乡镇雪亮工程传输方案分析

普天信息工程设计服务有限公司 刘宁 岳树鹏

乡镇雪亮工程前端监控点的数量大，分散且广分布的特点增加了业务收敛和传输线路复杂度，此外，数据量大增，中心管理平台压力增大。对传输网络架构及传输路由的选择提出更高要求，本文就乡镇雪亮工程综合考虑建设、维护及管理的方便性，以县、乡、村三级传输网络架构、采用“PTN+OTN”联合组网承载方案，对乡镇雪亮工程传输方案规划起到指导作用。

0 引言

乡镇雪亮工程是以县、乡、村三级综治中心为指挥平台，对天网工程实现延伸，更大监控区域覆盖面、更标准的互联互通、更高效的目标、更先进维护手段，将治安防范监控进一步延伸至群众身边。

为了连通各前端监控点和监控中心等节点，并实现对视频和应用的高效率视频管理和应用的高效率，建立一套覆盖所有视频监控点、乡镇监控中心的数字视频监控专网。网络性能需要满足视频监控的业务需求还应满足现有综治业务数据传输的要求，同时，还要满足各监控中心调用本区视频监控资源的要求。

传输网络采用光纤专线的接入方式，承载数字视频资源的接入、分发和存储等。在建设视频专网的同时，考虑到光纤敷设施工的复杂性和后期维护的难度，本方案建议依托于运营商基础资源建设，实现对投资成本、时间周期成本的节约，同时，便于后期各个网络的扩容和运维。

1 基础资源利用分析

乡镇雪亮工程骨干层主要依托于运营商自身强大的数据网和完善的传输网络资源，采用专线方式为雪亮工程提供专线接入，从而实现对基础资源建设的成本节约。基础资源包括机房、机房电源系统、机房传输设备、机房通信线路建设实施，通过综合设计，减少该5大系统资源投入，从而实现投资成本、时间成本的节约。对后期精准扶贫、智慧农业、远程医疗等服务提供基础资源接入基础。

2 乡镇雪亮工程网络方案

2.1 网络架构

乡镇雪亮工程系统的建设，以县、乡、村三级综治中心为指挥平台，为应对数量庞大的前端监控点，以及越来越多的数据流量，缓解中心管理平台的业务压力，因此系统设计成多级中心架构。

（1）综治中心机房采用具有路由功能的数据中心级交换机作为核心交换机，并通过千兆光纤链路连接雪亮工程汇聚网络设备，对乡镇范围内的视频监控资源进行接入和管理。（2）乡镇办事处通过监控专线实现对辖区行政村亮工程监控数据调用、管理权限范围内数据。（3）行政村通过接入监控网络实现对监控点数据访问，同时下挂NVR存储设备实现对视频数据的实时存储，从存储设备上直接调用、管理权限范围内数据。前端摄像机采集监控区域的视频信息后，通过传输网络将视频信号传输到行政村存储。

2.2 网络技术选择

PTN适合多业务的承载和交换，满足灵活的组网调度和多业务传送。可以提供网络保护倒换功能，并且可对不同优先级业务设置不同保护方式。县综治中心、乡镇政府数据专线业务，采用PTN接入方案。

PON系统具备动态带宽分配（DBA）、ONU及业务流标识能力、用户数量限制功能、线路加密功能、ONU异常发光检测与处理、前向纠错（FEC）等能力。雪亮工程前端监控点位为数据专线业务，采用GPON接入方案；

综上，考虑到项目对传输专线带宽颗粒、安全保障、后期扩容升级的要求及全IP化的业务特点，采用“PTN+OTN”联合组网承载方案是最佳选择，联合组网两种技术可以实现各取所长、优势互补的最佳效果。

3 乡镇雪亮工程传输方案

乡镇雪亮工程网络方案依据业务需求，从骨干层、汇聚层和接入层三个层面规划设计搭建业务需求的网络，充分考虑网络的安全性、保密性、先行性、可扩展性等因数并且综合考虑到网络的健壮性、设备的稳定性以及后期的可扩展性。前端监控摄像头就近接入运营商传输网，通过运营商传输网将业务汇聚至综治中心机房监控平台。

综治中心双节点双上联作为骨干层传输，对接雪亮工程综治平台，汇聚乡镇办事处下辖所有监控点数据，为各乡镇级综治中心提供数据服务。

乡镇办事处作为汇聚层利用移动现有基站环路，通过移动网络传输、汇聚，以行政村为单位汇聚下辖所有监控点位数据至乡镇政府。

各行政村监控点接入层由传输组成，作为末端数据接入基础。

3.1 设备配置

3.1.1 综治中心、镇政府PTN设备配置

综治中心接入运营商中心机房PTN设备，综治中心新增PTN设备至监控平台汇聚设备，实现客户端数据通信。

镇政府接入运营商机房PTN设备，镇政府新增1台小型PTN设备至监控平台，小型PTN设备上联至机房PTN再通过运营商传输网络至中心机房，数据传输至综治中心机房，实现客户端数据通信，如图1所示。

图1 综治中心、镇政府PTN接入拓扑Fig.1 PTN access topology of comprehensive management center and town government

PTN设备是面向企业大客户市场和分组传送的新一代城域中型汇聚或接入传送平台。它应用于面向ALL IP多业务综合发展的分组承载网业务传送方案，是定位于企业市场接入层或汇聚层的多业务接入盒式设备，与PTN系列其他产品共同组建端到端的城域分组传送网络。

PTN设备聚焦客户在网络IP化进程中接入或汇聚层面临的资源、成本、业务挑战，基于在业界领先的“Any Media”统一承载理念、为企业客户提供高质量的业务承载解决方案。

PTN设备支持10GE接口，满足大带宽业务场景；具有任意媒质接入、高精度可商用频率和时间同步、多业务统一处理、灵活插卡等多项独特功能，配合简单易用的高效网管系统，为客户在降低建网TCO、节省带宽成本、提高部署和运维效率等方面提供最佳选择。

3.1.2 村委会、监控点PON设备配置

行政村村委会新增ONU，上联至运营商机房OLT设备，ONU敷设网线对接村委会NVR存储设备。数据传输通过运营商传输网络至镇政府，实现客户端数据通信。监控点新增ONU，上联至运营商机房OLT设备，ONU敷设网线对接监控点摄像机。数据传输通过运营商传输网络至村委会，实现客户端数据通信。

机房OLT设备定位为面向NGPON的下一代OLT平台，满足“更快、更广、更智能”的超宽网络发展需求，为用户打造更优的业务连接体验。能够提供更高的接入带宽、可接入更多的终端用户，有效的降低运营投资成本，提供客户理想的数据接入解决方案。

接入层ONU设备具备高性能、高可靠性、低能耗、易安装、易维护可网管等特性，完美解决客户终端数据接入。

3.2 传输线路建设

3.2.1 传输线路选择

坚持网络高生存性的原则。在传输线路规划和建设中，充分考虑各种人为及自然灾害等不安全因素，通过路由保护、光纤保护、设备保护等多种手段，保证基础传送网络安全可靠。

在运营商传输网的基础上，结合运营商基站等现网资源，综合考虑建设、维护及管理的方便性，从就近移动基站、光交接箱等实现业务接入，以满足业务需求。本项目专线光缆线路建设遵循如下原则:

（1）光缆采用G.652D单模光纤，使用规格以12芯、24芯、48芯为主。光缆的芯数选择结合已有线路资源，在满足本工程所需的同时适当考虑部分冗余纤芯，便于后期业务扩容[1]。（2）所有客户接入点敷设路由尽量沿靠主要街道、公路、桥梁等，以便于施工和维护。（3）光缆线路设计结合城市发展规划，选择安全、稳定和便于施工的路由。（4）工程线路主要位于农村，光缆建设主要采用架空方式敷设。

3.2.2 光缆线路主要路由方案

综治中心作为骨干层传输汇聚节点，采用双路由双上联接入运营商机房方案，传输链路双路由和双上联的接入组网方案，均可对单条光缆路由中断起到业务保护作用。

镇政府单路由接入运营商机房，光缆线路路由根据网络今后的扩容、发展需要，以及便于维护施工的诸多方面考虑，光缆线路路由主要采用架空方式敷设安装。

行政村主干光缆建设，移动机房OLT下挂1∶4分光器，对接主干光缆敷设至村委会，村委会新增1∶8分光器。乡镇雪亮工程前端监控点位分散，传输距离较长，故采用1∶32分光比，以降低传输衰耗前端监控点，通过新建光缆至各村委会，上联1∶8分光器。

3.3 传输带宽规划

结合项目实际需求，视频传输专网网络带宽设计应能满足前端设备接入、监控中心互联、用户终端接入监控中心的带宽要求，并留有余量:

（1）视频监控前端接入线路满足视频监控前端数据传输需求，同时考虑到网络传输过程中的开销，全部摄像机应提供4Mbps以上的接入带宽；（2）行政村到传输骨干网应满足各级视频调用需求，建议至少达到50兆以上；（3）乡镇主要是调用视频数据及中转上传，不做本地存储，建议提供千兆以上的接入带宽；（4）综治中心网络设备满足服务器、存储设备接入带宽需求，传输带宽至少达到万兆以上。

4 结语

乡镇雪亮工程主要依托于运营商自身强大的数据网和完善的传输网络资源，采用专线方式为雪亮工程提供传输接入，从而实现本工程对基础资源建设的成本节约。

传输结构依据业务需求，从骨干层、汇聚层和接入层三个层面规划设计搭建业务需求的网络，充分考虑网络的安全性、保密性、先行性、可扩展性等因数并且综合考虑到网络的健壮性、设备的稳定性以及后期的可扩展性[2]。

传输技术针对项目对传输专线带宽颗粒、安全保障、后期扩容升级的要求及全部IP化的业务特点，采用“PTN+OTN”联合组网的承载方案，两种技术可以实现各取所长、优势互补，达到最佳的承载效果。