詳解PON無源光網絡在弱電工程中的應用
產品資訊2020年03月17日
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面對安防業務與物聯網的快速增長，作為一種部署成本低而且靈活性高的大帶寬傳輸手段，無源光網絡PON已經越來越多地部署在全球各地的傳輸接入網中，并有取代傳統交換機接入組網的勢頭，特別是在道路監控和平安城市這種覆蓋距離遠的場景下，PON是當今最為理想和經濟的接入方式。
一、監控傳輸網絡結構設計
監控傳輸網絡系統主要作用是接入各類監控資源，為中心管理平臺的各項應用提供基礎保障，能夠更好的服務于各類用戶。網絡結構如下圖所示：
1)核心層
核心層主要設備是核心交換機，作為整個網絡的大腦，核心交換機的配置性能較高。目前核心交換機一般都具備雙電源、雙引擎，故核心交換機一般不采用雙核心交換機部署方式，但是對與核心交換機的背板帶寬及處理能力要求較高。
2)接入層
前端視頻資源接入
前端網絡采用獨立的IP地址網段，完成對前端多只監控設備的互聯。前端視頻資源通過IP傳輸網絡接入監控中心或者數據機房進行匯聚。前端網絡接入目前采用兩種常用方式，通常為點對點光纖接入的方式和點對多點的PON接入方式。接入層需對NVR存儲設備的網絡接入提供支撐，確保NVR存儲設備網絡環境安全可靠。
用戶接入
對于用戶端接入交換機部分，需要增加相應的用戶接入交換機，提供用戶上網服務。監控中心部署接入交換機，通過萬兆/千兆光纖鏈路接入到傳輸網絡中。保證監控中心解碼器及客戶端的正常適用使用
對于網絡設計中存在兩級架構如下圖所示，具體設計這里不做詳細介紹。
網絡傳輸帶寬要求
考慮到網絡傳輸過程及其它應用的開銷，鏈路的可用帶寬理論值為鏈路帶寬的80%左右，為保障視頻圖像的高質量傳輸，帶寬使用時建議采用輕載設計，輕載帶寬上限控制在鏈路帶寬的50%以內。
3)核心層交換機到接入交換機的網絡采用光模塊來傳輸，帶寬需達到千兆以上；
4)傳輸設備如光纖收發器到接入交換機之間的帶寬建議達到百兆；
5)傳輸設備如光纖收發器之間的傳輸帶寬建議達到百兆；
二、組網方案
視頻監控項目采用萬兆骨干環網，千兆匯聚接入的方式組建三級圖像專用網絡系統，通過分布式視頻接入與存儲的方式，建設數字視頻監控點。
前端采用高清網絡攝像機進行數字視頻采集，通過PON光纖鏈路傳輸視頻到分控中心進行統一接入。
分控中心做為網絡三級節點負責所有前端視頻接入數字視頻專網，在分控中心部署集視頻監控系統和存儲系統為一身的集成化網絡視頻存儲系統進行數字視頻的接入、存儲和轉發，對圖像進行為期30天的存儲。
控制中心做為網絡核心節點負責整網的視頻實時調用和重點監控點的實時監看，做為視頻業務的核心管理節點，部署視頻管理平臺，對全網的設備和用戶進行集中統一的授權、維護和管理。
三、用無源光網絡傳輸做監控架構的好處
1、PON設備的網絡規劃-OLT的部署。xPON建設初期，宜采用集中設置，在傳輸匯聚節點設置OLT節點覆蓋一定區域內的零散用戶。在xPON應用成熟期，宜采用分散設置的原則，將OLT設置在條件較好的有線接入或無線接入點機房，逐步向接入網接入和無線接入點相統一進行過渡，充分實現基礎資源的綜合利用。采用大容量的OLT設備，充分利用光接入的距離優勢，減少局所，降低維護成本。
2、PON設備的網絡規劃-分光器的部署。分光器分光：目前PON可以采取兩級分光方式來保證部署的靈活和端口的充分利用；當用戶滲透率提高時，將二級分光調整為一級分光；就目前接入PON網絡宜采用一級分光，盡量不超過兩級分光。用戶規模較小時，分光器應集中設置；用戶規模較大時，分光器可適當分散設置，以便盡量靠近用戶。分光器布放位置：分光器可以根據工程的實際情況布放在交接箱、小區機房、樓道和弱電井等地方。
3、PON設備的網絡規劃-ONU的部署。建設PON網絡實現接入網/FTTB時，宜盡量選用內置語音模塊的設備實現綜合業務接入。ONU應根據FTTx網絡的應用模式、業務需求進行設置。對于接入網應用，應盡量將ONU設置在用戶家里，避免安裝在門口或樓道內。對普通公眾用戶，可將ONU設置在用戶終端智能盒內提供保護，或者放置于桌面(采用光纖信息插座)。對于FTTB應用，可選擇將ONU設置在大樓樓道或豎井內機柜、室外光交接箱等不同位置集中放置。ONU原則上采用本地供電方式，盡量不采用遠端供電方式。為保證斷電時語音業務的正常開展，可以根據提供電池模塊提供備用電源。
4、PON設備的網絡規劃-網管。集中建設廠家網管，開放北向接口，便于接入傳輸綜合網管。
在建設視頻監控系統時，使用PON技術來實現視頻監控系統的前端接入成為最佳選擇。主要是因為PON技術的成熟和PON系統點到多點的靈活組網優勢。如果您在弱電安防工程中需要用到相關的設備，您可以直接在河姆渡智能建筑平臺采購。
監控傳輸網絡系統主要作用是接入各類監控資源，為中心管理平臺的各項應用提供基礎保障，能夠更好的服務于各類用戶。網絡結構如下圖所示：
核心層主要設備是核心交換機，作為整個網絡的大腦，核心交換機的配置性能較高。目前核心交換機一般都具備雙電源、雙引擎，故核心交換機一般不采用雙核心交換機部署方式，但是對與核心交換機的背板帶寬及處理能力要求較高。
2)接入層
前端視頻資源接入
前端網絡采用獨立的IP地址網段，完成對前端多只監控設備的互聯。前端視頻資源通過IP傳輸網絡接入監控中心或者數據機房進行匯聚。前端網絡接入目前采用兩種常用方式，通常為點對點光纖接入的方式和點對多點的PON接入方式。接入層需對NVR存儲設備的網絡接入提供支撐，確保NVR存儲設備網絡環境安全可靠。
用戶接入
對于用戶端接入交換機部分，需要增加相應的用戶接入交換機，提供用戶上網服務。監控中心部署接入交換機，通過萬兆/千兆光纖鏈路接入到傳輸網絡中。保證監控中心解碼器及客戶端的正常適用使用
對于網絡設計中存在兩級架構如下圖所示，具體設計這里不做詳細介紹。
網絡傳輸帶寬要求
考慮到網絡傳輸過程及其它應用的開銷，鏈路的可用帶寬理論值為鏈路帶寬的80%左右，為保障視頻圖像的高質量傳輸，帶寬使用時建議采用輕載設計，輕載帶寬上限控制在鏈路帶寬的50%以內。
3)核心層交換機到接入交換機的網絡采用光模塊來傳輸，帶寬需達到千兆以上；
4)傳輸設備如光纖收發器到接入交換機之間的帶寬建議達到百兆；
5)傳輸設備如光纖收發器之間的傳輸帶寬建議達到百兆；
二、組網方案
視頻監控項目采用萬兆骨干環網，千兆匯聚接入的方式組建三級圖像專用網絡系統，通過分布式視頻接入與存儲的方式，建設數字視頻監控點。
前端采用高清網絡攝像機進行數字視頻采集，通過PON光纖鏈路傳輸視頻到分控中心進行統一接入。
分控中心做為網絡三級節點負責所有前端視頻接入數字視頻專網，在分控中心部署集視頻監控系統和存儲系統為一身的集成化網絡視頻存儲系統進行數字視頻的接入、存儲和轉發，對圖像進行為期30天的存儲。
控制中心做為網絡核心節點負責整網的視頻實時調用和重點監控點的實時監看，做為視頻業務的核心管理節點，部署視頻管理平臺，對全網的設備和用戶進行集中統一的授權、維護和管理。
三、用無源光網絡傳輸做監控架構的好處
1、PON設備的網絡規劃-OLT的部署。xPON建設初期，宜采用集中設置，在傳輸匯聚節點設置OLT節點覆蓋一定區域內的零散用戶。在xPON應用成熟期，宜采用分散設置的原則，將OLT設置在條件較好的有線接入或無線接入點機房，逐步向接入網接入和無線接入點相統一進行過渡，充分實現基礎資源的綜合利用。采用大容量的OLT設備，充分利用光接入的距離優勢，減少局所，降低維護成本。
2、PON設備的網絡規劃-分光器的部署。分光器分光：目前PON可以采取兩級分光方式來保證部署的靈活和端口的充分利用；當用戶滲透率提高時，將二級分光調整為一級分光；就目前接入PON網絡宜采用一級分光，盡量不超過兩級分光。用戶規模較小時，分光器應集中設置；用戶規模較大時，分光器可適當分散設置，以便盡量靠近用戶。分光器布放位置：分光器可以根據工程的實際情況布放在交接箱、小區機房、樓道和弱電井等地方。
3、PON設備的網絡規劃-ONU的部署。建設PON網絡實現接入網/FTTB時，宜盡量選用內置語音模塊的設備實現綜合業務接入。ONU應根據FTTx網絡的應用模式、業務需求進行設置。對于接入網應用，應盡量將ONU設置在用戶家里，避免安裝在門口或樓道內。對普通公眾用戶，可將ONU設置在用戶終端智能盒內提供保護，或者放置于桌面(采用光纖信息插座)。對于FTTB應用，可選擇將ONU設置在大樓樓道或豎井內機柜、室外光交接箱等不同位置集中放置。ONU原則上采用本地供電方式，盡量不采用遠端供電方式。為保證斷電時語音業務的正常開展，可以根據提供電池模塊提供備用電源。
4、PON設備的網絡規劃-網管。集中建設廠家網管，開放北向接口，便于接入傳輸綜合網管。
在建設視頻監控系統時，使用PON技術來實現視頻監控系統的前端接入成為最佳選擇。主要是因為PON技術的成熟和PON系統點到多點的靈活組網優勢。如果您在弱電安防工程中需要用到相關的設備，您可以直接在河姆渡智能建筑平臺采購。
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