工業(yè)PON2.0 技術(shù)在安防監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用研究

［潘毅 王會(huì)義］

1 概況

2020 年政府開(kāi)始提出全光智慧城市的目標(biāo)，打造確定性大帶寬、低時(shí)延、高可靠、快速敏捷的未來(lái)智慧城市的光底座，治安防控作為智慧城市的一部分，新建項(xiàng)目需要符合未來(lái)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)目標(biāo)，但在過(guò)去的“平安城市”或“全光城市”建設(shè)過(guò)程中遇到或面臨諸多問(wèn)題：建設(shè)成本高、建設(shè)周期長(zhǎng)、城市廣電通信管網(wǎng)建設(shè)難、安全性不高、擴(kuò)展性弱、維護(hù)難度大等問(wèn)題，給全光智慧城市建設(shè)帶來(lái)一定阻力。

通過(guò)對(duì)PON 2.0 技術(shù)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)創(chuàng)新，本文創(chuàng)新了全光智慧城市的城域接入網(wǎng)絡(luò)解決方案，克服前期問(wèn)題并實(shí)現(xiàn)新六大基本功能：

（1）高可靠、確定時(shí)延：全光布線，抗電磁干擾，業(yè)務(wù)硬切片，網(wǎng)絡(luò)隔離，天然TDM 網(wǎng)絡(luò)，提供ms 級(jí)網(wǎng)絡(luò)延遲；

（2）部署快：OLT+工業(yè)光貓的2 層網(wǎng)絡(luò)，一光到底，降低部署成本，并支持POF+ODN 預(yù)鏈接，業(yè)務(wù)免配置、部署靈活；km 級(jí)超遠(yuǎn)距離無(wú)死角覆蓋，突破百米限制，靈活組網(wǎng)；

（3）易維護(hù)：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜖顟B(tài)可視，手機(jī)APP/Web都可查看，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和故障處理可由通信運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)，為高效生產(chǎn)保駕護(hù)航；

（4）可演進(jìn)：1 次布線壽命30 年，帶寬平滑演進(jìn)（1G-＞10G-＞50G），無(wú)需重新布線，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃演進(jìn)可由專業(yè)運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)。

（5）可復(fù)制：通信運(yùn)營(yíng)商具備ODN 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)豐富經(jīng)驗(yàn)，具備復(fù)制至全國(guó)其他城市能力，采用定制化的多級(jí)分光技術(shù)，可有效解決老舊城區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)。

（6）安全性高：定制化“PON2.0方案：OLT+ODN+工業(yè)ONU”專用網(wǎng)絡(luò)方案，區(qū)分“公網(wǎng)”和“專網(wǎng)”，支持MEC 算力下沉，物理硬切片通道回傳關(guān)鍵信息。

2 智慧全光城市網(wǎng)絡(luò)解決方案

（1）總體功能架構(gòu)

通過(guò)對(duì)PON2.0 技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，解決承載層安全性不高、建設(shè)成本高問(wèn)題，提升治安防控部署的快速擴(kuò)展能力，并結(jié)合邊緣云技術(shù)對(duì)鎮(zhèn)街級(jí)、區(qū)縣級(jí)和市級(jí)的不同算力需求進(jìn)行下沉，如圖1 所示。

圖1 工業(yè)PON2.0 技術(shù)總體架構(gòu)

①升級(jí)PON 網(wǎng)絡(luò)2.0 技術(shù)：加速全光城市實(shí)現(xiàn)智慧管理

②網(wǎng)絡(luò)切片功能：提升全光智慧城管理水平升級(jí)

③MEC 算力下沉：實(shí)現(xiàn)城市監(jiān)測(cè)能力快速提升

（2）技術(shù)組網(wǎng)方案

按上所述功能和架構(gòu)，相比原有方案，本方案共分為平臺(tái)與應(yīng)用層、承載層、前端設(shè)備層三層架構(gòu)，如圖2 所示。

圖2 技術(shù)組網(wǎng)方案對(duì)比

①平臺(tái)與應(yīng)用層：維持現(xiàn)有架構(gòu)不變。

②承載層：接入段引入OLT 和基于工業(yè)級(jí)PON2.0設(shè)備，代替前端設(shè)備裸纖直連方案；派出所→中隊(duì)→市局網(wǎng)絡(luò)維持現(xiàn)有架構(gòu)不變。

③前端監(jiān)控設(shè)備：按需設(shè)置。

（3）網(wǎng)絡(luò)功能設(shè)計(jì)

升級(jí)OLT 設(shè)備功能和PON 網(wǎng)絡(luò)TypeB 保護(hù)方案，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)回傳、安全保護(hù)和專用切片網(wǎng)絡(luò)，圖3 所示為工業(yè)PON2.0 光纜建設(shè)方案示意，圖4 所示為改造前后光纜網(wǎng)絡(luò)對(duì)比。

圖3 工業(yè)PON2.0 光纜建設(shè)方案示意圖

圖4 改造前后光纜網(wǎng)絡(luò)對(duì)比

①設(shè)置雙OLT（具備OLT 下沉條件的，OLT 設(shè)備可進(jìn)一步下沉），采用一級(jí)分光模式，實(shí)現(xiàn)前端攝像頭業(yè)務(wù)回傳。

②ODN 采 用TypeB 保護(hù)組方式，每個(gè)分光器同時(shí)接入兩個(gè)OLT，實(shí)現(xiàn)對(duì)主干光纜路由保護(hù)（考慮到治安防控的應(yīng)用場(chǎng)景，要實(shí)現(xiàn)物理雙路由存在難度，在不具備時(shí)，可采用同纜不同芯的方式實(shí)現(xiàn)）。

（3）通過(guò)引入切片功能OLT、ONU 設(shè)備，對(duì)前端公安、交通、城管、安監(jiān)等不同部門和應(yīng)用需求，通過(guò)配置網(wǎng)絡(luò)切片實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的安全隔離，圖5 為網(wǎng)絡(luò)切片管理示意圖，表1 為切片優(yōu)先等級(jí)的建議。

圖5 網(wǎng)絡(luò)切片管理

表1 切片優(yōu)先等級(jí)建議

3 總結(jié)

智慧城市建設(shè)離不開(kāi)信息技術(shù)手段提升，通過(guò)將PON 技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新下沉應(yīng)用在城市治理網(wǎng)絡(luò)，將光纜保護(hù)方案、切片網(wǎng)絡(luò)方案和光電復(fù)合纜等技術(shù)進(jìn)行綜合應(yīng)用創(chuàng)新應(yīng)用在智慧全光城市，提供更具高可靠、可擴(kuò)展、智能化的管理手段，并可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)切片進(jìn)一步提升智慧城市管理手段，實(shí)現(xiàn)智慧全光城市建造成本的降低，及助力智慧城市智能化管理手段和水平提升。