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摘 要： “平安城市”项目就是通过三防系统（技防系统、物防系统、人防系统）建设城市的平安和谐。“平安城市”项目的主体就是利用现代信息通信技术，达到指挥统一、反应及时、作战有效。本课题从“平安城市”项目的背景和网络架构讲起，充分结合实例，阐述“平安城市”项目的技术应用和组网方案。
关键词： 平安城市；视频监控网络；信号传输承载网络；GPON无源光网络
中图分类号：TN925 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0820091－02
0 引言
本文结合“平安城市”项目的社会背景和技术特点，阐述了如何建立一个完善的视频监控网络，以及视频信号可采用何种传输承载网络传送至各级监控中心，从而构建一个完整的、全社会的安全技术防范系统。
1 “平安城市”项目的背景
在2005年8月公安部提出了开展建设城市报警和监控系统的意见，此后提出了“3111”工程，“3”是表示在省市县三级。第一个“1”是在每一个省确定一个市，第二个“1”是每个市确定一个县，第三个“1”是有条件的县设定一个区或者一个派出所，计划在08年完成。在全国确定了22个城市作为“3111工程”的试点城市。这22个城市除了一些个别的像福建没有以外，基本上全国都覆盖了。
“3111”工程是“911事件”和“英国伦敦地铁大爆炸”发生以后，公安部根据国际国内形势所组织的旨在全国范围内全面推动城市治安监控建设的重大工程项目。“3111”工程就是通过技术手段，以打击、预防违法犯罪为目的，满足人们求发展、求稳定、求平安的良好愿望。自2006年开始，全国各地根据“3111”工程有关指示精神，陆续上马一批旨在“建设平安城市，构建和谐社会”的工程项目，这就是“平安城市”项目的由来。
2 “平安城市”项目的技术特点
2.1 “平安城市”项目的系统组成
“平安城市”就是通过三防系统（技防系统、物防系统、人防系统）建设城市的平安和谐。一个完整的安全技术防范系统，是由技防系统、物防系统、人防系统和管理系统，四个系统相互配合相互作用来完成安全防范的综合体。安全技术防范系统主要有入侵报警系统；电视监控系统；出入口控制系统；电子巡查系统；停车场管理系统；防爆安全检查系统。
2.2 “平安城市”项目涉及的范围
“平安城市”的主体就是利用现代信息通信技术，达到指挥统一、反应及时、作战有效。平安城市项目涵盖社会方方面面众多领域，有民用街区、商业建筑、银行、邮局、道路监控、校园，也包含流动人员、机动车辆、警务人员、移动物体、船只等。针对重要场所，如，机场、码头、油库、电厂、水厂、桥梁、大坝、河道、地铁，需要建立全方位的立体防护。
2.3 “平安城市”项目的网络架构
“平安城市”项目大多有以下共同点：监控点多并且分散，监控区域环境复杂，项目立项目的性强，要求高。对于信号传输，“平安城市”项目的设计方案中的要求大致可归纳为以下几个方面：数字化、大容量、高品质的图像、高扩展性和完善的网管能力。
目前“平安城市”项目的信号传输采用的解决方案包括：光纤传输、无线传输、网络传输（数字传输）和复合型传输。
“平安城市”网络由两部分构成：
1）视频监控网络：由“中心管理平台”、“媒体管理平台”和“监控前端”三部分组成。
2）信号传输承载网络：由“有线网络”和“移动网络”组成。
3 “平安城市”项目的视频监控网络
3.1 视频监控系统的技术应用
“平安城市”监控系统建设的技术途径上有两大类，一类是矩阵联网和硬盘录像机控制和记录，通过各种各样的传输媒介，特别是通过光端机接入。监控系统重要的录像一般是传输到中心的矩阵。这个矩阵实际上可能是多级矩阵，可以显示，可以进行键盘的控制，可以做多媒体的分析。另一类就是模拟摄像机通过编解码器接入网络的方案。举一个英国IndigoVision公司的产品为例，雅典奥运会用的是他的产品，不过价格很高。通过一个编码器以后，通过网络的交换，可以解码以后输出共享。也可以到网络的硬盘录像机，或者到控制器，这样一套系统是很有必要的。
关于矩阵的发展。在矩阵的标准里，矩阵不光是有硬盘录像DVR的功能，有编解码器、视频服务器DVS，还有矩阵的功能，这样组合性的功能是未来发展的方向。现在在 “3111工程”22个城市中走网络方案的大概三分之一。
3.2 视频监控系统的组网方案
“平安城市”安防监控系统由监控现场、区县监控中心、市监控中心三级结构。是在市政府、各区县政府以及周边乡镇范围内，以打击预防犯罪为目的，以市公安局为中心，在党政首脑机关、出城卡口、公路铁路车站、大型广场、商贸流通市场、文化娱乐场所、金融网点、主要道路等重点单位、要害部位和治安复杂场所设立视频监控探头，通过联网实现全天候的监控、记录和存储，并可根据需要对前端可控摄像头进行移动、变焦等操作。系统可与公安机关的“警务信息综合应用平台”、“GPS电子地图系统”、“110接处警系统”等进行联动，将监控图像实时传输到公安机关各部门。
监控现场采集到的视频模拟信号经由多媒体接入单元的编码和压缩变成可以在宽带网络中传输的数字信号，连接至各机房内的网络交换机，然后通过光纤传送到监控中心。通过用户权限设置，监控中心可以查看、管理辖区范围内的媒体信息，满足各级管理部门权限管理的需要。
监控中心系统由中心管理平台和媒体管理平台组成，中心管理平台承担系统用户、设备、调度、数据等管理职责，媒体管理平台在中心管理平台集中管理下完成媒体转发、分发、转码、存储、回放等功能。监控中心系统采用集中管理、分布部署的设计架构，根据监控业务量大小，系统支持分布部署媒体管理平台，优化监控系统承载网络的数据流量，为用户提供高质量的监控服务。
4 “平安城市”项目的传输承载网
4.1 传输承载网的技术应用
目前，应用在“平安城市”项目的传输承载网技术主要有三个主流技术，分别是：GPON无源光网络技术、光纤直连技术和SDH/MSTP技术。
4.1.1 GPON无源光网络技术
GPON是一种采用点到多点拓扑结构的无源光接入技术，由局侧的OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）、用户侧的ONU（Optical Network Unit，光网络单元）以及ODN（Optical Distribution Network，光分配网络）组成。
GPON业务支持能力强，具有全业务接入能力，GPON系统可以提供包括64kbit/s业务、E1电路业务、ATM业务、IP业务和CATV等在内的全业务接入能力，是提供语音、数据和视频综合业务接入的理想技术；而且，GPON可提供较高带宽和较远的覆盖距离，GPON系统可以提供下行2.488Gbit/s，上行1.244Gbit/s的带宽；此外，GPON系统中一个OLT可以支持64个ONU并支持20km传输。因此，选用GPON作为“平安城市”项目的传输承载网技术是比较合适的。
4.1.2 光纤直连技术
光纤直连技术是指以路由器、交换机、协议转换器、光纤收发器等IP城域网网络设备直接通过光纤相连。目前在IP城域网和全业务接入网中已经采用了很多光纤直连的方案，所以我在这里把光纤直连作为一种传输承载网技术来介绍。IP城域网设备的光接口以点对点方式直连，业务接入设备也通过光纤与骨干设备直接连接。光纤直连技术舍弃了传输设备，方案简单，成本低廉，适合快速部署，抢占市场。
4.1.3 SDH/MSTP技术
SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）光端机容量较大，一般是16E1到4032E1。SDH是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络（SONET）。国际电话电报咨询委员会（CCITT）（现ITU-T）于1988年接受了SONET概念并重新命名为SDH，使其成为不仅适用于光纤也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。它可实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护、不同厂商设备间的互通等多项功能，能大大提高网络资源利用率、降低管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行与维护，因此是当今世界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点，受到人们的广泛重视。
MSTP（Multi-Service Transfer Platform）（基于SDH 的多业务传送平台）是指基于SDH 平台同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。
4.2 传输承载网的组网方案
通过对以上技术的分析，GPON无源光网络技术作为一个新兴接入技术，本文提出以下组网方案。
1）OLT可放置在公安局监控中心，用来汇聚各个终端的视频流。OLT上联GE接口（光电可选）与监控中心的主机连接，组成一个专用局域网，这样可以保证较高的传输带宽以及传输信息的安全。
2）主干光纤由分光器进行分光。分光器的位置一般选择在终端的密集区域，每条光路接1个ONU和监控摄像头，如果该块地区的终端比较密集，数量比较大，则可以选取分光比比较高的分光器，反之，对于一些终端比较少，后期增加有限的地方可以采用分光比较小的分光器。
3）主干馈线光纤通过分光之后，形成多路配线光纤，每路配线光纤可以根据实际情况再分光，从而形成多级分光的组网。在建网初期，要充分考虑后续业务开展和传输距离覆盖，一般建议覆盖5公里左右，尽量采用一级分光方式，便于后期根据需要进行多级分光的扩容。
4）GPON终端（ONU）与监控系统的摄像头、编解码器放在同一个室外终端盒内。视频流经由编解码器或机顶盒进行打包，形成标准的以太网数据包，通过FE接口与GPON终端（ONU）连接。
5 结束语
由于视频监控网络与信息传输承载网络是“平安城市”项目的工程重点，为了保障系统满足在稳定性、可靠性、安全性、扩展性及成熟性等方面的需求，采用GPON技术方案以其长距离无源传输、高带宽接入、完全融合以太网技术并支持可控组播、组网灵活（可根据需求进行多级分光）的特点，在视频监控业务（包括数字视频监控、IPTV等）的承载上，有着无可比拟的优势。
参考文献：
[1]毕厚杰，《多业务宽带IP通信网络》，人民邮电出版社，2005年，第一版.
[2]蒋林涛，《全业务环境下的宽带技术发展趋势》，中国新通信，2009年7月.
[3]左建、任艳，《PON中无源光分路器的分析》，电信技术，2009年6月.
关键词： 平安城市；视频监控网络；信号传输承载网络；GPON无源光网络
中图分类号：TN925 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0820091－02
0 引言
本文结合“平安城市”项目的社会背景和技术特点，阐述了如何建立一个完善的视频监控网络，以及视频信号可采用何种传输承载网络传送至各级监控中心，从而构建一个完整的、全社会的安全技术防范系统。
1 “平安城市”项目的背景
在2005年8月公安部提出了开展建设城市报警和监控系统的意见，此后提出了“3111”工程，“3”是表示在省市县三级。第一个“1”是在每一个省确定一个市，第二个“1”是每个市确定一个县，第三个“1”是有条件的县设定一个区或者一个派出所，计划在08年完成。在全国确定了22个城市作为“3111工程”的试点城市。这22个城市除了一些个别的像福建没有以外，基本上全国都覆盖了。
“3111”工程是“911事件”和“英国伦敦地铁大爆炸”发生以后，公安部根据国际国内形势所组织的旨在全国范围内全面推动城市治安监控建设的重大工程项目。“3111”工程就是通过技术手段，以打击、预防违法犯罪为目的，满足人们求发展、求稳定、求平安的良好愿望。自2006年开始，全国各地根据“3111”工程有关指示精神，陆续上马一批旨在“建设平安城市，构建和谐社会”的工程项目，这就是“平安城市”项目的由来。
2 “平安城市”项目的技术特点
2.1 “平安城市”项目的系统组成
“平安城市”就是通过三防系统（技防系统、物防系统、人防系统）建设城市的平安和谐。一个完整的安全技术防范系统，是由技防系统、物防系统、人防系统和管理系统，四个系统相互配合相互作用来完成安全防范的综合体。安全技术防范系统主要有入侵报警系统；电视监控系统；出入口控制系统；电子巡查系统；停车场管理系统；防爆安全检查系统。
2.2 “平安城市”项目涉及的范围
“平安城市”的主体就是利用现代信息通信技术，达到指挥统一、反应及时、作战有效。平安城市项目涵盖社会方方面面众多领域，有民用街区、商业建筑、银行、邮局、道路监控、校园，也包含流动人员、机动车辆、警务人员、移动物体、船只等。针对重要场所，如，机场、码头、油库、电厂、水厂、桥梁、大坝、河道、地铁，需要建立全方位的立体防护。
2.3 “平安城市”项目的网络架构
“平安城市”项目大多有以下共同点：监控点多并且分散，监控区域环境复杂，项目立项目的性强，要求高。对于信号传输，“平安城市”项目的设计方案中的要求大致可归纳为以下几个方面：数字化、大容量、高品质的图像、高扩展性和完善的网管能力。
目前“平安城市”项目的信号传输采用的解决方案包括：光纤传输、无线传输、网络传输（数字传输）和复合型传输。
“平安城市”网络由两部分构成：
1）视频监控网络：由“中心管理平台”、“媒体管理平台”和“监控前端”三部分组成。
2）信号传输承载网络：由“有线网络”和“移动网络”组成。
3 “平安城市”项目的视频监控网络
3.1 视频监控系统的技术应用
“平安城市”监控系统建设的技术途径上有两大类，一类是矩阵联网和硬盘录像机控制和记录，通过各种各样的传输媒介，特别是通过光端机接入。监控系统重要的录像一般是传输到中心的矩阵。这个矩阵实际上可能是多级矩阵，可以显示，可以进行键盘的控制，可以做多媒体的分析。另一类就是模拟摄像机通过编解码器接入网络的方案。举一个英国IndigoVision公司的产品为例，雅典奥运会用的是他的产品，不过价格很高。通过一个编码器以后，通过网络的交换，可以解码以后输出共享。也可以到网络的硬盘录像机，或者到控制器，这样一套系统是很有必要的。
关于矩阵的发展。在矩阵的标准里，矩阵不光是有硬盘录像DVR的功能，有编解码器、视频服务器DVS，还有矩阵的功能，这样组合性的功能是未来发展的方向。现在在 “3111工程”22个城市中走网络方案的大概三分之一。
3.2 视频监控系统的组网方案
“平安城市”安防监控系统由监控现场、区县监控中心、市监控中心三级结构。是在市政府、各区县政府以及周边乡镇范围内，以打击预防犯罪为目的，以市公安局为中心，在党政首脑机关、出城卡口、公路铁路车站、大型广场、商贸流通市场、文化娱乐场所、金融网点、主要道路等重点单位、要害部位和治安复杂场所设立视频监控探头，通过联网实现全天候的监控、记录和存储，并可根据需要对前端可控摄像头进行移动、变焦等操作。系统可与公安机关的“警务信息综合应用平台”、“GPS电子地图系统”、“110接处警系统”等进行联动，将监控图像实时传输到公安机关各部门。
监控现场采集到的视频模拟信号经由多媒体接入单元的编码和压缩变成可以在宽带网络中传输的数字信号，连接至各机房内的网络交换机，然后通过光纤传送到监控中心。通过用户权限设置，监控中心可以查看、管理辖区范围内的媒体信息，满足各级管理部门权限管理的需要。
监控中心系统由中心管理平台和媒体管理平台组成，中心管理平台承担系统用户、设备、调度、数据等管理职责，媒体管理平台在中心管理平台集中管理下完成媒体转发、分发、转码、存储、回放等功能。监控中心系统采用集中管理、分布部署的设计架构，根据监控业务量大小，系统支持分布部署媒体管理平台，优化监控系统承载网络的数据流量，为用户提供高质量的监控服务。
4 “平安城市”项目的传输承载网
4.1 传输承载网的技术应用
目前，应用在“平安城市”项目的传输承载网技术主要有三个主流技术，分别是：GPON无源光网络技术、光纤直连技术和SDH/MSTP技术。
4.1.1 GPON无源光网络技术
GPON是一种采用点到多点拓扑结构的无源光接入技术，由局侧的OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）、用户侧的ONU（Optical Network Unit，光网络单元）以及ODN（Optical Distribution Network，光分配网络）组成。
GPON业务支持能力强，具有全业务接入能力，GPON系统可以提供包括64kbit/s业务、E1电路业务、ATM业务、IP业务和CATV等在内的全业务接入能力，是提供语音、数据和视频综合业务接入的理想技术；而且，GPON可提供较高带宽和较远的覆盖距离，GPON系统可以提供下行2.488Gbit/s，上行1.244Gbit/s的带宽；此外，GPON系统中一个OLT可以支持64个ONU并支持20km传输。因此，选用GPON作为“平安城市”项目的传输承载网技术是比较合适的。
4.1.2 光纤直连技术
光纤直连技术是指以路由器、交换机、协议转换器、光纤收发器等IP城域网网络设备直接通过光纤相连。目前在IP城域网和全业务接入网中已经采用了很多光纤直连的方案，所以我在这里把光纤直连作为一种传输承载网技术来介绍。IP城域网设备的光接口以点对点方式直连，业务接入设备也通过光纤与骨干设备直接连接。光纤直连技术舍弃了传输设备，方案简单，成本低廉，适合快速部署，抢占市场。
4.1.3 SDH/MSTP技术
SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）光端机容量较大，一般是16E1到4032E1。SDH是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络（SONET）。国际电话电报咨询委员会（CCITT）（现ITU-T）于1988年接受了SONET概念并重新命名为SDH，使其成为不仅适用于光纤也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。它可实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护、不同厂商设备间的互通等多项功能，能大大提高网络资源利用率、降低管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行与维护，因此是当今世界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点，受到人们的广泛重视。
MSTP（Multi-Service Transfer Platform）（基于SDH 的多业务传送平台）是指基于SDH 平台同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。
4.2 传输承载网的组网方案
通过对以上技术的分析，GPON无源光网络技术作为一个新兴接入技术，本文提出以下组网方案。
1）OLT可放置在公安局监控中心，用来汇聚各个终端的视频流。OLT上联GE接口（光电可选）与监控中心的主机连接，组成一个专用局域网，这样可以保证较高的传输带宽以及传输信息的安全。
2）主干光纤由分光器进行分光。分光器的位置一般选择在终端的密集区域，每条光路接1个ONU和监控摄像头，如果该块地区的终端比较密集，数量比较大，则可以选取分光比比较高的分光器，反之，对于一些终端比较少，后期增加有限的地方可以采用分光比较小的分光器。
3）主干馈线光纤通过分光之后，形成多路配线光纤，每路配线光纤可以根据实际情况再分光，从而形成多级分光的组网。在建网初期，要充分考虑后续业务开展和传输距离覆盖，一般建议覆盖5公里左右，尽量采用一级分光方式，便于后期根据需要进行多级分光的扩容。
4）GPON终端（ONU）与监控系统的摄像头、编解码器放在同一个室外终端盒内。视频流经由编解码器或机顶盒进行打包，形成标准的以太网数据包，通过FE接口与GPON终端（ONU）连接。
5 结束语
由于视频监控网络与信息传输承载网络是“平安城市”项目的工程重点，为了保障系统满足在稳定性、可靠性、安全性、扩展性及成熟性等方面的需求，采用GPON技术方案以其长距离无源传输、高带宽接入、完全融合以太网技术并支持可控组播、组网灵活（可根据需求进行多级分光）的特点，在视频监控业务（包括数字视频监控、IPTV等）的承载上，有着无可比拟的优势。
参考文献：
[1]毕厚杰，《多业务宽带IP通信网络》，人民邮电出版社，2005年，第一版.
[2]蒋林涛，《全业务环境下的宽带技术发展趋势》，中国新通信，2009年7月.
[3]左建、任艳，《PON中无源光分路器的分析》，电信技术，2009年6月.