磁县视频监控-PON组网的监控方案

1 1 本次项目具体实施方案 本次项目具体实施方案 按照 科学布局 分级分类 分步实施 的思路 采取有效的工作模式 统筹城市视 频监控建设规划 构建服务整个城市的视频监控系统 1 1 系统设计的优越性 系统设计的优越性 先进性 先进性 瞄准技术前沿 做到 两个率先一个扩展 即率先全网数字化 应用无源光网络 GPON 技术 实现前端监控点的数字化接入 节省光纤资源 降低能耗 采用分布式存储 IP SAN 技术 进行统一存储管理 实现图像存储资源共享 系统具有较强的扩展性 采 用会话发起协议 SIP 符合公安部通用联网标准 能与新开发的各类应用系统无缝对接 科学性 科学性 组织科研团队进行系统构架设计 针对磁县区域和地理特点 注重 圈 块 格 点 的逻辑布局和 监 控 查 管 的应用思路 服务实战 集约化 集约化 系统具有良好的兼容性和开放性 遵循统一的技术联网规范和技术规格 突破监控区 域和行业的局限 实现全社会广泛的资源整合 减少重复投入 重复建设 不断提高整体 投资的规模效益和使用效率 管理自动化 管理自动化 将运维管理系统应用于城市视频监控系统中 可对网络资产 故障 配置 性能和安 全进行管理 设备出现故障时能及时报警并精确定位 实现运行维护的自动化管理流程 节能环保 节能环保 烽火 PON 设备具备低功耗绿色环保的特点 随着各大通信企业能耗的不断增加 已成为国资委重点监管行业 企业节能减排考核 和管理将更加严格 各企业纷纷出台节能计划书 并制定设备节能标准 十二五 期间 随着我国通信网络规模快速扩张 通信业能源消耗也呈快速增长趋 势 其中 2012 年全行业能源消耗为 532 万吨标准煤 同比增长 20 通信业节能减排成 为当务之急 通信行业应充分发挥信息通信技术的杠杆效应 让信息产业对全社会节能减排起到推 动和先导作用 烽火通信目前已经从材料采购 产品设计 生产制造 供应链管理 包装运输及回收 等整个生产运营过程中全面推进和落实节能减排工作 形成了从核心网 传送网 接入网 到家庭网络等领域的绿色产品和解决方案 主要的产品节能措施包括了实时的环境监控 智能化业务接口控制 节能型工作模式 高效合理的软件设计 可回收降解的环保包装 智能多风扇设计等 烽火在节能减排方面竭尽全能 采用了全方位的节能减排手段 包括优化结构设计 采用环保加工工艺 选用优质的加工材料等措施 通过优化结构设计 实现了模块化设计 从而使得结构功能模块数量少 可重复利用率高 优化设计整机散热风道及单板散热布局 低功耗的硬件设计能偶有效提升散热效率 降低设备 减小设备噪声 通过采用框体钣 金模压及成型技术使得子框上导轨成型及结构强度加强 通过机盘面板钣金件上贴膜技术 能够减小丝印对环境的污染范围 通过钣金结构 实现形式紧凑实现了设备的体积小 重 量轻 密度高等特性 通过采用优质的电解锌板保证了无需电镀等表面处理工艺 另外 烽火通过采用逻辑电路采用先进的可编程器件定制 避免了通用 ASIC 芯片中 无效电路的损耗 包括采用 IEEE 802 3az 2010 标准 显著降低芯片和系统的功耗降低物理 层 50 系统层 70 80 的功耗 利用芯片内部 SRAM Stand by 模式 SRAM 约占芯片 面积 90 以上 使空闲的 SRAM 进入 Stand by 模式 其动态功耗几乎为 0 采用先进的生 产工艺 使用 40nm 生产工艺 比 90nm 降低约 40 功耗 对核心芯片的激光器进行控制 数 据空闲时间内会关闭激光器的发送端 从而降低设备整体功耗 在细节上 烽火也提高了绿色环保意识 选用电路接口处合理的上拉和下拉电阻值 避免不合理的功耗 选用效率高的电源模块或稳压器件 综合考虑外壳 散热器 PCB 散热 降低散热器与芯片的接触热阻 充分考虑气流分布 功耗大芯片 应就气流方向错开布置 在视频监控领域 在有条件的区域 如公园 广场等 采用风能 太阳能对前端设备 供电 达到节能减排目的 1 2 网络整体架构网络整体架构 整个系统按照逻辑层次结构分为 系统接入层 传输网络层 核心业务层 和业务扩展层 1 3 网络传输子系统 网络传输子系统 设计总体设计规划纲要 整体网络设计机构图示意 超远监控点承载解决方案超远监控点承载解决方案 要点 1 适当降低分光比延长承载距离 利用 PON 系统承载有利于远端宽带接入设备的可管可 控 要点 2 对少量在城郊的节点 距离超过 25km 采用将 OLT 下沉 不影响网络层次 要点 3 对超过承载距离的监控点可采用光纤收发器方式 本次工程的距离和解决方案 本次工程的距离和解决方案 距离距离解决方案解决方案 15km 以内采用 1 32 或 1 16 分光比 根据具体情况进行调整 15 25km采用 1 16 或 1 8 分光比 根据具体情况进行调整 超过 25km采用光纤收发器 根据具体情况进行调整 本次磁县城区要进行天网工程建设 即视频监控 监控点采用高清摄像头 8M 码流 城区主干道一共有 89 个点 城区小区里面有 500 600 个点 主干道解决方案 主干道解决方案 主干道采用 AN5006 03AW 野外型 ONU 一个视频监控点放置一个 ONU 组网方式建议采用 2 级分光的方式 即第一级分光采用 1 4 第二级采用 1 8 的方 式或者第一级采用 1 8 第二级采用 1 4 的分光 两级分光比的相乘结果不宜大于 32 比如 1 4 1 8 1 32 如果采用两级都是 1 8 那么乘积为 1 64 将不再适宜 根据地理环境以及各个摄像头的点位的位置进行最终确定 道路监控示意图 小区楼宇解决方案 小区楼宇解决方案 小区内的 ONU 可以采用 MDU 型的 ONU 可以为 8 口 16 口 24 口 摄像头通过以太网线连接到 ONU 网线的长度建议不要超过 200m 分光比不宜超过 1 16 小区楼宇监控示意图 1 4 本项目设备选型 本项目设备选型 烽火 AN5000 系列 PON 产品 包括 OLT ONU 能提供全套设备解决方案 AN5516 是电信级 OLT 设备 是 EPON GPON P2P 等光接入混合平台 AN5506 系列 FTTH 类型 ONU 可以放置在桌面上 也可以挂在用户墙面上 或者放置在家庭多媒体终端 盒中 FTTB 类型 ONU 可以放置在楼道弱电井 楼道智能箱体或室外机柜内 通过外置电 源模块供电 也可以选择后备电源 解决断电后通信的难题 PON 综合业务局端综合业务局端 OLT 设备 设备 AN5516 01 AN5516 01 是一款大型的电信级 PON 设备 全万兆背板 全前出线 支持双电源输入 AN5516 01 单框可插 16 块业务接口盘 支持 GPON EPON GE 等业务板卡的混插 AN5516 01 背板带宽达 3 25T 核心交换容量达 976G 主控单元配置实时同步 同时 承担设备系统级管理的职责 支持双卡无缝冗余切换 AN5516 01 支持两块上联板卡 可配置成为主备 TRUNK 等应用模式 单上联板提 供 1 个 10GE 4 个 GE 2 个 10GE 2 个 GE 6 个 GE 多种数据上联接口 还可通过 PNP 业务 板实现上联口的扩展 AN5516 01 单板支持 8 路 PON 接口 支持全光纤保护 AN5516 01 提供 TDM 业务的接入 通过 STM 1 接入传输网络 STM 1 接口支持 1 1 保护 AN5516 01 具有丰富的管理特性 支持与多种 PON 远端设备对接 满足不同业务和用 户需求 SFU 型型 PON 综合业务远端设备 综合业务远端设备 AN5006 03AW AN5006 系列单用户型 EPON 综合业务远端设备 用于解决单个家庭或者企业用户的 多业务接入需求 一般应用在 FTTH 或者 FTTO 或者视频监控的场景中 上行通过 PON 口 上联 设备放置在用户处 下行提供各种业务接口 AN5006 03AW 示意图 本项目采用的 ONU 产品具有如下特点 1 铸铝外壳 出线接口均采取防水设计 2 设备采用工业级低功耗电子器件产品 能在室外恶劣的环境下长期可靠工作 3 电源和以太网接口采用优化防雷电路 将设备雷击可能降到最小 4 温度适应范围 40 70 5 应用场景 全球眼 无线城市覆盖 PON WLAN 应用 6 用户侧提供 4 FE 接口 为用户提供数据业务接入 1 5 本项目设备的网管 本项目设备的网管 烽火综合网管系统处于国内领先地位 烽火 FTTx 网管国内率先实现与运营商运营管理 系统对接 实现告警数据 性能数据的自动采集以及业务的自动发放 解决了大规模应用 时运维和快速规模放号问题 已在北京 浙江 广东等地区广泛应用 烽火 GPON 综合网管 系统优势 最早开始自动工单系统 综合告警系统的开发 实现了全国第一个 GPON 自动工单 系统上网运行 实现了和运营商资源管理系统 业务开通该系统 CRM 系统 综合告警系统的全面 对接 支持基于 MAC SN MAC SN 的各种认证方式 网管处理模块提供了网络管理系统与 AN5000 系列局端 OLT 设备的管理接口 在 AN5516 01 中实现了 SNMP v2 的代理 Agent 功能 网管处理模块接受上一级网络管理者 SNMP Server 的请求 从 AN5000 系列局端 OLT 各功能模块中获得网管所请求的信息内 容 最后将该信息报告给网管 该模块还可将配置的变化 告警信息等主动报告给网管 简而言之 该模块的主要功能就是在保证整体的稳定 安全及高效率的前提下 为网管提 供整个 AN5000 GPON 系统的启动配置管理 运行状态监控 协议数据统计 性能实时分析 等信息 此外 网管处理模块还提供了命令行接口 CLI 调试界面 方便维护和管理 本次工程推荐采用烽火通信本次工程推荐采用烽火通信 ANM2000 网管对网管对 AN5000 系列系列 GPON 设备的管理 设备的管理 ANM2000 通过标准以太网硬件接口与 GPON 系统设备进行连接 通过 SNMP V2 0 协 议接口与 GPON 系统设备进行通信 GPON 网管系统以 WINDOWS 风格的图形操作界面生动地为用户提供了配置管理 故 障管理 性能管理 安全管理四大基本管理功能 图 1 网管组网示意图 配置管理模块主要针对 GPON 所特有的多业务多链路的技术特性制定了丰富 灵活的 用户配置操作接口界面 能根据用户业务需要 灵活配置网络的组播和 QINQ 功能 方便业务的部署 减少网络拥塞 提高业务 QoS 质量 故障 性能管理模块在提供常规故障 性能管理功能的基础上 着重加强了断纤告警 和掉电告警的发现 区分与监控 安全管理模块为不同的操作用户提供分级分权管理功能 为不同特点的操作人员配置 不同的管理员级别 分配不同的操作 管理权限 同时可以准确记录每个用户在登录 后的操作日志 图 2 烽火 ANM2000 网管系统与上层 RMS 系统对接模式 ANM2000 网管系统可通过北向接口 TL1 WEB Service CORBA 与综合网管分析模块 资源管理系统等外部系统实现对接 Error Reference source not found 实现资源与数据 的共享 对于 GPON 接入方式承载的各种业务的管理 也可与资源业务开通系统配合来实 现 并且 可在 GPON 设备侧实现业务预配置及即开即通要求 从而保证 GPON 接入方式 作为语音 宽带上网 IPTV 视频监控等业务的综合业务承载通道 满足业务发展要求 1 6 本项目设备和方案的可靠性 本项目设备和方案的可靠性 二层隔离 二层隔离 烽火通信的 AN5000 系统提供可靠的数据安全能力 对于 GPON 系统来说 各 ONU 之间逻辑上是二层隔离的 不做特殊的设置或借助其他三层设备等 ONU 之间是 不能相互通信的 即 ONU 不会遭受来自系统内部的攻击等威胁 且 GPON 设备属于二层设 备 ONU 设备的信息终结在局端 OLT 上 其 MAC 地址等信息不会发布到网络外部 因此 安全性较好 如果需要更高级别的安全性保证 烽火 GPON 系统还支持对业务的加密 加密 加密 由于 GPON 的下行数据采用广播的 TDM 方式实现 因此存在被个别用户全部 截取接收的可能 在这种情况下 烽火通信的 AN5000 系统下行方向采用 ITU T G 984 规定 的 AES 128 加密算法 可以有效保护用户数据不被窃取 具体实现过程为 OLT 和 ONU 通 过 OMCI 通道来协商算法 加密由 OLT 提出密钥更新要求 ONU 提供加密密钥 OLT 使用此 密钥完成加密功能 ONU 应能正确解密被加密的下行数据 在启用加密功能后 对所有的 数据净荷进行加密 线路保护 线路保护 对于拓扑结构的保护问题 GPON 标准中定义了 TYPEA B C D 种保护机 制 其中最为常用的是 TYPEB 和 TYPEC 保护 烽火通信的 AN5000 系统均可以实现 骨干 光纤保护倒换方式 TYPEB 和光纤全保护倒换方式 TYPEC 骨干光纤保护方式中 OLT 侧的主备 PON 口分别连接到 2 N 分路器的两个端口 从分路器到 ONU 侧采用常规连接 这种方式的代价比较小 可以对 GPON 的骨干段光纤实现保护 系统的可靠性大幅度提升 光纤全保护倒换方式中 每个 ONU 通过两个上行 PON 口与两个独立的光分路器实现双归 属连接 每个分路器连接至 OLT 的两个 PON 口 这种方式彻底消除了 GPON 系统中的单点 故障隐患 但是代价也是整体翻倍的 通过上述介绍可以看到 在必要的情况下 GPON 是可以实现高可靠性的拓扑结构的 烽火通信的 AN5000 系列 GPON 产品全面支持上述两 种保护方式 在已经参加的数次系统测试中表现出了强韧的可靠性特性 PON 口 主 2 N光分路器 PON 口 备 PON 口 PON 口 ONU 1 ONU N OLT AN5506 AN5506 AN5506 AN5506 AN5516 OLT 如上图烽火GPON的骨干光纤保护应用 PON 口 主 PON 口 备 ONU 1 ONU N OLTPON 口 PON 口 1 N光分路器 1 N光分路器 AN5506 AN5506 AN5506 AN5506 AN5116 OLT 如上图烽火GPON全保护模式下的应用 QOS 保障 保障 烽火通信的 AN5000 系统拥有完善的 DBA 机制和优秀的 QoS 服务能力 能 将业务带宽分配方式分成 4 种类型 优先级从高到低分别是固定带宽 Fixed 保证带宽 Assured 非保证带宽 Non Assured 和尽力而为带宽 BestEffort 同时 DBA 机制还 定义了业务容器 T CONT 作为上行流量调度单位 每个 T CONT 可包含一个或多个 GEM Port ID 烽火 GPON 系统将 T CONT 分为 5 种业务类型 不同类型的 T CONT 具有不同的带 宽分配方式 可以满足不同业务流对时延 抖动 丢包率等不同的 QoS 要求 其中 类型 1 的特点是固定带宽固定时隙 对应固定带宽 Fixed 分配 适合对时延敏感的业 务 如话音业务 类型 2 的特点是固定带宽但时隙不确定 对应保证带宽 Assured 分配 适合对抖动要 求不高的固定带宽业务 如视频点播业务 类型 3 的特点是有最小带宽保证又能够动态共享富余带宽 并有最大带宽的约束 对 应非保证带宽 Non Assured 分配 适合于有服务保证要求而又突发流量较大的业务 如下 载业务 类型 4 的特点是尽力而为 BestEffort 无带宽保证 适合于时延和抖动要求不高的 业务 如 WEB 浏览业务 类型 5 是组合类型 在分配完保证和非保证带宽后 额外的带宽需求尽力而为进行分 配 OMCI 维护维护 烽火通信的 AN5000 系统中采用了专门的开销帧来提供 OMCI 功能 通过 OMCI 信道协议来管理高层定义的业务 包括 ONU 的功能参数集 T CONT 业务种类与数量 QoS 参数 请求配置信息和性能统计 自动通知系统的运行事件 实现 OLT 对 ONT 的配置 故障诊断 性能和安全的管理 为 GPON 大规模进入 FTTH 领域奠定了坚实的基础 烽火通 信的 GPON 产品在提供基本的