普天信息工程設計服務有限公司 劉寧 岳樹鵬

鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程前端監(jiān)控點的數(shù)量大，分散且廣分布的特點增加了業(yè)務收斂和傳輸線路復雜度，此外，數(shù)據(jù)量大增，中心管理平臺壓力增大。對傳輸網(wǎng)絡架構及傳輸路由的選擇提出更高要求，本文就鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程綜合考慮建設、維護及管理的方便性，以縣、鄉(xiāng)、村三級傳輸網(wǎng)絡架構、采用“PTN+OTN”聯(lián)合組網(wǎng)承載方案，對鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程傳輸方案規(guī)劃起到指導作用。

0 引言

鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程是以縣、鄉(xiāng)、村三級綜治中心為指揮平臺，對天網(wǎng)工程實現(xiàn)延伸，更大監(jiān)控區(qū)域覆蓋面、更標準的互聯(lián)互通、更高效的目標、更先進維護手段，將治安防范監(jiān)控進一步延伸至群眾身邊。

為了連通各前端監(jiān)控點和監(jiān)控中心等節(jié)點，并實現(xiàn)對視頻和應用的高效率視頻管理和應用的高效率，建立一套覆蓋所有視頻監(jiān)控點、鄉(xiāng)鎮(zhèn)監(jiān)控中心的數(shù)字視頻監(jiān)控專網(wǎng)。網(wǎng)絡性能需要滿足視頻監(jiān)控的業(yè)務需求還應滿足現(xiàn)有綜治業(yè)務數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅瑫r，還要滿足各監(jiān)控中心調用本區(qū)視頻監(jiān)控資源的要求。

傳輸網(wǎng)絡采用光纖專線的接入方式，承載數(shù)字視頻資源的接入、分發(fā)和存儲等。在建設視頻專網(wǎng)的同時，考慮到光纖敷設施工的復雜性和后期維護的難度，本方案建議依托于運營商基礎資源建設，實現(xiàn)對投資成本、時間周期成本的節(jié)約，同時，便于后期各個網(wǎng)絡的擴容和運維。

1 基礎資源利用分析

鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程骨干層主要依托于運營商自身強大的數(shù)據(jù)網(wǎng)和完善的傳輸網(wǎng)絡資源，采用專線方式為雪亮工程提供專線接入，從而實現(xiàn)對基礎資源建設的成本節(jié)約?；A資源包括機房、機房電源系統(tǒng)、機房傳輸設備、機房通信線路建設實施，通過綜合設計，減少該5大系統(tǒng)資源投入，從而實現(xiàn)投資成本、時間成本的節(jié)約。對后期精準扶貧、智慧農業(yè)、遠程醫(yī)療等服務提供基礎資源接入基礎。

2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程網(wǎng)絡方案

2.1 網(wǎng)絡架構

鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程系統(tǒng)的建設，以縣、鄉(xiāng)、村三級綜治中心為指揮平臺，為應對數(shù)量龐大的前端監(jiān)控點，以及越來越多的數(shù)據(jù)流量，緩解中心管理平臺的業(yè)務壓力，因此系統(tǒng)設計成多級中心架構。

（1）綜治中心機房采用具有路由功能的數(shù)據(jù)中心級交換機作為核心交換機，并通過千兆光纖鏈路連接雪亮工程匯聚網(wǎng)絡設備，對鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍內的視頻監(jiān)控資源進行接入和管理。（2）鄉(xiāng)鎮(zhèn)辦事處通過監(jiān)控專線實現(xiàn)對轄區(qū)行政村亮工程監(jiān)控數(shù)據(jù)調用、管理權限范圍內數(shù)據(jù)。（3）行政村通過接入監(jiān)控網(wǎng)絡實現(xiàn)對監(jiān)控點數(shù)據(jù)訪問，同時下掛NVR存儲設備實現(xiàn)對視頻數(shù)據(jù)的實時存儲，從存儲設備上直接調用、管理權限范圍內數(shù)據(jù)。前端攝像機采集監(jiān)控區(qū)域的視頻信息后，通過傳輸網(wǎng)絡將視頻信號傳輸?shù)叫姓宕鎯Α?/p>

2.2 網(wǎng)絡技術選擇

PTN適合多業(yè)務的承載和交換，滿足靈活的組網(wǎng)調度和多業(yè)務傳送?？梢蕴峁┚W(wǎng)絡保護倒換功能，并且可對不同優(yōu)先級業(yè)務設置不同保護方式?？h綜治中心、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府數(shù)據(jù)專線業(yè)務，采用PTN接入方案。

PON系統(tǒng)具備動態(tài)帶寬分配（DBA）、ONU及業(yè)務流標識能力、用戶數(shù)量限制功能、線路加密功能、ONU異常發(fā)光檢測與處理、前向糾錯（FEC）等能力。雪亮工程前端監(jiān)控點位為數(shù)據(jù)專線業(yè)務，采用GPON接入方案；

綜上，考慮到項目對傳輸專線帶寬顆粒、安全保障、后期擴容升級的要求及全IP化的業(yè)務特點，采用“PTN+OTN”聯(lián)合組網(wǎng)承載方案是最佳選擇，聯(lián)合組網(wǎng)兩種技術可以實現(xiàn)各取所長、優(yōu)勢互補的最佳效果。

3 鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程傳輸方案

鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程網(wǎng)絡方案依據(jù)業(yè)務需求，從骨干層、匯聚層和接入層三個層面規(guī)劃設計搭建業(yè)務需求的網(wǎng)絡，充分考慮網(wǎng)絡的安全性、保密性、先行性、可擴展性等因數(shù)并且綜合考慮到網(wǎng)絡的健壯性、設備的穩(wěn)定性以及后期的可擴展性。前端監(jiān)控攝像頭就近接入運營商傳輸網(wǎng)，通過運營商傳輸網(wǎng)將業(yè)務匯聚至綜治中心機房監(jiān)控平臺。

綜治中心雙節(jié)點雙上聯(lián)作為骨干層傳輸，對接雪亮工程綜治平臺，匯聚鄉(xiāng)鎮(zhèn)辦事處下轄所有監(jiān)控點數(shù)據(jù)，為各鄉(xiāng)鎮(zhèn)級綜治中心提供數(shù)據(jù)服務。

鄉(xiāng)鎮(zhèn)辦事處作為匯聚層利用移動現(xiàn)有基站環(huán)路，通過移動網(wǎng)絡傳輸、匯聚，以行政村為單位匯聚下轄所有監(jiān)控點位數(shù)據(jù)至鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府。

各行政村監(jiān)控點接入層由傳輸組成，作為末端數(shù)據(jù)接入基礎。

3.1 設備配置

3.1.1 綜治中心、鎮(zhèn)政府PTN設備配置

綜治中心接入運營商中心機房PTN設備，綜治中心新增PTN設備至監(jiān)控平臺匯聚設備，實現(xiàn)客戶端數(shù)據(jù)通信。

鎮(zhèn)政府接入運營商機房PTN設備，鎮(zhèn)政府新增1臺小型PTN設備至監(jiān)控平臺，小型PTN設備上聯(lián)至機房PTN再通過運營商傳輸網(wǎng)絡至中心機房，數(shù)據(jù)傳輸至綜治中心機房，實現(xiàn)客戶端數(shù)據(jù)通信，如圖1所示。

圖1 綜治中心、鎮(zhèn)政府PTN接入拓撲Fig.1 PTN access topology of comprehensive management center and town government

PTN設備是面向企業(yè)大客戶市場和分組傳送的新一代城域中型匯聚或接入傳送平臺。它應用于面向ALL IP多業(yè)務綜合發(fā)展的分組承載網(wǎng)業(yè)務傳送方案，是定位于企業(yè)市場接入層或匯聚層的多業(yè)務接入盒式設備，與PTN系列其他產(chǎn)品共同組建端到端的城域分組傳送網(wǎng)絡。

PTN設備聚焦客戶在網(wǎng)絡IP化進程中接入或匯聚層面臨的資源、成本、業(yè)務挑戰(zhàn)，基于在業(yè)界領先的“Any Media”統(tǒng)一承載理念、為企業(yè)客戶提供高質量的業(yè)務承載解決方案。

PTN設備支持10GE接口，滿足大帶寬業(yè)務場景；具有任意媒質接入、高精度可商用頻率和時間同步、多業(yè)務統(tǒng)一處理、靈活插卡等多項獨特功能，配合簡單易用的高效網(wǎng)管系統(tǒng)，為客戶在降低建網(wǎng)TCO、節(jié)省帶寬成本、提高部署和運維效率等方面提供最佳選擇。

3.1.2 村委會、監(jiān)控點PON設備配置

行政村村委會新增ONU，上聯(lián)至運營商機房OLT設備，ONU敷設網(wǎng)線對接村委會NVR存儲設備。數(shù)據(jù)傳輸通過運營商傳輸網(wǎng)絡至鎮(zhèn)政府，實現(xiàn)客戶端數(shù)據(jù)通信。監(jiān)控點新增ONU，上聯(lián)至運營商機房OLT設備，ONU敷設網(wǎng)線對接監(jiān)控點攝像機。數(shù)據(jù)傳輸通過運營商傳輸網(wǎng)絡至村委會，實現(xiàn)客戶端數(shù)據(jù)通信。

機房OLT設備定位為面向NGPON的下一代OLT平臺，滿足“更快、更廣、更智能”的超寬網(wǎng)絡發(fā)展需求，為用戶打造更優(yōu)的業(yè)務連接體驗。能夠提供更高的接入帶寬、可接入更多的終端用戶，有效的降低運營投資成本，提供客戶理想的數(shù)據(jù)接入解決方案。

接入層ONU設備具備高性能、高可靠性、低能耗、易安裝、易維護可網(wǎng)管等特性，完美解決客戶終端數(shù)據(jù)接入。

3.2 傳輸線路建設

3.2.1 傳輸線路選擇

堅持網(wǎng)絡高生存性的原則。在傳輸線路規(guī)劃和建設中，充分考慮各種人為及自然災害等不安全因素，通過路由保護、光纖保護、設備保護等多種手段，保證基礎傳送網(wǎng)絡安全可靠。

在運營商傳輸網(wǎng)的基礎上，結合運營商基站等現(xiàn)網(wǎng)資源，綜合考慮建設、維護及管理的方便性，從就近移動基站、光交接箱等實現(xiàn)業(yè)務接入，以滿足業(yè)務需求。本項目專線光纜線路建設遵循如下原則:

（1）光纜采用G.652D單模光纖，使用規(guī)格以12芯、24芯、48芯為主。光纜的芯數(shù)選擇結合已有線路資源，在滿足本工程所需的同時適當考慮部分冗余纖芯，便于后期業(yè)務擴容[1]。（2）所有客戶接入點敷設路由盡量沿靠主要街道、公路、橋梁等，以便于施工和維護。（3）光纜線路設計結合城市發(fā)展規(guī)劃，選擇安全、穩(wěn)定和便于施工的路由。（4）工程線路主要位于農村，光纜建設主要采用架空方式敷設。

3.2.2 光纜線路主要路由方案

綜治中心作為骨干層傳輸匯聚節(jié)點，采用雙路由雙上聯(lián)接入運營商機房方案，傳輸鏈路雙路由和雙上聯(lián)的接入組網(wǎng)方案，均可對單條光纜路由中斷起到業(yè)務保護作用。

鎮(zhèn)政府單路由接入運營商機房，光纜線路路由根據(jù)網(wǎng)絡今后的擴容、發(fā)展需要，以及便于維護施工的諸多方面考慮，光纜線路路由主要采用架空方式敷設安裝。

行政村主干光纜建設，移動機房OLT下掛1∶4分光器，對接主干光纜敷設至村委會，村委會新增1∶8分光器。鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程前端監(jiān)控點位分散，傳輸距離較長，故采用1∶32分光比，以降低傳輸衰耗前端監(jiān)控點，通過新建光纜至各村委會，上聯(lián)1∶8分光器。

3.3 傳輸帶寬規(guī)劃

結合項目實際需求，視頻傳輸專網(wǎng)網(wǎng)絡帶寬設計應能滿足前端設備接入、監(jiān)控中心互聯(lián)、用戶終端接入監(jiān)控中心的帶寬要求，并留有余量:

（1）視頻監(jiān)控前端接入線路滿足視頻監(jiān)控前端數(shù)據(jù)傳輸需求，同時考慮到網(wǎng)絡傳輸過程中的開銷，全部攝像機應提供4Mbps以上的接入帶寬；（2）行政村到傳輸骨干網(wǎng)應滿足各級視頻調用需求，建議至少達到50兆以上；（3）鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要是調用視頻數(shù)據(jù)及中轉上傳，不做本地存儲，建議提供千兆以上的接入帶寬；（4）綜治中心網(wǎng)絡設備滿足服務器、存儲設備接入帶寬需求，傳輸帶寬至少達到萬兆以上。

4 結語

鄉(xiāng)鎮(zhèn)雪亮工程主要依托于運營商自身強大的數(shù)據(jù)網(wǎng)和完善的傳輸網(wǎng)絡資源，采用專線方式為雪亮工程提供傳輸接入，從而實現(xiàn)本工程對基礎資源建設的成本節(jié)約。

傳輸結構依據(jù)業(yè)務需求，從骨干層、匯聚層和接入層三個層面規(guī)劃設計搭建業(yè)務需求的網(wǎng)絡，充分考慮網(wǎng)絡的安全性、保密性、先行性、可擴展性等因數(shù)并且綜合考慮到網(wǎng)絡的健壯性、設備的穩(wěn)定性以及后期的可擴展性[2]。

傳輸技術針對項目對傳輸專線帶寬顆粒、安全保障、后期擴容升級的要求及全部IP化的業(yè)務特點，采用“PTN+OTN”聯(lián)合組網(wǎng)的承載方案，兩種技術可以實現(xiàn)各取所長、優(yōu)勢互補，達到最佳的承載效果。