传输接入网络(PON)技术
PON技术在以太网之上提供多种业务,称之为EPON系统,一个典型的EPON系统由OLT(光线路终端)、ONU(光网络单元)、POS(分光器)组成。OLT(Optical Line Terminal)放在中心机房(CO,Central Office),ONU(Optical Network Unit)放在网络接口单元(NIU:Network Interface Unit)附近或与其合为一体。POS(Passive Optical Splitter)是无源光纤分支器,是一个连接各光纤的无源设备,它的功能是分发下行数据幷集中上行数据,型号一般有1:2(50%:50%,95%:5%等),1:4、1:8、1:16、1:32.EPON中使用单芯光纤,在一根芯上转送上下行两个波(上行波长:1310nm,下行波长:1490nm,另外还可以在这个光纤下行叠加1550nm的波长,来传递电视信号)。
OLT到ONU间的距离最大可达20km,传输速度为双向对称1Gbps,最大分光比一般支持1:32或者更高,可以一级分光也可以多个分光器级连。目前无源光纤接入网发展很快,组网方式多种多样。PON主要采用无源光功率分配器(耦合器)将信息送至各用户。由于采用了光功率分配器,使功率降低,因此,较适合于短距离使用。若需传输较长距离,可采用掺饵光纤放大器(Eribium doped optical fiber amplifier,EDFA)来增加功率。
在物理层,EPON使用1000BASE的以太PHY,同时在PON的传输机制上,通过新增加的MAC控制命令来控制和优化各ONU与OLT之间突发性数据通信和实时的TDM通信,在协议的第二层、EPON采用成熟的全双工以太网技术,使用TDM,由于ONU在自己的时隙内发送数据报,因此没有碰撞,不需CDMA/CD,从而充分利用带宽。另外,EPON在MAC层通过802.1p优先级功能来提供QoS.
PON中的关键技术
在PON中,OLT至ONU的信息下行信号传输过程是:OLT送至各ONU的信息采用光时分复用(OTDM)方式组成复帧送到馈线光纤;通过无源光分路器以广播方式送至每一个ONU,ONU收到下行复帧信号后,分别取出属?自己的那部分信息,各ONU至OLT的上行信号采用光时分多址(OTDMA)、光波分多址(OWDMA)、光码分多址(OCDMA)、光副载波多址(OSCMA)。
拓扑结构
光接入网(OAN)的拓扑结构取决于光配线网(ODN)的结构。通常ODN可归纳为单星型、树型、总线型和环型等四种结构,也就是PON的四种基本拓扑结构。
为便于PON结构选择,现将总线型、星型、环型及树型拓扑结构进行比较。
根据平安城市的特点,光接入网宜采用星型和总线型相结合的方式,从监控中心到各区域可以采用星型辐射状组网方式,在各区域路段可以采用总线型方式组网。
从局端OLT设备出来占用1芯光纤,通过分光器进行复用,在一根芯上传送上下行两个波(上行波长:1310nm,下行波长:1490nm)的信息。
EPON网络中OLT设备往往是多个逻辑OLT的集合,可选加上交换芯片,集成交换机或路由器的功能,与核心网络的接口称为SNI(系统网络接口)。ONU设备一般为单个逻辑ONU设备,提供UNI(用户网络接口),SNI、UNI口可以为以太口(数据)、POTS口(语音)、RF(视频)接口,可选和交换机、路由器、其它特定功能的网络终端集成。
平安城市项目中采用EPON设备优势:
1.经济节约:节省大量光纤和光收发器;
2.可靠性高:EPON ODN(光网络)全部是分光器及光纤,主要成分是玻璃,使用寿命长;没有有源设备,也就避免了停电、雷击、过流过压损坏等有源设备的常见故障,网络可靠性高,显著降低维护费用;
3.长距离:可提供0.5~20KM的远距离高带宽接入,基本覆盖中等规模城区的范围;
4.高带宽:每个ONU的带宽可在2M~1Gbps间动态调整;每个ONU平均上行带宽在30M左右,即一个OLT端口中(主干光纤可带240路视频码流);
5.组网灵活:组网模型不受限制,通过不同分光器的组合可以灵活组建链型、树型、星型网络;
6.应用广泛:不仅仅是运营商宽带接入,也可作为广电视频广播的传输网络,视频监控的图像传输系统,甚至是政府的基层单位接入。这些正符合相关部门建设平安城市综合信息平台的需求。
4G无线网络的部署
目前,中国移动已经启动了全国范围内4G网络技术的试点应用,正准备快速在全国范围内推广。"4G"TD-LTE的最大特点是高速数据传输服务,是现有3G网络的十倍。同时可以通过手机等各种终端获得无线高清视频体验,十分流畅清晰。4G无线网络的部署是在运营商的4G网络基础上对覆盖点进行网络的延伸,增加4G网络路由器通过无线方式与监控平台互联,通过运营商的宽带网络实现信息传输。在4G网络未覆盖到的区域可以通过3G网络作为补偿进行承载,可根据3G网络带宽情况灵活调整信号的方式和容量。其安装方便、灵活性强、性价比高等特性使得更多行业的监控系统采用无线监控方式。
总论
综上所述,将EPON技术结合4G无线技术应用到平安城市视频监控系统的传输网络部署中,可以极大的提高网络的经济性、安全性、可靠性,将平安城市项目迅速、有效的推进。