關鍵詞： PON , VPON , 視頻

隨著現(xiàn)代城市朝多職能化發(fā)展，城市布局日趨復雜，地面監(jiān)控點有上百、數(shù)百個甚至上千個，要保證職能部門能在第一時間掌握實時、清晰高品質(zhì)的視頻圖像，就凸現(xiàn)出光纖資源的緊張。而且，在城市功能日趨強大和復雜的今天，重新敷設光纜不僅成本非常昂貴，各方的協(xié)調(diào)更是困難重重。鑒于此，該如何解決上述問題呢？

其實，在電信運營商的FTTH（光纖到戶）的建設中也遇到了同樣的問題。為了解決這一問題，充分發(fā)揮光纖的帶寬優(yōu)勢、解決光纖資源緊張、提高網(wǎng)絡的健壯性，電信運營商選擇了PON（無源光網(wǎng)絡）技術。

不過，在運營商的PON網(wǎng)絡中，通常是傳輸以太網(wǎng)信號，如果是要承載視頻監(jiān)控的話，也只能傳輸?shù)蛶挼膲嚎s視頻信號，無法保證視頻質(zhì)量。為了既能節(jié)省光纖，又能傳輸高質(zhì)量的非壓縮視頻，VPON(Video over PON)概念應運而生，為“平安城市”監(jiān)控點視頻接入提供了全新的解決方案。

1 PON的優(yōu)點

PON（Passive Optical Network）即無源光網(wǎng)絡。一個無源光網(wǎng)絡包括一個安裝于中心控制站的光線路終端（OLT），以及一批配套的安裝于用戶場所的光網(wǎng)絡單元（ONU）。在OLT與ONU之間的光配線網(wǎng)（ODN）包含了光纖以及無源分光器或者耦合器。

無源光網(wǎng)絡從中心到駐地網(wǎng)之間不存在任何有源器件，取而代之的是將無源光器件插入到網(wǎng)絡中，并在整個路徑上通過分離光波長的功率來引導傳輸?shù)牧髁?。這種替換使得用戶不再需要向傳輸環(huán)路中的有源器件供能和保養(yǎng)，大大節(jié)約了用戶的成本。無源的分光器和耦合器只起到傳遞和限制光的作用，不需要供電和信息處理，而且具有不受限制的平均故障間隔時間(MTBF)，可以全面降低維護成本。

PON技術的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

·光纖接入網(wǎng)是最能適應未來發(fā)展的解決方案，特別是PON技術已被證明是當前綜合寬帶接入中非常經(jīng)濟有效的方式。

·由于采用PON技術，整個光分配網(wǎng)是無源的，無源光網(wǎng)絡的體積小且設備簡單。與銅纜網(wǎng)相比，PON可減少維護運行費用，并徹底避免了電磁干擾和雷電干擾。

·PON的無源ONU(光網(wǎng)絡單元)無需供電，不僅免除了供電的一系列問題，而且可靠性優(yōu)于有源設備。

·由于使用的是無源器件，共享光纖傳輸介質(zhì)，整個光網(wǎng)絡的投資費用較低。

·PON在一定程度上對所使用的傳輸體制是透明的，升級起來比較容易。

PON技術已經(jīng)成為業(yè)界公認的實現(xiàn)光纖到戶（FTTH）的首選方案。PON技術采用點到多點拓撲結(jié)構，下行和上行分別通過TDM和TDMA方式傳輸數(shù)據(jù)。目前電信行業(yè)主要推廣的是EPON，即以太網(wǎng)封裝到PON，實現(xiàn)光纖寬帶入戶。

2 VPON的誕生

為解決“平安城市”建設中光纖資源緊張問題，促進我國視頻監(jiān)控事業(yè)的發(fā)展，將電信領域先進可靠的無源光網(wǎng)絡技術——PON引入到視頻監(jiān)控領域，武漢微創(chuàng)光電股份有限公司首創(chuàng)VPON（Video over PON）概念。

VPON在視頻監(jiān)控中引進接入層最先進的光網(wǎng)絡概念PON，并用PON技術承載數(shù)字非壓縮視頻，是數(shù)字非壓縮視頻光端機技術與PON技術的完美結(jié)合，在組網(wǎng)形態(tài)、光纖資源、視頻質(zhì)量、可靠性等諸多方面具有無可比擬的優(yōu)越性，是一種全新的視頻接入層傳輸解決方案。

VPON定位于密集的視頻監(jiān)控系統(tǒng)如“平安城市”建設的視頻接入層，是一種數(shù)字非壓縮視頻光纖傳輸系統(tǒng)，與微創(chuàng)光電數(shù)字非壓縮視頻光端機產(chǎn)品一起構成完整的視頻接入層解決方案。它既能滿足監(jiān)控點密集情況下的各種組網(wǎng)要求，又能提供實時的、清晰的高品質(zhì)視頻圖像。

3 VPON的特點

系統(tǒng)組成：系統(tǒng)由光網(wǎng)絡單元（ONU）、光線路終端（OLT）和無源光纖網(wǎng)絡組成。無源光分配網(wǎng)絡（ODN）由光纖和分光器組成，可以是無環(huán)的任意拓撲結(jié)構。

單個系統(tǒng)包含1臺OLT和最多8臺ONU。每個ONU能接入1路視頻信號，同時提供1個總線型前端控制數(shù)據(jù)通道、1個音頻通道和1個開關量通道。OLT接收全部ONU的信號并集中輸出。

根據(jù)需要還可以提供多路視頻接入的ONU，這時單個系統(tǒng)可接入的ONU個數(shù)會減少，而是以接入的視頻信號總數(shù)不超過8路為限。多路視頻信號接入的ONU可以通過軟件設置實際的視頻信號接入數(shù)量，輔助信號數(shù)量也同時調(diào)整，總線通道不受影響。

組網(wǎng)靈活：系統(tǒng)通過分光器和光纖組成多對一的無源光網(wǎng)絡（PON），可以根據(jù)前端的分布情況組成鏈形、星形和樹形網(wǎng)絡。按設計和試驗驗證，8個前端ONU可以支持在20km半徑范圍內(nèi)的任意組網(wǎng)（非環(huán)形）。

擴容方便：可在系統(tǒng)中的干線光纖或支線光纖上的任意一點插入新的ONU，或者在系統(tǒng)中的干線光纖或支線光纖上的任意一點插入無源分路器后，分出若干段光纖后插入新的ONU。也支持在原ONU的后端再延長出一段光纖插入新的ONU。

可靠性高：系統(tǒng)所有設備都通過PON連接，PON由無源元件組成，不易受損，特性穩(wěn)定。

系統(tǒng)不論采用哪種網(wǎng)絡形式，實際上還是接收端與各前端點到點的直接傳輸，因此前端故障不會對網(wǎng)絡造成影響。前端故障可包括前端掉電和設備故障，甚至還可以包括前端設備不穩(wěn)定。實際上，VPON完全與點對點光端機組成的監(jiān)控傳輸網(wǎng)具有相同的可靠性。

可指派輸出：可根據(jù)需要將特定ONU接入的信號設置到OLT端指定端口輸出。即可以實現(xiàn)一個完整PON系統(tǒng)內(nèi)的視頻交換功能。

統(tǒng)一網(wǎng)管：系統(tǒng)遵循統(tǒng)一管理，除可實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各機盤性能和告警參數(shù)的采集上報，還能夠?qū)ο到y(tǒng)中前端ONU的工作時隙進行切換，并能夠?qū)η岸薕NU進行啟動、暫停和注銷等操作。網(wǎng)管盤采用SNMP網(wǎng)管盤。

平臺兼容性強：同一平臺上的OLT可以與不同功能組合的ONU互通。目前已開發(fā)了VPON-1.25G平臺，平臺上可以支持各種不同型號的ONU產(chǎn)品，分別支持1路正向視頻、1路反向視頻、1路半雙工數(shù)據(jù)、1路雙向音頻、1路正向開關量、1路以太網(wǎng)等功能的組合。各種型號的ONU均可與此平臺的OLT完全互通，不影響ONU功能的發(fā)揮。

4 VPON的應用

“平安城市”視頻聯(lián)網(wǎng)

監(jiān)控點可以接收來自派出所的圖像，實現(xiàn)可視對講報警。

特點：與點對點視頻光端機相比，大量節(jié)省光纖資源，可靠性高、網(wǎng)絡建設和擴容方便。

小區(qū)監(jiān)控

小區(qū)物業(yè)可以插入本地上傳視頻。

特點：與點對點視頻光端機相比，大量節(jié)省光纖資源，可靠性強、網(wǎng)絡建設和擴容方便。

公安五級網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)(警務室聯(lián)網(wǎng))

派出所與警務室間可以有雙向視頻通道、數(shù)據(jù)通道、音頻通道和以太網(wǎng)通道，可以實現(xiàn)雙向?qū)χv和計算機聯(lián)網(wǎng)，滿足警務室警務工作需要。

特點：與點對點視頻光端機相比，更節(jié)省光纖資源，可靠性更強、網(wǎng)絡建設和擴容方便。

5 結(jié)束語

VPON系統(tǒng)合理地解決現(xiàn)代城市監(jiān)控點密集復雜，光纖資源緊張等問題，在組網(wǎng)形態(tài)、光纖資源、視頻質(zhì)量、可靠性等諸多方面具有無可比擬的優(yōu)越性，為“平安城市”視頻監(jiān)控提供了最佳的網(wǎng)絡解決方案。