淺析“智慧校園一鍵報(bào)警 ”系統(tǒng)接入廣電組網(wǎng)的應(yīng)用

摘要：本文以建設(shè)需求單位發(fā)起的“智慧校園安保一鍵報(bào)警”項(xiàng)目為例，演示通過在學(xué)校保安亭安裝“一鍵報(bào)警”系統(tǒng)，切實(shí)強(qiáng)化校園安全管理，充分保障廣大師生的生命財(cái)產(chǎn)安全，構(gòu)建平安校園的過程，闡述了廣電組網(wǎng)方式在“智慧校園安保一鍵報(bào)警”系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智慧校園；一鍵報(bào)警；廣電組網(wǎng)；接入網(wǎng)技術(shù)

建設(shè)需求單位發(fā)起“智慧校園安保一鍵報(bào)警 ”項(xiàng)目，通過在全區(qū)數(shù)百個(gè)學(xué)校點(diǎn)位安裝“一鍵報(bào)警”系統(tǒng)，支持緊急情況下一鍵即可通過廣電網(wǎng)絡(luò)傳輸直達(dá)建設(shè)需求單位報(bào)警智慧中心，實(shí)現(xiàn)語音與視頻數(shù)據(jù)互通，從而切實(shí)強(qiáng)化校園安全管理，充分保障廣大師生的生命財(cái)產(chǎn)安全，構(gòu)建平安校園。

一、廣電接入網(wǎng)概述

目前，大部分廣電網(wǎng)絡(luò)按照新建網(wǎng)絡(luò)、改造網(wǎng)絡(luò)和升級網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類，以新建成小區(qū)為主的新建網(wǎng)絡(luò)采用 FTTH（光纖到戶）薄覆蓋模式，以老舊小區(qū)為主的需改造或升級為HFC網(wǎng)絡(luò)。

（一） FTTH 模式

FTTH（光纖到戶）覆蓋模式采用 PON（無源光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)。PON是一種P2MP（點(diǎn)對多點(diǎn)）的光接入系統(tǒng)，具備節(jié)省光纖資源、ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）無需供電、用戶接入方便等優(yōu)勢，支持語音和視頻等不同類型數(shù)據(jù)傳輸，真正做到了三網(wǎng)合一，是目前廣電大力推行的光纖網(wǎng)絡(luò)覆蓋接入技術(shù)。

1. PON 系統(tǒng)基本原理

PON是指 OLT（光線路終端）和 ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）之間的 ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）全部采用無源設(shè)備的光接入網(wǎng)絡(luò)。PON 系統(tǒng)采用 WDM（密集波分復(fù)用）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸。在這種技術(shù)中，不同波長的光信號在同一根光纖中傳輸，上行和下行的數(shù)據(jù)分別使用不同的波長，從而有效地提高了光纖的傳輸容量和效率。

2. PON 典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

PON系統(tǒng)主要由 OLT、ODN和 ONU三部分組成。其中，ODN不包含有源設(shè)備，OLT至 ONU之間通過光分路器連接形成 P2MP的結(jié)構(gòu)。OLT 位于中心機(jī)房，是整個(gè) PON 系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)與上層網(wǎng)絡(luò)的連接和對 ONU 的管理和控制。ODN 則由光纖、光分路器等無源器件組成，負(fù)責(zé)將光信號從 OLT 分配到各個(gè) ONU。ONU 位于用戶端，負(fù)責(zé)將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，為用戶提供各種業(yè)務(wù)接口。

（二） HFC 模式

HFC即混合光纖同軸網(wǎng)絡(luò)，是以光纖為骨干網(wǎng)絡(luò)，以同軸電纜為分支網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)?；贖FC網(wǎng)的 Cable Modem（電纜調(diào)制解調(diào)器）技術(shù)，利用有線電視的同軸電纜實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)功能，支持語音、視頻、數(shù)據(jù)等的傳輸，曾是國內(nèi)廣電行業(yè)的主流網(wǎng)絡(luò)體系，本文不做過多贅述。 HFC 網(wǎng)絡(luò)具有一定的優(yōu)勢，例如，其可以利用現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，能夠降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。同時(shí)，同軸電纜在傳輸高頻信號方面具有較好的性能，能夠提供較高的帶寬。HFC 網(wǎng)絡(luò)也存在一些局限性，如信號容易受到干擾、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)難度較大等。

二、廣電接入網(wǎng)組網(wǎng)應(yīng)用

“智慧校園安保一鍵報(bào)警 ”項(xiàng)目一期規(guī)劃了234個(gè)學(xué)校點(diǎn)位，需將學(xué)校點(diǎn)位的視頻及通話傳輸至區(qū)建設(shè)需求單位接警平臺及運(yùn)維管理平臺，實(shí)現(xiàn)語音與視頻數(shù)據(jù)互通。

（一）系統(tǒng)概述

在每個(gè)學(xué)校主出入口旁保安室安裝“一鍵報(bào)警”系統(tǒng)，包含系統(tǒng)控制箱、一鍵報(bào)警面板、4路攝像頭、POE交換機(jī)、NVR（網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)）、接入交換機(jī)、路由器、漏電保護(hù)器、防雷器、繼電器、電池等，實(shí)現(xiàn)對校內(nèi)、校外、主出入口及一鍵報(bào)警面板處畫面的實(shí)時(shí)錄制，并通過廣電網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通至建設(shè)需求單位后臺服務(wù)器。緊急情況下，只需一次按鍵，現(xiàn)場聲畫即可同步至建設(shè)需求單位報(bào)警智慧中心大屏。這些設(shè)備相互協(xié)作，共同保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和高效性能。系統(tǒng)控制箱作為核心控制單元，對整個(gè)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行集中管理和控制；一鍵報(bào)警面板提供了快速觸發(fā)報(bào)警的便捷方式，確保工作人員在緊急情況下能夠迅速響應(yīng)；4路攝像頭全方位地監(jiān)控學(xué)校的關(guān)鍵區(qū)域；POE交換機(jī)為攝像頭提供電力和數(shù)據(jù)傳輸支持；NVR 負(fù)責(zé)對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和管理；接入交換機(jī)和路由器則實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的連接和數(shù)據(jù)的路由轉(zhuǎn)發(fā)；漏電保護(hù)器保障了設(shè)備的用電安全；防雷器用于防止設(shè)備遭雷擊損害；繼電器和電池為系統(tǒng)在突發(fā)情況下提供可靠的備用電源。

（二）網(wǎng)絡(luò)接入思路

因項(xiàng)目所在地的廣電現(xiàn)有運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)是HFC 與FTTH 并行，項(xiàng)目組根據(jù)項(xiàng)目需求對既有網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行勘測摸底，同時(shí)綜合考慮進(jìn)度、成本、質(zhì)量等多方面因素，最終決定該項(xiàng)目組網(wǎng)采用HFC同軸接入方式為主，F(xiàn)TTH 接入方式為輔。經(jīng)過前期驗(yàn)證測試，采用 FTTH 接入方式，從各學(xué)校點(diǎn)位到建設(shè)需求單位后臺時(shí)延≤4ms，采用HFC同軸接入方式，從各學(xué)校點(diǎn)位到建設(shè)需求單位后臺時(shí)延≤15ms，兩種網(wǎng)絡(luò)模式均穩(wěn)定、可靠。

1.廣電 FTTH 組網(wǎng)

將廣電光纜敷設(shè)至校園“智慧校園安保一鍵報(bào)警”系統(tǒng)控制箱內(nèi)并安裝 ONU，通過ONU分配固定 IP，聯(lián)通至區(qū)建設(shè)需求單位后臺服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖1所示。在 FTTH 組網(wǎng)中，光纜的敷設(shè)是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。需要根據(jù)學(xué)校的實(shí)際地理環(huán)境和建筑布局，合理規(guī)劃光纜的路徑，確保信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。同時(shí)，ONU 的安裝位置和配置也需要精心設(shè)計(jì)，以滿足學(xué)校點(diǎn)位的帶寬需求和網(wǎng)絡(luò)性能要求。

2.廣電 HFC 組網(wǎng)

將廣電同軸電纜敷設(shè)至校園“智慧校園安保一鍵報(bào)警”系統(tǒng)控制箱內(nèi)并安裝 Cable Modem，通過CM分配固定IP，聯(lián)通至區(qū)建設(shè)需求單位后臺服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

在HFC 組網(wǎng)中，同軸電纜的質(zhì)量和性能對信號傳輸有著重要影響。在敷設(shè)過程中，要注意避免電纜的彎曲過度、損傷和干擾，確保信號的強(qiáng)度和質(zhì)量。Cable Modem 的安裝和配置也需要專業(yè)人員進(jìn)行操作，以保障其與網(wǎng)絡(luò)的兼容性和穩(wěn)定性。

此外，為了確保兩種接入方式的無縫切換和互補(bǔ)使用，還需要在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中設(shè)置相應(yīng)的智能切換機(jī)制和備份鏈路。當(dāng)一種接入方式出現(xiàn)故障或性能下降時(shí)，系統(tǒng)能夠自動切換到另一種接入方式，從而保障報(bào)警信號的及時(shí)傳輸。同時(shí)，定期對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)測和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決潛在的問題，也是保證“智慧校園一鍵報(bào)警”系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵措施。

在網(wǎng)絡(luò)安全方面，由于涉及學(xué)校的安全數(shù)據(jù)和建設(shè)需求單位的接警平臺，必須采取嚴(yán)格的安全防護(hù)措施。包括設(shè)置防火墻、加密傳輸數(shù)據(jù)、進(jìn)行用戶認(rèn)證和授權(quán)等，以防止非法訪問和數(shù)據(jù)泄露。同時(shí)，建立應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，確保一旦發(fā)生網(wǎng)絡(luò)安全事件，相關(guān)部門和人員能夠迅速采取措施進(jìn)行處理，從而將損失與安全風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

在系統(tǒng)的運(yùn)維管理方面，需要建立一套完善的運(yùn)維管理體系。包括對設(shè)備的定期巡檢、故障排除、性能優(yōu)化、軟件升級等工作。通過遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)掌握各個(gè)學(xué)校點(diǎn)位的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題。同時(shí)，對運(yùn)維人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，提高其技術(shù)水平和應(yīng)急處理能力，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和高效服務(wù)。

三、廣電網(wǎng)絡(luò)接入的優(yōu)勢

廣電網(wǎng)絡(luò)接入以其覆蓋廣、建設(shè)周期短、安全性高和拓展性強(qiáng)等優(yōu)勢，為“智慧校園一鍵報(bào)警”系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和高效發(fā)展提供了有力的支撐，為構(gòu)建平安校園奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（一）覆蓋廣，建設(shè)周期短

經(jīng)過長期的發(fā)展和積累，廣電網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)擁有了廣泛的覆蓋范圍，能夠延伸至許多偏遠(yuǎn)地區(qū)。這意味著在進(jìn)行“智慧校園安保一鍵報(bào)警”項(xiàng)目部署時(shí)，無需從零開始大規(guī)模鋪設(shè)新的線路，大大減少了基礎(chǔ)建設(shè)的時(shí)間和成本。即使是在相對偏遠(yuǎn)的學(xué)校，也能夠迅速接入廣電網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)報(bào)警系統(tǒng)的快速搭建。而且，由于現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施相對完善，新學(xué)?；蛐聟^(qū)域能夠以較短的時(shí)間完成網(wǎng)絡(luò)接入工作，從而能夠迅速滿足校園安全保障的需求。

（二）安全性高

廣電網(wǎng)絡(luò)在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，采用了專用的網(wǎng)絡(luò)通道，與公共互聯(lián)網(wǎng)相隔離。這有效地降低了數(shù)據(jù)被竊取、篡改或遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。“智慧校園一鍵報(bào)警”系統(tǒng)涉及師生個(gè)人信息和校園的其他信息，數(shù)據(jù)的安全性至關(guān)重要。廣電網(wǎng)絡(luò)的專網(wǎng)特性能夠確保這些敏感信息在傳輸過程中的保密性和完整性，為校園安全提供堅(jiān)實(shí)的保障。與政數(shù)局平臺的對接也進(jìn)一步增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的安全性和規(guī)范性，使得報(bào)警信息能夠在合規(guī)、安全的框架內(nèi)得到高效處理和響應(yīng)。

（三）拓展性強(qiáng)

隨著科技的不斷進(jìn)步和校園安全需求的日益增長，“智慧校園一鍵報(bào)警”系統(tǒng)需要不斷升級和擴(kuò)展功能。廣電網(wǎng)絡(luò)具備良好的拓展性，能夠輕松應(yīng)對新增需求。例如，未來可以增加更多的監(jiān)控設(shè)備、引入智能分析算法、實(shí)現(xiàn)與其他安防系統(tǒng)的集成等。廣電網(wǎng)絡(luò)能夠提供足夠的帶寬和靈活的配置選項(xiàng)，以滿足這些新增的需求。而且，其技術(shù)架構(gòu)具有開放性和兼容性，能夠與新興的技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行無縫對接，使得系統(tǒng)能夠持續(xù)升級和完善，始終保持在校園安全保障的前沿。

綜上所述，廣電網(wǎng)絡(luò)接入以其覆蓋廣、建設(shè)期短、安全性高和拓展性強(qiáng)等優(yōu)勢，為“智慧校園一鍵報(bào)警”系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和高效發(fā)展提供了有力的支撐，為構(gòu)建平安校園奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

四、結(jié)束語

本項(xiàng)目凝聚了公司資源及各設(shè)備廠家的力量。經(jīng)過多次技術(shù)評審、多方溝通協(xié)調(diào)及共同落實(shí)推進(jìn)，在群策群力之下，項(xiàng)目組順利完成了相關(guān)技術(shù)方案的編制及設(shè)備選型工作。項(xiàng)目組深挖終端路由器及后臺防火墻設(shè)備自帶的 VPN 功能，利用廣電城域網(wǎng)建立 VPN 隧道，最終實(shí)現(xiàn)同軸 VPDN 與光貓 VPN 混合組網(wǎng)，既節(jié)省了項(xiàng)目投資，又保障了項(xiàng)目的高效落地。未來，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用需求的不斷變化，“智慧校園一鍵報(bào)警”系統(tǒng)還有望進(jìn)一步升級和完善。總之，“智慧校園一鍵報(bào)警”系統(tǒng)的建設(shè)是保障校園安全的重要舉措，廣電接入網(wǎng)的合理組網(wǎng)應(yīng)用為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力支撐。相信通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新和優(yōu)化，其將為廣大師生創(chuàng)造更加安全、和諧的校園環(huán)境。

作者單位：謝君 深圳市天威視訊股份有限公司福田分公司

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