guī)劃

結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際需求，視頻傳輸專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)帶寬設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足前端設(shè)備接入、監(jiān)控中心互聯(lián)、用戶終端接入監(jiān)控中心的帶寬要求，并留有余量:

（1）視頻監(jiān)控前端接入線路滿足視頻監(jiān)控前端數(shù)據(jù)傳輸需求，同時(shí)考慮到網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中的開銷，全部攝像機(jī)應(yīng)提供4Mbps以上的接入帶寬；（2）行政村到傳輸骨干網(wǎng)應(yīng)滿足各級(jí)視頻調(diào)用需求，建議至少達(dá)到50兆以上；（3）鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要是調(diào)用視頻數(shù)據(jù)及中轉(zhuǎn)上傳，不做本地存儲(chǔ)，建議提供千兆以上的接入帶寬；（4）綜治中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備滿足服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備接入帶寬需求，傳輸帶寬至少達(dá)到萬兆以上。

4 結(jié)語

鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程主要依托于運(yùn)營商自身強(qiáng)大的數(shù)據(jù)網(wǎng)和完善的傳輸網(wǎng)絡(luò)資源，采用專線方式為雪亮工程提供傳輸接入，從而實(shí)現(xiàn)本工程對(duì)基礎(chǔ)資源建設(shè)的成本節(jié)約。

傳輸結(jié)構(gòu)依據(jù)業(yè)務(wù)需求，從骨干層、匯聚層和接入層三個(gè)層面規(guī)劃設(shè)計(jì)搭建業(yè)務(wù)需求的網(wǎng)絡(luò)，充分考慮網(wǎng)絡(luò)的安全性、保密性、先行性、可擴(kuò)展性等因數(shù)并且綜合考慮到網(wǎng)絡(luò)的健壯性、設(shè)備的穩(wěn)定性以及后期的可擴(kuò)展性[2]。

傳輸技術(shù)針對(duì)項(xiàng)目對(duì)傳輸專線帶寬顆粒、安全保障、后期擴(kuò)容升級(jí)的要求及全部IP化的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，采用“PTN+OTN”聯(lián)合組網(wǎng)的承載方案，兩種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)各取所長、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，達(dá)到最佳的承載效果。