向左走，向右走， 视频监控网络系统组网规划设计之我见

　　文/刘本军 杨君 万波

　　湖北三峡职业技术学院互联网教研室主任

　　中船重工七一〇研究所高级工程师

　　宜昌市夷陵区政务服务和大数据管理局网络工程师

　　摘  要

　　目前，视频监控网络应用的场景越来越广泛，并不局限于公共安全，已拓展至智慧交通、可视化管理、物联网及相关行业应用等广大领域，覆盖公共区域、楼宇、园区等诸多场景。

　　随着PON产业链的不断成熟，基于PON组网的网络解决方案已经在各个视频监控场景中开始应用，“企图”全面替代现有的交换机组网解决方案。视频监控网络和传统普通网络还存在一定的区别，笔者和大家一起探讨交流下，在视频监控网络在系统组网规划设计中，究竟是选择传统的交换机组网，还是PON组网的方式。

　　PON（Passive Optical Network：无源光纤网络）是一种点到多点的无源光纤网络组网技术，是指ODN（Optical Distribution Network：光分配网络）中不含有任何电子器件及电子电源，全部由POS（Passive Optical Splitter：无源分光器）等无源光器件组成，和传统的交换机组网方式区别是ODN中不需要有源电子设备。

　　PON网络包括一个安装于中心控制站的OLT（Optical Line Terminal:光线路终端），以及一批配套的安装于用户场所的ONUs（Optical Distribution Network:光网络单元），在OLT与ONU之间的ODN

　　光配线网络包含了光纤以及无源分光器或者耦合器等,如图1所示。

　　图1  PON网络

　　按承载的内容，PON主要分为以下三种：基于ATM的无源光网络（APON），基于Ethernet(以太网)的以太无源光网络（EPON），基于GFP(通用成帧规程)的吉比特无源光网络（GPON）。

　　目前广泛使用的PON技术主要是EPON和GPON，两种技术各有千秋，不管是EPON还是GPON，与使用传统的交换机组网技术相比，PON组网技术的优势主要体现在以下几个方面：

　　（1）传统使用以太网交换机组网方式构建的网络一般分为核心层、汇聚层和接入层三层架构，与之相比，PON组网可以通过OLT、ONU替换汇聚层和接入层的交换机，从而在逻辑上把汇聚层和接入层合并成为一个用户接入层，如图2所示。因此从网络架构层数上来看，PON组网方式的扁平化网络管理更为简单，同时借助于无源分光器，通过对光信号的耦合、分支和分配，使PON网络拥有了不错的扩展能力，所以网络比较容易扩展和升级。

图2  交换机组网与PON组网对比

　　（2）PON组网采用的是点对多点（P2MP）的无源光网络，如图3所示，和点对点的光纤组网方式中光纤收发器需要提供稳定可靠的电源输入对比，只有局端的OLT设备为有源设备，中间设备均为无源设备，由于在局端与用户端之间不需电源，没有有源电子器件，因此减少了线路和外部设备的故障率，简化了供电配置和网管复杂度，提高了系统可靠性，节省了维护成本。同时PON组网方式得益于无源设备无需取电，没有发热的优势，不用考虑配套的空调制冷设备，从而降低了系统的整体能耗，更加绿色节能和环保。

　　（3）PON组网采用的是一种点到多点（P2MP）的网络结构，可以通过分光器一级分光或是二级分光，以扇形的结构来节省有限的主干光缆资源，来服务于数量众多的终端用户，所有的信号处理功能均在交换机和用户端设备完成，终端用户通过共享局端设备和光纤的方式，有效的节省了项目的整体投资。PON组网方式的传输距离虽然比有源光网络（点对点光纤组网方式）传输距离要短一些，覆盖的范围要小一些，但是它的总体造价低，桥架管孔利用率高，网络设备集中放置,无须另外建设机房，故障点少,网络建设和维护相对容易一些。

图3  点对点光纤组网与点对多点PON组网方式对比

　　（4）PON组网是光介质网络，与传统的铜缆介质网络相比，不受外部电磁信号的干扰，能有效的避免电磁干扰和雷电影响，更适合在自然条件恶劣的地区和场景中使用，同时光介质网络不存在信号的泄漏，具有较好的保密性，信息不易被窃听或截取。

　　（5）视频监控类项目一般终端数量从多且分布广泛，随着高清化、智能化、网络化、数字化以及多方频繁共享视频流的需求，同时部分用户有高清（4K/8K）视频会议、无线投屏（瞬间投屏高带宽）的需求，对网络上、下行带宽的要求越来越高。PON组网方式可以提供较大的带宽，EPON可以提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽，并且随着以太技术的发展可以升级到10Gb/s，GPON可以提供2.5Gb/s的带宽，最新的XGSPON可以做到OLT上单端口10G上下行对称，符合视频监控大带宽、高质量和高稳定的海量多场景接入需求。

　　（6）PON组网方式的业务透明性较好，可适用于多种制式和速率的信号，包括传统业务（普通旧式电话服务POTS、模拟电视）和宽带业务（IP语音传输、IP数字电视、网络电视、视频监控网络等），都可以共享一个网络接入（包括物理层和协议层），不必使用不同的接入网分别为他们提供服务，因而为复杂场景的网络应用减少了接入网的数量。

　　虽然相比交换机组网，PON组网的确在网络大规模部署、防雷防干扰及能耗节约方面有一定优势，但实际还有很多特殊场景的需求PON组网方式还是不能满足，存在着许多不足之处：

（编辑：应用网_阳江站长网）

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