用于视频监控的PON系统建设方案探讨

邬晓骏

（上海邮电设计咨询研究院，中国 上海200092）

0 前言

随着平安城市建设的不断深入实践和应用，城市治安视频监控系统正从单纯的城市治安防范的技术手段形成为大型的、综合性非常强的视频图像信息系统，是“平安城市”建设的重要组成部分，更成为“智慧城市”的重要载体。它不仅可以满足治安管理、城市管理、交通管理、应急指挥等的需求，在预防、发现、控制和打击违法犯罪，提供破案线索，固定违法犯罪证据等方面发挥人防、物防所不可替代的重要作用；而且还能兼顾灾难事故预警、安全生产监控、环境等方面对视频图像的需求，对于提升城市可视化管理水平和政府应急处置能力，建立社会治安防控体系具有十分重大的意义。

1 视频监控系统的发展历程

视频监控系统的发展经历了多年的时间，发展经历了三个发展阶段。从上个世纪80年代开始，视频监控在我国得到迅速普及，特别是在公安、银行、交通等部门，当时主要采用模拟监控；从上个世纪90年代中期开始，视频监控系统开始从模拟监控时代迈入了数字监控时代，在数字电路技术、嵌入式技术、数字信号传输技术、数字音视频压缩技术的推动下，其发展开始突飞猛进；目前视频监控已进入第三代数字化网络监控阶段，其主要特征就是前端一体化、视频数字化、监控网络化、系统集成化、监控的智能化。

2 监控系统的组成

2.1 数字化监控系统的构成

监控系统通常由前端、传输、处理/控制以及显示/记录等部分构成。

1）前端是由网络摄像机（模拟摄像机增加数字编码功能）、数字视频前端等实现视频信息、音频信息、数据信息及告警信息的采集功能，具有语音信息和数据信息的双向传送功能，部分前端可实现音视频录像的存储功能。

2）传输可以是以太网和DDN、xDSL、视频光端机、SDH/PTN以及PON等传输网络。

3）处理/控制主要是数字编码设备，数字编码设备可采用具有记录功能的DVR或视频服务器，数字视频的处理、控制和记录措施可以在前端、传输和显示的任何环节实施

4）显示/记录一般是监控器、显示大屏等设备。

视频监控传输承载技术主要有xDSL、视频光端机、SDH/PTN以及PON等，本文主要分析基于PON承载的平安城市视频监控组网模式分析。

2.2 前端摄像机对传输带宽的需求

前端摄像机的分类较多，如从图象清晰度可分为标清和高清等；从功能可分为球机、半球机、枪机等；如从焦距上可分为短焦镜头、中焦镜头、长焦镜头、变焦镜头等。不管如何分类，前端摄像机都要实现视频信息、音频信息、数据信息及告警信息的采集功能，然后通过视频压缩技术将图象回传。目前视频压缩技术主要有以下两种制式：

1）PAL制式

QCIF（176x144）、CIF（352x288）、HD1（704x288即2CIF）、DCIF（512x384）、VGA（640x480）、FULL D1（704x576）、SVGA（800*600）、XVGA（1024*768）、720P（1280*720）、1080P（1920*1080）

2）NTSC制式

QCIF（176x120）、CIF（352x240）、HD1（704x240即2CIF）、DCIF（512x320）、VGA （640x480）、FULL D1（704x480）、SVGA（800*600）、XVGA（1024*768）、720P（1280*720）、1080P（1920*1080）

目前用的比较多的是标清摄像机 (D1、CIF)和高清摄像机(720P、1080P)；高清摄像机取代普清摄像机已是大势所趋；且1080P高清摄像机逐渐成为主流；因此本文以1080P摄像机作为需求分析的对象。

1080P摄像机(对传输的需求约8Mbps～10Mbps，一般取10Mbps)，1个监控点通常安装1～3个摄像机；因此每个监控点需要带宽约10 Mbps～30 Mbps。

3 用于监控的PON系统建设方案

3.1 系统组成

用于视频监控的PON系统与用于公众网的PON系统一样有OLT、ODN和ONU三部分组成。

OLT上联城域网后与视频存储中心、视频指挥中心以及视频分中心连接；ONU与前端摄像机连接，把视频信号通过PON系统送回视频存储中心、视频指挥中心以及视频分中心。

3.2 OLT建设方案

3.2.1 OLT设

OLT一般集中放置于机房内，宜采用独立的子框，受条件限制时可使用同子框不同板卡的PON口。

3.2.2 PON口数量配置

新建独立子框的OLT，应根据业务需要配置PON口，同时应留有一定的余量，供发展用；如业务发展迅速，可一次性配足PON口。

3.2.3 上联容量

每PON下带摄像头数按90个估算，每摄像头按10Mbps计算，则每PON口带宽需求约900M；每个独立子框按128个PON口测算，PON口利用率按70%计算，则上联带宽约8.8G，需配置10G容量上联端口；上联端口按1＋1方式保护，则需配2个10G光模块。

3.3 ONU建设方案

3.3.1 ONU端口配置

ONU承载监控摄像头信息回传功能，通常放置在美化杆的背包箱中；由于1个美化杆可带1～3个监控摄像头，因此ONU应配置4个FE端口；有语音需求的监控头，可再配置2个POTS口。

3.3.2 ONU选型需要注意的问题

由于视频监控摄像机大部分工作于室外，因此ONU对环境温度的要求在工程建设中要予以特别关注，一定要满足当地的环境要求，以防ONU“罢工”而影响“平安城市”建设。

3.4 ODN建设方案

在“平安城市”ODN建设通常包含主干光缆、配线光缆、光缆交接箱、光缆分纤箱、光分路器、美化杆、背包箱等内容。由于主干光缆、配线光缆、光缆交接箱、光缆分纤箱与常规ODN建设没有区别，因此本文重点介绍分光方式、美化杆和背包箱等建设内容。

3.4.1 美化杆

1）美化杆安装位置

美化杆是视频监控中大量使用，立杆位置一般处于交叉路口和银行、学校、大型公共场所等公安部门指定的重点监控部位。

2）美化杆杆高选定

美化杆杆高通常在2.5m～9m；一般而言，小区等出入口附近用3米杆高，人行道一般用3～3.5米杆高，道路口、大型广场一般用4.5米及以上杆，特殊地段如避开电车线路段则需要8～9米杆高。

3.4.2 背包箱

1）背包箱要求

室外设备箱应能放置ONU、编码器、熔纤盘、防雷模块、电源空开等设备，内部安装架的设计应充分考虑架内设备的安装位置，采取底部进线，应具备防雨、防尘、防高温、较好的防盗和防破坏功能。

在卡口、封控点位采用落地式室外箱体，封控点采用不低于8小时UPS电源保障，其他监控点采用背箱式室外箱体，室外设备箱和立杆统一接地。

室外设备箱外形和颜色应与环境相适宜，要求设备适应环境温度：-10～75℃、环境湿度：≤85%，防护等级：IP36以上。

4 小结

用于视频监控的PON系统在ODN建设、OLT上联容量、ONU选型等方面与用于公众网络的PON系统都有所不同，需要我们不断总结建设经验。

［1］兰州市视频监控建设指导意见[Z].

［2］上海公安数字高清图像监控系统建设指导意见V1.0(征求意见稿)[Z].