通信PON技术在平安城市建设中的应用研究

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　　摘 要 根据平安城市建设的具体需求，在建设模式上不断进行创新，构建出一套全面覆盖城乡的科技网络监控系统，积极应用各种先进技术，对城市各主要区域进行全时段、全天候、全覆盖的监控，能够有效地维护社会的稳定。本文对通信PON技术在平安城市建设中的应用进行研究，希望对促进我国城市安全建设工作的发展起到积极的推动作用。
　　关键词 通信PON技术;平安城市;应用研究
　　1 技术方案特点
　　1.1 高清网络视频监控系统的特点
　　高清视频网络对网络传输业务的需要，主要包括以下的几个特点：一是高清网络视频业务对通信量的需求非常大。由于视频通信的特殊性，尤其是城市安防系统的视频监控系统，采用的高清的视频信息，对网络带宽的占有量非常大，需要对网络接入设备至少提供8M以上的带宽，这样才能同时满足对视频监控设备的双向通信需要。二是接入设备需要有一定的QOS能力。三是由于城市规模非常大，需要视频监控的区域非常多，导致网络视频数据采集点的数量非常多，且这些设备的分布也非常广泛，很多都处于网络的末梢，对接入设备的灵活和快速布放能力，有较高的要求。
　　1.2 GPON通信技术的网络结构组成
　　GPON技术通常由OLT、ONU、ODN组成。OLT是整个通信系统的中枢，其经常位于市局的中心机房内，ONU是用户端设备，ODN是光配线网，其使用一个或者多个分光器来连接OLT和ONU，其主要负责对上下传输数据的分配管理，保证各种数据有序进行通信，保证整个通信网络的畅通。OLT如果从网络通信层面看，其实是一个交换机或者路由器，但是从系统层面看，其又属于一个系统平台，可以提供面向无源光纤网络的接口。OLT除了提供传统的网络集中和接入功能外，还可以提供带宽分配、网络安全和管理的作用。分光器是整个网络通信的重要组成部分，其在实际工作过程中往往需要电源，可以提供多种分线率，还可以采用多个分线器串联使用的工作模式。在GPON通信技术的应用过程中，OLT到设备端的通信距离最远可到50公里以上，如果中间采用了光纤放大器，其通信距离还可以得到进一步的增加。在GPON通信中，采用了比较成熟的以太网通信协议，能够保证通信的可靠性和兼容性，以太网第二层或第三层的通信成本也较低。在光纤到终端的接入方式中，ONU可以不采用交换的功能，这样能够在较低的成本下位终端监控设备分配足够的带宽。整个通信系统的使用也非常简单，其主要包括测距、带宽分配、时钟提取、同步及ONU认证等几种关键的技术。随着该技术的发展，技术已经很成熟，已经具备了大规模使用的条件。
　　2 组网方案介绍
　　在本次平安城市监控网路通信系统建设过程中，为了满足高清监控系统高带宽、高可靠性通信的需要，就采用了GPON通信系统。该网络在局部使用OLT设备，它们都是关键的网络通信节点，需要与视频监控平台直接相连接。分光器根据工程的实际需要，分配在比较合适的位置，并经过光纤来连接各种终端设备。在平安城市建设项目中，是将分光器布置在了汇接箱内，可以对这些分光器的实际使用状态进行及时的监控。在各个实际的监控点，通常采用ONU设备作为终端设备，通过各种标准以太网口和各种终端设备进行连接。如果区域内的视频监控点的密度比较高，给用户使用的是8FE/16FE/24FE和视频监控设备进行连接。在整个视频监控系统的工作过程中，各种终端设备主要通过摄像头对视频信号进行采集，并采用高效的压缩软件，对这些视频信号进行压缩，通过网络以单播或者多播的形式进行发送，通过GPON网络通信系统，将这些采集到的信息发送到后台管理系统。还可以接受平台控制信号，再转发到RS232和RS485，来更加方便控制各种更加底层设备进行工作。
　　3 分光拓扑
　　在监控系统的组网过程中，需要根据管道情况和光缆的实际情况，来布放分光器，第三分光级数不应该过多，最多不应该超过3级，分光器一般安装在ODF架或者接线箱中。在实际使用过程中，应该根据工程勘察情况和ODN工程来选择合适的分光方式和分光器的布放位置。在分光器实际使用的过程中，应该将光缆延伸到每个监控点，用来连接ONU设备，为了便于后期工程的扩展，每个分光器都应该留有一定的多余端口[1]。分光网络通常是由光缆、无源器件、配线设备和线路辅助设施组成。它们可以分为馈线光缆段、配线光缆段和接入线光缆段构成。其中光纤配线架用于对光缆光纤架设的安装，为光缆传输网络和传输设备之间提供接入点。光纤分路器属于无源光纤分支器，其用于连接光纤路中段和光网络的分支单元，通过该器件的使用，能够对数据进行分时复用发送，在数据向上传输的过程也采用了分时向上传的技术。
　　4 IP地址的规划原则
　　在IP地址规划过程中，应保证分配的合理性，相对于业务VLAN和业务接口而言，各设备的管理接口应该独立于VLAN和IP网段。由于视频监控的特殊性，可以仅为其分配私网IP地址。为了确保数据传播的安全性。在IP地址分配的过程中，应该根据不同的监控区域进行划分[2]。为了更进一步提高网络数据传播的安全性，应该采用动态IP地址分配的方式，还能起到节省IP资源的作用。在IP地址分配中，应该尽量采用连续分配的方式，对业务相同和功能相同的，应该尽量分配成连续的IP地址，这样有利于路由聚合以及安全控制。IP地址的规划和划分不仅影响满足当前对IP地址的使用要求，也应该考虑未来系统扩展时，对IP地址分配的需要，应该留有足够的地质段。
　　5 结束语
　　随着时代的不断发展，城市环境变得越来越复杂，平安城市建设已经变得刻不容缓。视频监控系统是建立在网络通信、硬件集成、软件集成基础之上的，在平安城市建设中具有重要地位。PON技术是建立在光纤通信技术之上的，其优势非常明显，具有系统结构简单、可靠性高、成本较低、后期扩容能力强等特点，可以建成一个更加立体的监控系统，满足平安城市视频监控系统对信息通信的需要，为平安城市建设可以打下坚实的基础，应积极推广应用。
　　参考文献
　　[1] 张健.平安城市监控系统PON网络应用[J].中国公共安全，2018， （12）：129-131.
　　[2] 陳楚鸿.论PON技术在光进铜退阶段的应用[J].电子制作，2015， （10）：48-49.
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