依托移动基站的视频监控系统接入方式

   2008年电信重组完成后，移动运营商面临着全业务运营的市场机遇与挑战。由于大客户对电信运营商的特殊重要性，在目前及今后竞争日益激烈的通信市场，大客户理所当然成为各个运营商争夺的重点。与此同时，基站接入网建设正在逐步完善中，视频监控系统接入作为大客户接入中的一种具有代表性的业务接入，如何以移动基站为依托，充分利用资源，利用已建机房中的各种设施和已有的光缆、管道等基础网络资源，将其作为城域网接入节点，采用多种接入技术实现大客户的综合接入，对中国移动如何更好地开展综合业务接入具有一定的参考意义。

    城域传送网现状及视频监控系统特点

    1.城域传送网现状

    目前移动城域传送网主要采用SDH/MSTP技术。传送网采用分层次建设，在核心汇聚层主要使用10Gbit/s和2.5Gbit/s设备组织环网和MSP1+1系统，在接入层主要使用多种速率混合的多套设备组合的MADM设备，主要采用二纤或四纤环形或1+1MSP、SNCP等保护方式。接入层的节点主要是大量建设、分布广泛的移动基站，通过光纤组成环网加支线的接入网，接入环网速率一般为155Mbit/s或622Mbit/s。除支持传统的TDM信号外，还逐渐将数据技术和功能融入SDH设备中。

图1 视频监控系统结构

    2.视频监控系统的特点

    视频监控系统俗称“全球眼”，在“平安中国”的大环境下，其应用的场合越来越广泛，涵盖社会众多场景和多个领域。数量众多的摄像头分布在城镇的各个角落，每个监控点需要1～2个2Mbit/s的带宽。监控系统主要由前端设备（包括摄像机、云台、视频编码器、室外多媒体箱、避雷器、UPS电源、光纤、光纤转换器等）、公安视频监控平台、后端视频解码设备、IP存储设备组成。

    监控系统一般建设街面摄像机——派出所——县公安局指挥中心三级系统架构，同时预留接入上级市公安局和省公安厅监控系统的接口；县公安局指挥中心对全县的所有监控点进行集中监视和控制，同时对所有监控图像进行录像。其系统结构如图1所示。

    视频监控系统的几种接入方式和解决方案

    针对视频监控系统的接入特点，目前移动运营商主要采用以下几种接入方式来实现。

    1.采用光电转换器接入的方式

    光电转换器又称光电收发器，俗称“光猫”，是针对特殊用户环境而设计的产品。它利用一对光纤进行单E1或单V.35或单10BaseT点到点式的光传输终端设备。该设备作为本地网的中继传输设备，适用于基站的光纤终端传输设备以及租用线路设备。它既可以把电信号转换成光信号，也可以把光信号转换成电信号。电口传输距离一般少于100m，光口传输距离一般分为1：2km(多模)，20/40/60/100km(单模)，具体数值主要根据光纤的传输指标以及光电转换器的配置而定。

    对于视频监控系统，一般采用监控点和县公安局对开光电转换器的方式(如图2所示)。监控点的转换器出来以太网口直接连视频终端处理器，县公安局侧转换器出来以太网口直接上监控中心交换机，监控点通过基站接入网的光缆跳纤至县公安局开通，路由为：监控点—基站—县局汇聚点—县公安局。这种方式接入配置清晰，设备施工简单，但中间基站光缆跳纤较复杂，监控点的分布广泛，数量众多，造成基站接入网纤芯被大量占用，同时接入层光缆的频繁割接影响了监控点的稳定。对于乡镇的监控点，一般距离较远，采用光电转换器对光纤的衰耗和设备的配置都要求很高。每个监控点采用光电转换器接入也会造成县公安局设备数量较多，对装机空间及设备维护都造成了较大负担。因此在视频监控初期摸索阶段，接入数量不大、工程工期要求紧张的情况下可以采用此接入方式。

图2  光电转换器接入方式示意图

    2.采用光端机接入的方式

    目前的SDH传输技术十分成熟，接入环速率一般为622Mbit/s或155Mbit/s，每个基站下有多个E1电路。光端机就是将多个E1（一种中继线路的数据传输标准，通常速率为2.048Mbit/s，此标准为中国和欧洲国家采用）信号变成光信号并传输的设备。光端机根据传输E1口数量的多少，价格也不同，一般最小的光端机可以传输4个E1。光端机分3类：PDH、SPDH、SDH。光端机的传输距离取决于设备和实际环境等多种因素，双纤的光端机一般可传输1～120km，单纤的一般可达到1～80km。

 图4  光端机接入方式示意图

    视频监控系统一般采用基站与监控点对开光端机的方式。基站侧光端机的E1电路与基站SDH设备所下E1电路跳通，监控点侧光端机通过协议转换器将2Mbit/s接口转换为以太网接口，然后连接到视频处理终端。监控点电路通过城域传送网的接入层和汇聚层传至县局汇聚节点落地，然后通过协议转换器和县局交换机至县公安局监控中心交换机。系统采用光端机接入，直接利用基站SDH设备落地电路开通，可以节省接入网光缆纤芯，减少县局汇聚点和县公安局装机设备数量，降低维护成本，能更好地延伸接入点末端的距离。其劣势在于监控点数量众多，每点1～2个2Mbit/s，对基站落地电路数量需求较多，占用了较多的基站接入环通路，对城域传送网造成了较大负担，影响了基站接入网的组网。因此在视频监控初期阶段，接入数量不大、工程工期要求紧张的情况下也可以采用此接入方式。

图5   xPON接入方式示意图

    3.采用xPON接入的方式

    文章前面介绍了2种接入方式都是在初期阶段接入数量不是很大的情况下采用。考虑到监控点对基站接入网纤芯或者电路的大量需求，运营商采用新技术xPON来实现监控接入，可以很好地满足其接入需求。xPON将以太网技术与无源光网络(PON)技术结合起来，光信号通过分光器把光纤线路终端(OLT)一根光纤下行的信号分成多路给每一个光网络单元(ONU)，每个ONU上行的信号通过光耦合器合成在一根光纤里给OLT。其目标是用最简单的方式实现一个点到多点拓扑结构的千兆以太网光纤接入网络。

    视频监控接入首先要选取城区和乡镇的基站或者派出所作为分光器放置点，工作人员把用户端设备ONU放在监控点，监控点的视频处理器通过以太网口与ONU连接；局端设备OLT放在县局汇聚点机房或者县公安局监控中心机房，通过上联以太网接口与监控中心的网络矩阵主机连接。xPON系统可以提供上下行对称的高速率接入，可以满足监控点大量的带宽需求；在光缆线路上，因分光器的使用，系统采用点到多点的光缆结构，节省了接入网光缆纤芯，还具有良好的扩展性，对于以后增加的监控点，通过光缆直接连到附近基站或派出所所在的分光器即可。其劣势在于PON接入距离具有一定的限制，传输距离受到分光器分光比以及光纤衰耗等因素的影响。乡镇监控点远距离接入，则需要将OLT的位置往用户侧靠近，因此需要设置多个接入汇聚节点。OLT通过数据组网传送至视频监控中心机房。

    几种接入方式的比较

    目前以上三种常用的接入方式，各有自己的利弊，其比较结果如表1所示。

    通过比较可以看出，在视频监控接入初期规模较小时系统一般采用光电转换器或光端机接入，结构简单清晰，设备投资较小；在视频监控点具有一定规模，需要统一进行规划建设时，采用xPON接入将是一个很好的选择，对接入点的数量和带宽需求都具有良好的可扩展性。随着xPON技术的臻于成熟，其应用将越来越广泛，综合投资收益比将越来越高。

    总之，随着技术的不断发展和创新，视频监控接入方式会有更多的选择，比如PTN技术、通过光纤交换机组建更靠近用户的数据网等，未来将是一个高带宽、多业务、低成本的快速接入模式。可以预见，综合业务接入市场将会成为未来几年信息产业中最炙手可热的市场之一。