中國(guó)聯(lián)通太原市分公司系統(tǒng)集成及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展中心 | 劉小勤

隨著城市監(jiān)控、交通監(jiān)控等一系列遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控組網(wǎng)需求的大量出現(xiàn)，“平安城市”、“天網(wǎng)工程”等對(duì)上行帶寬需求較高的業(yè)務(wù)已經(jīng)成為運(yùn)營(yíng)商收益較高的新型業(yè)務(wù)。

“天網(wǎng)工程”即社會(huì)治安視頻監(jiān)控與報(bào)警綜合管理系統(tǒng)，是社會(huì)治安防控體系的重要組成部分，通過(guò)整合社會(huì)各級(jí)、各類視頻監(jiān)控資源，完成現(xiàn)有監(jiān)控信號(hào)的“全聯(lián)網(wǎng)”接入工作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)城市重點(diǎn)區(qū)域、敏感部位及易發(fā)生重大突發(fā)、群體性事件地段的實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)，通過(guò)建設(shè)完善的視頻監(jiān)控管理平臺(tái)，承載全市新建的視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)，實(shí)現(xiàn)前端設(shè)備的統(tǒng)一管控（如圖所示）。

“天網(wǎng)工程”需求分析

以太原聯(lián)通承建的太原市天網(wǎng)工程為例，該項(xiàng)目共計(jì)新增視頻監(jiān)控?cái)z像點(diǎn)4900個(gè)，要求每個(gè)攝像頭帶寬達(dá)6M，并為現(xiàn)有100個(gè)派出所接入網(wǎng)點(diǎn)提供100M帶寬接入。預(yù)計(jì)2014年還將建設(shè)6000個(gè)、2015年建設(shè)8000個(gè)高清攝像頭，三年預(yù)計(jì)共建設(shè)1.8萬(wàn)個(gè)高清攝像頭，長(zhǎng)期目標(biāo)是在整合社會(huì)資源后將達(dá)到32萬(wàn)個(gè)高清攝像頭。

由于視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)對(duì)上行帶寬需求較大，一般超過(guò)2M，本次“天網(wǎng)工程”每個(gè)視頻監(jiān)控點(diǎn)均為高清信號(hào)，所需上行帶寬為6M。終端設(shè)備數(shù)量大并且在一個(gè)區(qū)域內(nèi)呈分散分布，對(duì)接入網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性要求高。此外，由于此類業(yè)務(wù)主要用于公共安全防護(hù)和行業(yè)應(yīng)用，客戶對(duì)QoS的要求較高。

采用PON技術(shù)承載視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的回傳數(shù)據(jù)，攝像頭通過(guò)FE接口直接連接至ONT,可充分利用PON系統(tǒng)上行高帶寬的特性，且每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)到交換機(jī)都為獨(dú)享帶寬，與視頻光端機(jī)點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸方式相比，可以極大地節(jié)省主干線路光纖資源。

本項(xiàng)目所有新增的視頻監(jiān)控點(diǎn)帶寬為6M，均直接接入視頻監(jiān)控平臺(tái)，所有用戶通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)登錄到系統(tǒng)中實(shí)時(shí)查看。

圖 天網(wǎng)工程總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

組網(wǎng)原則

太原聯(lián)通現(xiàn)IP城域網(wǎng)BAS設(shè)備主要承載寬帶業(yè)務(wù)，因此不建議承載天網(wǎng)。SR中繼利用率較低，但考慮到IPTV業(yè)務(wù)將由SR進(jìn)行承載，預(yù)計(jì)占用率將大幅提高，不建議承載天網(wǎng)。OLT上行占用率較低，可考慮共用，但若共用OLT，將涉及VLAN和IP地址劃分、用戶管理等，維護(hù)工作較為復(fù)雜。同時(shí)考慮到天網(wǎng)視頻監(jiān)控對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求較高，特別是對(duì)丟包率較為敏感，通過(guò)測(cè)試城域網(wǎng)承載的公共安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)城域網(wǎng)部分節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量不穩(wěn)定（主要是丟包率時(shí)好時(shí)壞），無(wú)法為用戶提供較為穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

根據(jù)用戶需求，并考慮城域網(wǎng)資源情況，本期工程建設(shè)獨(dú)立的專網(wǎng)。具體為：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)向IP路由型網(wǎng)絡(luò)發(fā)展演進(jìn)，做到層次清晰、結(jié)構(gòu)扁平化；基于業(yè)務(wù)可擴(kuò)展性和技術(shù)先進(jìn)型、成熟性原則，主體傳送技術(shù)采用IP方式；網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以充分滿足現(xiàn)有業(yè)務(wù)需求為出發(fā)點(diǎn)，同時(shí)兼顧未來(lái)新技術(shù)引進(jìn)的需求，如IPv6、組播、VPN等，確保網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的可擴(kuò)展性；承載網(wǎng)絡(luò)的核心層和匯聚層采用路由化及MPLS化，實(shí)現(xiàn)大容量，高性能的轉(zhuǎn)發(fā)；網(wǎng)絡(luò)接入實(shí)現(xiàn)用戶和業(yè)務(wù)的隔離，提供高帶寬和高可靠性，具有簡(jiǎn)單的安全和QoS控制。

另外，考慮實(shí)際情況及以上幾點(diǎn)要求，視頻監(jiān)控接入網(wǎng)還有其獨(dú)特之處：對(duì)上行的帶寬要求高，視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)主要從監(jiān)控點(diǎn)往監(jiān)控中心傳送，單路上行帶寬要求達(dá)到6M；地域分布廣，在一個(gè)城區(qū)內(nèi)15km左右范圍內(nèi)廣泛分布；鏈形或樹(shù)形組網(wǎng)，如沿主干道路每一公里左右路口或公共場(chǎng)所設(shè)幾個(gè)接入點(diǎn)，這樣用以太網(wǎng)交換機(jī)或光端機(jī)串聯(lián)或星型級(jí)連成本很高，維護(hù)將會(huì)非常困難；與IP應(yīng)用緊密結(jié)合，由于存在著多個(gè)監(jiān)控中心同時(shí)實(shí)時(shí)查看一個(gè)點(diǎn)的視頻情況，一般會(huì)用IP組播技術(shù)解決；要求網(wǎng)絡(luò)對(duì)IP組播有很好的承載性能。

組網(wǎng)設(shè)計(jì)

按照業(yè)務(wù)需求，本次網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)分為三層，核心層、匯聚層、接入層（接入?yún)R聚層和接入層）。

其中，核心層主要由核心路由器組成，負(fù)責(zé)對(duì)匯聚層設(shè)備進(jìn)行匯聚，并提供與應(yīng)用平臺(tái)的接口等。市公安局中心平臺(tái)部分配置2臺(tái)CR作為核心路由器，放置在我公司IDC機(jī)房，核心路由器通過(guò)4*10G光口連接到市公安局中心平臺(tái)。

為滿足天網(wǎng)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)需求，匯聚層建設(shè)由匯聚交換機(jī)組成，至核心層通過(guò)10GE電路進(jìn)行互聯(lián)，并負(fù)責(zé)對(duì)接入層匯聚設(shè)備進(jìn)行匯聚。根據(jù)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)分布以及城域網(wǎng)光纜建設(shè)情況，設(shè)置迎澤、城北、平陽(yáng)路、河西4個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)配置1臺(tái)L3，用于匯聚本區(qū)域內(nèi)接入?yún)R聚節(jié)點(diǎn)。每臺(tái)L3通過(guò)2條10G電路與核心層節(jié)點(diǎn)相連。接入?yún)R聚層主要由L3交換機(jī)組成，負(fù)責(zé)對(duì)各轄區(qū)內(nèi)OLT設(shè)備的匯聚。每個(gè)節(jié)點(diǎn)配置1臺(tái)L3交換機(jī)，根據(jù)光纜路由情況，用于匯聚本區(qū)域內(nèi)OLT設(shè)備，采用星形組網(wǎng)方式。各接入?yún)R聚層L3交換機(jī)通過(guò)10GE接口上聯(lián)至匯聚層交換機(jī)。根據(jù)實(shí)際情況，目前暫定接入?yún)R聚層有14個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)，分別為迎澤、平陽(yáng)路、河西、城北、尖草坪、大東關(guān)、二營(yíng)盤、義井、興華、郝莊、高科技、北營(yíng)、南寒和敦化坊。14個(gè)接入?yún)R聚節(jié)點(diǎn)各通過(guò)2條10G電路與迎澤、城北、平陽(yáng)路、河西4個(gè)匯聚層節(jié)點(diǎn)相連。

接入層則是將視頻監(jiān)控點(diǎn)至上層承載網(wǎng)絡(luò)采用GPON方式接入，監(jiān)控點(diǎn)通過(guò)FE端口上聯(lián)至ONT，再上聯(lián)至OLT，實(shí)現(xiàn)接入需求。GPON系統(tǒng)由OLT、ONT、POS組成。其中，OLT放在主局或主要模塊局機(jī)房，根據(jù)光纜資源和視頻監(jiān)控點(diǎn)分布情況，選取80個(gè)節(jié)點(diǎn)部署OLT；ONT放在前端視頻監(jiān)控點(diǎn)的防水機(jī)箱中，一端連接GPON光纖，另一端通過(guò)雙絞線連接視頻編碼器，原則上在每個(gè)攝像頭前端均需新增1個(gè)ONT設(shè)備，相鄰的點(diǎn)位可選用多口ONT；POS則是根據(jù)新增ONT的位置，選用1:8以及1:16的分光器，上聯(lián)至OLT設(shè)備。