關(guān)鍵詞： PON , VPON , 視頻

隨著現(xiàn)代城市朝多職能化發(fā)展，城市布局日趨復(fù)雜，地面監(jiān)控點有上百、數(shù)百個甚至上千個，要保證職能部門能在第一時間掌握實時、清晰高品質(zhì)的視頻圖像，就凸現(xiàn)出光纖資源的緊張。而且，在城市功能日趨強(qiáng)大和復(fù)雜的今天，重新敷設(shè)光纜不僅成本非常昂貴，各方的協(xié)調(diào)更是困難重重。鑒于此，該如何解決上述問題呢？

其實，在電信運(yùn)營商的FTTH（光纖到戶）的建設(shè)中也遇到了同樣的問題。為了解決這一問題，充分發(fā)揮光纖的帶寬優(yōu)勢、解決光纖資源緊張、提高網(wǎng)絡(luò)的健壯性，電信運(yùn)營商選擇了PON（無源光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)。

不過，在運(yùn)營商的PON網(wǎng)絡(luò)中，通常是傳輸以太網(wǎng)信號，如果是要承載視頻監(jiān)控的話，也只能傳輸?shù)蛶挼膲嚎s視頻信號，無法保證視頻質(zhì)量。為了既能節(jié)省光纖，又能傳輸高質(zhì)量的非壓縮視頻，VPON(Video over PON)概念應(yīng)運(yùn)而生，為“平安城市”監(jiān)控點視頻接入提供了全新的解決方案。

1 PON的優(yōu)點

PON（Passive Optical Network）即無源光網(wǎng)絡(luò)。一個無源光網(wǎng)絡(luò)包括一個安裝于中心控制站的光線路終端（OLT），以及一批配套的安裝于用戶場所的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）。在OLT與ONU之間的光配線網(wǎng)（ODN）包含了光纖以及無源分光器或者耦合器。

無源光網(wǎng)絡(luò)從中心到駐地網(wǎng)之間不存在任何有源器件，取而代之的是將無源光器件插入到網(wǎng)絡(luò)中，并在整個路徑上通過分離光波長的功率來引導(dǎo)傳輸?shù)牧髁?。這種替換使得用戶不再需要向傳輸環(huán)路中的有源器件供能和保養(yǎng)，大大節(jié)約了用戶的成本。無源的分光器和耦合器只起到傳遞和限制光的作用，不需要供電和信息處理，而且具有不受限制的平均故障間隔時間(MTBF)，可以全面降低維護(hù)成本。

PON技術(shù)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

·光纖接入網(wǎng)是最能適應(yīng)未來發(fā)展的解決方案，特別是PON技術(shù)已被證明是當(dāng)前綜合寬帶接入中非常經(jīng)濟(jì)有效的方式。

·由于采用PON技術(shù)，整個光分配網(wǎng)是無源的，無源光網(wǎng)絡(luò)的體積小且設(shè)備簡單。與銅纜網(wǎng)相比，PON可減少維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用，并徹底避免了電磁干擾和雷電干擾。

·PON的無源ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)無需供電，不僅免除了供電的一系列問題，而且可靠性優(yōu)于有源設(shè)備。

·由于使用的是無源器件，共享光纖傳輸介質(zhì)，整個光網(wǎng)絡(luò)的投資費(fèi)用較低。

·PON在一定程度上對所使用的傳輸體制是透明的，升級起來比較容易。

PON技術(shù)已經(jīng)成為業(yè)界公認(rèn)的實現(xiàn)光纖到戶（FTTH）的首選方案。PON技術(shù)采用點到多點拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，下行和上行分別通過TDM和TDMA方式傳輸數(shù)據(jù)。目前電信行業(yè)主要推廣的是EPON，即以太網(wǎng)封裝到PON，實現(xiàn)光纖寬帶入戶。

2 VPON的誕生

為解決“平安城市”建設(shè)中光纖資源緊張問題，促進(jìn)我國視頻監(jiān)控事業(yè)的發(fā)展，將電信領(lǐng)域先進(jìn)可靠的無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——PON引入到視頻監(jiān)控領(lǐng)域，武漢微創(chuàng)光電股份有限公司首創(chuàng)VPON（Video over PON）概念。

VPON在視頻監(jiān)控中引進(jìn)接入層最先進(jìn)的光網(wǎng)絡(luò)概念PON，并用PON技術(shù)承載數(shù)字非壓縮視頻，是數(shù)字非壓縮視頻光端機(jī)技術(shù)與PON技術(shù)的完美結(jié)合，在組網(wǎng)形態(tài)、光纖資源、視頻質(zhì)量、可靠性等諸多方面具有無可比擬的優(yōu)越性，是一種全新的視頻接入層傳輸解決方案。

VPON定位于密集的視頻監(jiān)控系統(tǒng)如“平安城市”建設(shè)的視頻接入層，是一種數(shù)字非壓縮視頻光纖傳輸系統(tǒng)，與微創(chuàng)光電數(shù)字非壓縮視頻光端機(jī)產(chǎn)品一起構(gòu)成完整的視頻接入層解決方案。它既能滿足監(jiān)控點密集情況下的各種組網(wǎng)要求，又能提供實時的、清晰的高品質(zhì)視頻圖像。

3 VPON的特點

系統(tǒng)組成：系統(tǒng)由光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）、光線路終端（OLT）和無源光纖網(wǎng)絡(luò)組成。無源光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）由光纖和分光器組成，可以是無環(huán)的任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

單個系統(tǒng)包含1臺OLT和最多8臺ONU。每個ONU能接入1路視頻信號，同時提供1個總線型前端控制數(shù)據(jù)通道、1個音頻通道和1個開關(guān)量通道。OLT接收全部ONU的信號并集中輸出。

根據(jù)需要還可以提供多路視頻接入的ONU，這時單個系統(tǒng)可接入的ONU個數(shù)會減少，而是以接入的視頻信號總數(shù)不超過8路為限。多路視頻信號接入的ONU可以通過軟件設(shè)置實際的視頻信號接入數(shù)量，輔助信號數(shù)量也同時調(diào)整，總線通道不受影響。

組網(wǎng)靈活：系統(tǒng)通過分光器和光纖組成多對一的無源光網(wǎng)絡(luò)（PON），可以根據(jù)前端的分布情況組成鏈形、星形和樹形網(wǎng)絡(luò)。按設(shè)計和試驗驗證，8個前端ONU可以支持在20km半徑范圍內(nèi)的任意組網(wǎng)（非環(huán)形）。

擴(kuò)容方便：可在系統(tǒng)中的干線光纖或支線光纖上的任意一點插入新的ONU，或者在系統(tǒng)中的干線光纖或支線光纖上的任意一點插入無源分路器后，分出若干段光纖后插入新的ONU。也支持在原ONU的后端再延長出一段光纖插入新的ONU。

可靠性高：系統(tǒng)所有設(shè)備都通過PON連接，PON由無源元件組成，不易受損，特性穩(wěn)定。

系統(tǒng)不論采用哪種網(wǎng)絡(luò)形式，實際上還是接收端與各前端點到點的直接傳輸，因此前端故障不會對網(wǎng)絡(luò)造成影響。前端故障可包括前端掉電和設(shè)備故障，甚至還可以包括前端設(shè)備不穩(wěn)定。實際上，VPON完全與點對點光端機(jī)組成的監(jiān)控傳輸網(wǎng)具有相同的可靠性。

可指派輸出：可根據(jù)需要將特定ONU接入的信號設(shè)置到OLT端指定端口輸出。即可以實現(xiàn)一個完整PON系統(tǒng)內(nèi)的視頻交換功能。

統(tǒng)一網(wǎng)管：系統(tǒng)遵循統(tǒng)一管理，除可實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各機(jī)盤性能和告警參數(shù)的采集上報，還能夠?qū)ο到y(tǒng)中前端ONU的工作時隙進(jìn)行切換，并能夠?qū)η岸薕NU進(jìn)行啟動、暫停和注銷等操作。網(wǎng)管盤采用SNMP網(wǎng)管盤。

平臺兼容性強(qiáng)：同一平臺上的OLT可以與不同功能組合的ONU互通。目前已開發(fā)了VPON-1.25G平臺，平臺上可以支持各種不同型號的ONU產(chǎn)品，分別支持1路正向視頻、1路反向視頻、1路半雙工數(shù)據(jù)、1路雙向音頻、1路正向開關(guān)量、1路以太網(wǎng)等功能的組合。各種型號的ONU均可與此平臺的OLT完全互通，不影響ONU功能的發(fā)揮。

4 VPON的應(yīng)用