远程监控传输遇瓶颈 无源光网络优势分析

近几年，不断发展的网络视频监控离不开网络宽带的支持，同时网络监控对带宽的巨大需求也推动着接入技术的发展。网络监控以高清化、网络化、广泛化、复杂化为主要特征，伴随着“平安城市”、“智慧城市”的建设，光端机接入和光纤收发器接入亦无法满足接入带宽的的需求，现有的接入方式将出现瓶颈。

　　现代城市朝多职能化发展，城市布局日趋复杂，地面监控点有上百、数百个甚至上千个，要保证职能部门能在第一时间掌握实时、清晰高品质的视频图像，就凸现出光纤资源的紧张。而且，在城市功能日趋强大和复杂的今天，重新敷设光缆不仅成本非常昂贵，各方的协调更是困难重重。

　　鉴于此，该如何解决上述问题呢?其实，在电信运营商的FTTH(光纤到户)的建设中也遇到了同样的问题。为了解决这一问题，充分发挥光纤的带宽优势、解决光纤资源紧张、提高网络的可靠性，电信运营商选择了PON(无源光网络)技术。这种技术也可以运用到安防网络监控。

　　什么是PON?

　　PON(Passive Optical Network)即无源光网络。一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端(OLT)，以及一批配套的安装于用户场所的光网络单元(ONU)。在OLT与ONU之间的光配线网(ODN)包含了光纤以及无源分光器或者耦合器。

　　PON系统结构主要由中心局的光线路终端(OLT: Optical Line Terminal)、包含无源光器件的光分配网(ODN: Optical Distribution Network)、用户端的光网络单元/光网络终端(ONU/ONT Optical Network Unit / Optical Network Terminal)组成，其区别为ONT直接位于用户端，而ONU与用户之间还有其它网络，如以太网) 以及网元管理系统(EMS)组成，通常采用点到多点的树型拓扑结构。

　　PON网络的突出优点是消除了户外的有源设备，所有的信号处理功能均在交换机和用户宅内设备完成。而且这种接入方式的前期投资小，大部分资金要推迟到用户真正接入时才投入。它的传输距离比有源光纤接入系统的短，覆盖的范围较小，但它造价低，无须另设机房，维护容易。因此这种结构可以经济地为居家用户服务。

　　无源光网络从中心到驻地网之间不存在任何有源器件，取而代之的是将无源光器件插入到网络中，并在整个路径上通过分离光波长的功率来引导传输的流量。这种替换使得用户不再需要向传输环路中的有源器件供能和保养，大大节约了用户的成本。无源的分光器和耦合器只起到传递和限制光的作用，不需要供电和信息处理，而且具有不受限制的平均故障间隔时间，可以全面降低维护成本。

　　背景

　　从整个网络的结构来看，由于光纤的大量铺设，DWDM等新技术的应用使得主干网络在几年之内已经有了突破性的发展。同时由于以太网技术的进步，由其主导的局域网带宽也从10M, 100M到1G甚至10G。而目前大家关注，最需要突破的地方就在于连接网络主干和局域网以及家庭用户之间的一段，这就是常说的“最后一公里”，这是个瓶颈。必须打破这个瓶颈，才可能迎来网络世界的新天地。这就好象在一个国家的公路系统，干线和各地区干道都已经建成高等级的宽阔的公路，但通向家庭和商家的门口却还是羊肠小道，这个公路网络的效率无法有效地发挥。

APON经过多年的发展，仍没有真正进入市场。主要原因是ATM协议复杂，相对于接入网市场来说设备还较昂贵。同时由于以太技术的高速发展，使得ATM技术完全退出了局域网。而千兆及10G标准的推出为以太技术走向主干打开了大门，因此如何把简单经济的以太技术与PON的传输结构结合起来，自2000年始引起技术界和网络运营商的广泛重视。同时，业界普遍认为ATM PON的很多缺点，例如缺乏视频传输能力、带宽有限、系统复杂以及价格昂贵等等，在EPON中将不会存在。

　　光接入网演进的首期目标是FTTB(Fiber To The Building)和FTTC(Fiber To The Curb)系统，然后再发展到FTTH(Fiber To The Home)，通过一个简单的平台为用户提供包括数据、视频和语音在内的全面服务。EPON可以提供比APON更高的带宽和更全面的服务，成本却很低，同时EPON的体系结构也符合G.983标准的大多数要。

　　PON技术的优点主要体现在以下几个方面：

　　1，光纤接入网是最能适应未来发展的解决方案，特别是PON技术已被证明是当前综合宽带接入中非常经济有效的方式。

　　2，由于采用PON技术，整个光分配网是无源的，无源光网络的体积小且设备简单。与铜缆网相比，PON可减少维护运行费用，并彻底避免了电磁干扰和雷电干扰。

　　3，PON的无源ONU(光网络单元)无需供电，不仅免除了供电的一系列问题，而且可靠性优于有源设备。

　　4，由于使用的是无源器件，共享光纤传输介质，整个光网络的投资费用较低。

　　5，PON在一定程度上对所使用的传输体制是透明的，升级起来比较容易。

　　PON技术已经成为业界公认的实现光纤到户(FTTH)的首选方案。PON技术采用点到多点拓扑结构，下行和上行分别通过TDM和TDMA方式传输数据。OLT到ONU间的距离最大可达20km，传送速率为双向对称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。采用PON技术可以有效解决网络监控带宽和距离限制。局端OLT设备部署在局端机房，采用多级分光，实现点的灵活布放;

　　采用ONU 网络摄像头作为终端组合，其中ONU可以是带PON功能的PoE交换机;局方把上行组播数据同时送往客户的监控室和存储服务器。可以在监控室可以实时监控，同时把视频数据送往存储服务器，便于事后证据的采集。

　　在“光进铜退”的今天，PON技术的广泛应用显得尤为重要。采用PON技术的远程视频监控系统合理的解决现代城市监控点密集复杂、光纤资源紧张等问题，在组网形态、光纤资源、视频质量、可靠性等诸多方面具有无可比拟的优越性，为运营商远程视频监控业务的发展提供了最佳的网络解决方案。