導語：視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設與應用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1引言

視頻監(jiān)控系統(tǒng)逐步從模擬化向數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展，這一發(fā)展對視頻清晰度同步提出了更高的要求，高清晰度的視頻意味著攝像機的像素高，對網(wǎng)絡傳輸帶寬、存儲空間也提出了更高的要求。當前IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一種綜合性的多媒體應用系統(tǒng)，它同時并行運行24h實時音視頻編碼和存儲等業(yè)務進程，與此同時，它還需兼顧錄像回放、音視頻解碼、云臺控制等業(yè)務進程。不同業(yè)務進程對于傳輸網(wǎng)絡的需求也各不一樣，在業(yè)務進程流量的方向、模型、特征上區(qū)別較大。傳輸網(wǎng)絡帶寬是前后端設備視頻數(shù)據(jù)流的關鍵傳輸通道，視頻數(shù)據(jù)流中主要包含視頻、音頻和控制信息三類數(shù)據(jù)，視頻監(jiān)控全天候24h實時運行。若按照30路視頻監(jiān)控點、30天的錄像進行存儲、8M/s的碼率進行計算：則網(wǎng)絡帶寬=1080P錄像路數(shù)×1080P碼率，由此可計算出30路視頻監(jiān)控點所需網(wǎng)絡帶寬為240M/s；則全量錄像存儲裸容量=1080P錄像路數(shù)×1080P碼率×1080P錄像天數(shù)×1024×1024×CBR×24×3600÷8÷1000÷1000÷1000÷1000，由此可計算出30路視頻監(jiān)控點位，在30天的存儲量需要約82TB的存儲資源進行存儲。因此網(wǎng)絡帶寬、視頻存儲的高要求是其發(fā)展的關鍵。由此可見IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)在為客戶提供更直觀的交流及監(jiān)控手段的同時，也給其基礎層的IP傳輸網(wǎng)絡、存儲空間帶來了巨大壓力。

2高清視頻監(jiān)控接入網(wǎng)現(xiàn)狀

以平安城市（公安主導建設）中的視頻監(jiān)控為例，由于各派出所轄區(qū)前端監(jiān)控分布較廣，且覆蓋不均勻，傳輸通道資源需進行有效合理的分配，然而，前端監(jiān)控點與派出所監(jiān)控中心傳輸距離通常較遠，通常采用裸光纖方式實現(xiàn)前端監(jiān)控點與派出所監(jiān)控中心的互聯(lián)，并經(jīng)成對的光端機傳輸?shù)浇尤雽咏粨Q機進行匯聚，然而，由于傳輸距離的限制，點對點光纖通道的傳輸將需要一對光纖實現(xiàn)收發(fā)功能[2]，這樣使得光纖資源的建設成本大大增加。另外，每路高清視頻監(jiān)控的平均碼流可達到8Mbps，在密集高并發(fā)頻繁調(diào)用的視頻監(jiān)控覆蓋區(qū)，若網(wǎng)絡帶寬有限，則視頻數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)流量的集中爆發(fā)將導致整個系統(tǒng)網(wǎng)絡出現(xiàn)嚴重擁塞、延時、誤碼的概率也將急劇增加，在一定程度上促使整體性能急劇下降，因此當前組網(wǎng)方式對于快速發(fā)展的視頻監(jiān)控系統(tǒng)而言，仍存在大量弊端，具體表現(xiàn)在：（1）點對點的傳輸主要通過光端機來完成一收一發(fā)即，意味著需要兩對纖芯資源，這使得光纜網(wǎng)絡主干纖芯資源被快速消耗，光纜資源日趨緊張。（2）點對點傳輸主要通過光端機實現(xiàn)，然而放置在監(jiān)控點的光端機的管理和維護成本較高，市場上近遠端光端機的廠商較多，接口無法統(tǒng)一，后臺系統(tǒng)還無法進行統(tǒng)一的管理，只能通過人工進行現(xiàn)場進行故障處理，這直接影響了系統(tǒng)的維護效率。（3）點對點傳輸需要開通連接點較多，缺乏統(tǒng)一有效的保護措施，直接導致業(yè)務開通和障礙處理耗費大量人力，這在一定程度上直接增加了后期運維的壓力和成本。

3基于EPON技術的組網(wǎng)

EPON技術可滿足當前高清網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的平臺化、集中存儲和遠程多級調(diào)用的需求，前端攝像機數(shù)量以及網(wǎng)絡組網(wǎng)可以實現(xiàn)無限擴展，大大降低了投資成本?；贓PON的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡架構如圖1所示。OLT放在機房，ONU放在前端監(jiān)控處，為監(jiān)控圖像傳輸提供網(wǎng)絡接口。ODN為OLT和ONU提供了數(shù)據(jù)傳輸通道。EPON由OLT（光網(wǎng)絡終端）、ONU（光網(wǎng)絡單元）和ODN（光分配網(wǎng)絡）三大系統(tǒng)組成。EPON網(wǎng)絡通過波分復用技術（WDM）在一根光纖上實現(xiàn)雙向傳輸（下行1490nm、上行1310nm），且在上行采用分組復用，可避免碰撞。通過光分器即光分配網(wǎng)絡（ODN）實現(xiàn)點到多點的傳輸網(wǎng)絡架構。上行采用時分多址（TDMA）方式實現(xiàn)ONU向OLT的數(shù)據(jù)傳輸；下行采用廣播方式實現(xiàn)OLT向所有ONU發(fā)送數(shù)據(jù)，ONU僅接收自己的數(shù)據(jù)幀。EPON通過光信號進行數(shù)據(jù)傳輸，其傳輸結構采用“一對多”的方式；一方面，利用EPON的拓撲結構實現(xiàn)網(wǎng)絡接入；另一方面，采用以太網(wǎng)協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。因此，EPON技術是既為監(jiān)控網(wǎng)絡提供了高帶寬，又降低了成本。同時還具備較強的擴展性，且能接入以太網(wǎng)，方便管理。此外，EPON網(wǎng)絡還具備以下優(yōu)勢：（1）數(shù)據(jù)傳輸速率高，平均每條鏈路可達到1.25Gbps，每條鏈路最多可承載128個監(jiān)控點位，即每個監(jiān)控點位的數(shù)據(jù)傳輸速率可達9Mbps，該速率足以滿足高清監(jiān)控8Mbps的碼流，即可支持高清視頻數(shù)據(jù)的實時傳輸和調(diào)看；（2）節(jié)約了建設和維護成本，光分配網(wǎng)絡可為多個監(jiān)控點位共享同一條主鏈路，且分路器對供電和環(huán)境并無太多要求，極大地節(jié)約了建設和維護成本；（3）節(jié)約了電力成本，核心網(wǎng)與前端視頻監(jiān)控的互聯(lián)采用無源光網(wǎng)絡，可節(jié)省電力成本；（4）組網(wǎng)靈活，可支持不同的網(wǎng)絡組網(wǎng)架構，如樹形、星形、網(wǎng)狀型等；（5）節(jié)約光纖資源，即單纖芯資源即可實現(xiàn)收發(fā)功能；（6）傳輸距離遠，OLT接1:32的分光器可傳輸最大距離為20KM。

4基于EPON技術在平安城市中的設計方案

視頻監(jiān)控系統(tǒng)整體架構由前端視頻采集層、網(wǎng)絡傳輸層、后端的視頻監(jiān)控中心組成。如圖2所示為基于EPON技術的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計方案，其中網(wǎng)絡傳輸層可分為核心網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)匯聚層和接入層。在該系統(tǒng)架構中前端監(jiān)控采集的視頻數(shù)據(jù)通過ONU上聯(lián)到ODN網(wǎng)絡，ODN通過1：N分光器實現(xiàn)與各監(jiān)控點位的ONU互聯(lián)。編碼壓縮后的視頻數(shù)據(jù)經(jīng)無源光網(wǎng)絡上傳至監(jiān)控中心。由此可見，傳統(tǒng)高清視頻監(jiān)控網(wǎng)絡方案相對于基于EPON監(jiān)控網(wǎng)絡的優(yōu)勢主要在組網(wǎng)靈活、方便，一方面可有效節(jié)約纖芯資源，同時ODN網(wǎng)絡部分采用的均為無源器件，在一定程度上節(jié)約了電力成本和維護管理成本。相信在下一代的視頻接入層，EPON會在平安城市、平安校園、智慧城市等信息化網(wǎng)絡中具有更廣闊的應用。

參考文獻

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作者:劉博斐 朱雨豪 陳鎖 廖光文 單位:中電科新型智慧城市研究院有限公司