下载文档原格式
浅析EP0N技术及其在IP监控系统中的应用摘要:本文简要介绍了以太网无源光网络技术(EPON)的发展过程、网络结构、传输原理及EPON接入技术在监控组网中的优势，介绍了EPON监控系统设备和组网模型，最后对EPON技术的发展进行了展望。
关键词：EPON 监控无源光网络无源光网络（PON）发展于20世纪80年代，是为了支持点到多点应用发展起来的光接入技术，先后推出了APON、BPON等技术标准，为更好适应IP业务，2001年EFMA提出了EPON光传送方案，2004年6月发布EPON技术规范IEEE802.3ah。
EPON是基于以太网的无源光网络，在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，构建了一种纯介质网络，EPON可以支持1.25Gbps对称速率，将来速率还能升级到10Gbps。
1 IP监控系统使用EPON的必要性IP监控系统中，上行是将图像信息传递到监控中心，每路视频图像的带宽为1～8Mbit/s之间，带宽需求大；下行主要是控制信号的传输，信息量小，带宽需求小。
EPON采用点到多点的拓扑结构，利用光纤实现数据、语音和视频等信号的传输，与视频同轴线、光端机等传统传输方式相比，具有以下优点。
(1)采用单纤波分复用技术，仅需一根光纤，传输距离可达20km，节省光纤资源，扩展容易，建设陈本低，适合远距离使用。
(2)局端与终端之间的传输线路、设备均为无源光器件，避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，降低设备的故障率，提高了系统的可靠性。
(3)EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gbps的带宽，保证了IP监控的高带宽需求。
(4)每对ONU与OLT之间采用不同的密钥，定期更新，有效杜绝外界对专网攻击。
2 EPON网络结构及传输原理2.1 EPON网络结构一个典型的EPON系统包括了OLT、ONU、POS，如图1所示。
OLT:光线路终端，用于连接光纤干线的终端设备。
既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台，它提供面向无源光纤网络的光纤接口（PON接口），此外，还可以分离交换和非交换业务，管理来自ONU的信令和监控信息，为ONU提供维护和供给功能。
EPON技术在高速公路视频监控中的应用陈燕【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)019【摘要】In order to analyze the feasibility and the application of EPON technology in Expressway video surveillance, the principle of EPON technology are analyzed, and described the structure of EPON technology of highway video surveillance, discusses on the problems and measures of application of EPON technology in video surveillance and highway. The OLT device is connected to the highway transport platform in communication station using internal Ethernet, so that the communication function is realized and the monitoring platform, are suitable for the video monitoring Internet transmission. The effective combination of video technology and EPON technology of highway video surveillance, EPON technology application value to be clear, for the effectiveness and feasibility of the appraisal foundation construction of our country highway video surveillance transmission.%为了分析与探讨EPON技术应用于高速公路视频监控的可行性,对EPON技术原理进行分析,并阐述高速公路视频监控中EPON 技术的结构,对EPON技术应用与高速公路视频监控中的问题与措施展开论述.OLT 设备在通信站内部采用以太网的方式向高速公路传输平台连接,以此使其和监控平台通信功能得以实现,在高速公路视频监控互联网传输中较为适用.高速公路视频监控中有效组合应用视频技术和EPON技术,对EPON技术的实际应用价值予以明确,为我国高速公路视频监控传输建设的有效性与可行性鉴定良好基础.【总页数】4页(P64-67)【作者】陈燕【作者单位】陕西交通职业技术学院陕西西安 710018【正文语种】中文【中图分类】TN99【相关文献】1.EPON技术在白云鄂博铁矿稀土保护视频监控系统中的应用 [J], 张凤玲;李建军;李洁2.视频监控系统中EPON技术的应用探讨 [J], 张鹏飞3.高速公路视频监控系统中EPON技术的应用 [J], 罗健;4.基于epon技术的高速公路视频监控系统应用研究 [J], 贾磊5.EPON技术在油田视频监控中的应用 [J], 于洋深;王兵因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
卡口监控系统中的 PON技术摘要：主要介绍了卡口和PON技术的基本概念，通过分析EPON技术在解决道路卡口监控中应用的优势以及实际案例说明，便于读者更好的理解PON技术应用，为各种接入网应用场景提供一些参考。
关键词：卡口监控系统接入网PON技术1.卡口监控的基本概念卡口监控也就是治安卡口监控，它的全称是道路交通治安卡口监控系统。
主要用于城市道路或高速公路出入口、公路收费站等重点治安地段的全天候实时检测与记录。
系统可以自动识别通过该卡口的车辆号牌、颜色、车内人员等特征，验证出车辆的合法身份，系统会自动核对黑名单库、自动报警。
可对路口情况进行监控与管理，包括出入口车辆管理、采集、存储数据和系统工作状态，以便于相关部门对道路的安全进行监控。
治安卡口监控系统主要由四部分组成，就是前端子系统、传输系统、后端管理平台。
前端子系统包括卡口单元、频闪灯、爆闪灯、地感线圈、雷达等实现车辆速度、图像、视频等的采集；后端管理平台通过软件分析，实现车辆识别、车牌提取、车辆轨迹、数据分析等，为管理人员决策提供数据支撑。
传输系统作为整个系统实现的关键环节，为数据安全、可靠稳定的传输及系统安全提供了重要保障。
1.PON技术概述无源光网络（PON）的概念由来已久，它具有节省光纤资源、对网络协议透明的的特点，在光接入网中扮演着越来越重要的角色。
PON技术作为一种广泛应用的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。
它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。
因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成本；高带宽；扩展性强，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理等等。
它由局侧的OLT（光线路终端）、用户侧的ONU（光网络单元）以及ODN（光分配网络）组成。
一般其下行采用TDM广播方式、上行采用TDMA（时分多址接入）方式，而且可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构（典型结构为树形结构）。
PON技术在视频监控系统中的应用作者：宇樑王琪谭管军蒋凯来彭莎来源：《科学与财富》2020年第32期摘要：随着科学技术的发展，我国的PON技术有了很大进展，并在视频监控系统中得到了广泛的应用。
本文对PON技术进行了分析，并对其在视频监控系统中的实际应用进行了探讨。
关键词：PON;视频监控;应用引言近年来，为了响应国家提出的“宽带中国”的国家战略，解决电信运营商“最后一公里”的瓶颈问题，各大运营商都在大力推进接入网建设，其中，无源光纤接入网（EPON/GPON）凭借组网成本低、纯介质网络不易受干扰等优点而成为发展速度最快的接入网技术。
无源光纤接入网PON的线路和设备大都位于室外，运行环境差，所以故障发生率高、故障种类复杂繁多，电信机务员在进行PON设备安装调试及故障处理时需要多种不同功能的仪表对线路及设备进行测试，但目前市场上光纤接入网运维仪表功能单一、集成性较差，缺少运维整体考虑，电信机务员到现场进行设备安装调试及处理故障需要同时携带多个不同功能的仪表，十分不便。
因此，设计一款功能集成度高、便于携带、操作简单实用、价格便宜的综合测试仪表，为电信机务员日常管理维护工作带来便利，提高他们的工作效率，是非常有意义的事情。
1 PON技术概述PON是基于万兆IP广播技术和GPON/EPON技术的一种光纤到户技术方案，其万兆IP广播技术将万兆以太网技术应用于单向广播网，双向交互部分采用GPON/EPON技术。
PON系统主要包括以下几部分，分别是光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）以及二者之间的光纤、无源分光器和耦合器等设备。
其中，OLT安装在中心控制站，而ONU则是安装在用户场所。
若采用双纤三波组网方案，即采用双纤皮线入户，其中万兆IP广播传输使用一纤（工作波长1550nm），PON上下行数据传输使用另一纤（下行工作波长1490nm，上行工作波长1310nm）。
PON技术的主要特点是：首先，全网统一构建成了一个基带IP数据平台，是一张全IP网;其次，基于IP化数字电视信号的基带数据全网直播，单节目带宽不受限制，可以支持4K、8K等超高清节目;最后，基于IP化数字电视信号的基带数据全网直播，符合广播级电视标准，保留了广播电视的特色和优势。
EPON与PoE在视频监控中的应用1，概述随着近些年平安城市、全球眼等项目的不断兴起，越来越多城市的重要场所、交通道路都将安装视频监控系统，实现对每一个重要公共场所的 24 小时监控。
视频监控开始从楼宇、园区应用急剧扩大，监控点从十几个、几十个监控点扩展到数千个、十万个监控点，覆盖范围从一两平方公里扩大到几十、上百平方公里。
传统的视频监控系统难以承载如此大的接入量，新型的 IP智能网络监控应运而生。
随着网络技术的发展，视频监控的网络化呈现出广泛化和复杂化的特点。
随着前端视频收集设备数量的迅速增长以及网络复杂程度的加深，越来越多的监控摄像头为不能很好的取电而犯愁。
有时候找不到合适的取电点而不得不挪动摄像头的位置，极大的影响了监控效果。
因此，在监控系统建设中，必须有一种好的供电方式，并保证一定的灵活性。
为了满足这种需求，PoE供电技术应运而生，它通过网线给摄像头供电，免去额外的电源布线。
另外，由于视频监控系统规模越来越大、分布范围越来越广，致使业务呈现出多点对一点，每路视频业务的带宽需求往往在 1～10M 之间等特点，以往 ADSL 已经难以满足，视频监控厂商开始将EPON 技术引入监控方案：通过一根光纤接入多个监控点，解决大规模接入问题。
光纤接入系统，实现数据、语音及视频的综合业务接入，并具有良好的经济性。
2，系统设计一个完整的EPON网络由OLT、ONU、光分路器构成。
系统设计在每个分控中心内放置一台 OLT，每台 OLT提供 4 个 GE 接口(可光可电)可以为监控中心提供双向传输通道，而每台 OLT的 PON 端口通过光纤连接无源光分路器进行无源分光，分出来的光纤再分别连接不同监控节点的 ONU 或OLT，再通过 ONU 的 FE 接口连接 DVR 或视频服务器，最终通过摄像头进行监控。
每台 OLT可以覆盖 20KM，最多 256 个 ONU 节点，而且体积小，方便安放。
同时可以根据不同情况提供不同的组网接入方式。
EPON技术在视频监控系统中的应用作者：高振楠来源：《价值工程》2013年第10期摘要：文章论述了视频监控系统的特点，分析了视频监控系统对传输接入技术的要求。
同时对EPON系统组成、EPON技术特点进行分析，从EPON承载视频监控系统的工程实践中，总结了EPON应用于视频监控系统的优势。
Abstract： This article discusses the features of video surveillance systems and analyzes the requirements of video surveillance systems transmission access technology. While this article discusses composition of EPON and characteristics of EPON technology. From engineering practice of EPON hosted video monitoring and control system， summs up the advantages of EPON applied in the video surveillance system.关键词：视频监控系统；EPON；应用Key words： Video monitoring system；EPON；application中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）10-0185-030 引言随着经济发展和社会进步，人们公共聚会越来越多，同时危害公共安全的破坏案件也给和谐社会带来严峻的挑战。
视频监控系统可以提供实时视频监控和录像的功能，为事后取证提供重要依据。
视频监控系统的发展迅猛为建设“和谐城市”提供了有效手段。
视频监控系统中分布于各地的图像采集点采集的数据需要实时传输到服务器，以便查看、分析和汇总，数据传输接入网络是城市监控报警联网系统建设的难点，数据传输方案的重要作用日益凸显，能提供高带宽接入的EPON已成为其大规模商用依赖的重要技术。
EPON技术在高速公路视频监控系统中的应用研究
作者：刘如峰
来源：《城市建设理论研究》2013年第02期
摘要：描述了EPON技术体系结构以及工作原理，对高速公路视频监控传输系统进行适用性介绍，为高速公路视频监控系统承载平台建设提供参考和指导。
关键词：EPON技术高速公路视频监控系统应用研究
中图分类号：U412.36+6文献标识码：A文章编号：
引言
近年来，我国随着“平安城市”等工程项目的大量启动，城市监控、交通监控等一系列远程视频监控组网需求大量出现，远程视频监控业务已经成为运营商获取利润的新兴业务。
远程视频监控系统是能覆盖整个城市的多功能、综合性网络系统，承载的主要是监控实时视频图像、报警和存储等业务。
从系统构成的主体类型上可分成监控资源、传输网络、监控中心和用户终端四个组成部分。
传输网络在组网功能结构上可分为监控资源接入网络、用户终端接入网络、监控中心互连网络三部分。
在各接入网络部分，根据接入规模大小、地理位置的分布，可以采用一级或多级级连方式。
网络结构可以采用树型、环形、网状等多种拓扑方式。
1 EPON技术原理
在EPON 技术体系中，不需任何复杂的协议，光信号就能准确地传送到最终用户，来自最终用户的数据也能被集中传送到中心网络。
在物理层，EPON 使用1000BASE 的以太PH Y，同时在PON的传输机制上，通过新增加的MAC 控制命令来控制和优化各光网络单元(ONU) 与光线路终端(OL T) 之间突发性数据通信和实时的TDM 通信。
在协议的第二层， EPON 采用成熟的全双工以太技术，使用TDM ，由于ONU 在自己的时隙内发送数据报，因此没有碰撞，不需CDMA/ CD ，从而充分利用带宽。
另外， EPON 通过在MAC 层中实现80211p 来提供与APON/ GPON 类似的QOS。
1.1EPON 系统构成
与其他PON 技术一样， EPON 技术采用点到多点的用户网络拓扑结构，利用光纤实现数据、语音和视频的全业务接入的目的， EPON 的系统结构如图1 所示。
EPON 系统主要由OL T、ONU 、POS 组成，其中OL T (Optical Line Terminal ) 放在中心机房，OL T 既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台，它提供面向无源光纤网络
的光纤接口(PON 接口) 。
POS( Passive Optical Splitter) 是无源光纤分支器，是一个连接OL T 和ONU 的无源设备，它的功能是分发下行数据，并集中上行数据。
它是一个简单设备，不需要电源，可以置于相对宽松的环境中，一般一个POS 的分光比为8 、16 、32 、64 、128 ，并可以多级连接。
ONU (Optical Network Unit) 放在用户设备端附近或与其合为一体。
一个OL T PON 端口下最多可以连接的ONU 数量与设备密切相关，一般是固定的。
在EPON 系统中，OL T 到ONU 间的距离最大可达20 km。
EPON 的优点主要表现如下。
1.1.1相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。
EPON 结构在传输途中不需电源，没有电子部件，因此容易铺设，基本不用维护，长期运营成本和管理成本的节省很大； EPON 系统对局端资源占用很少，模块化程度高，系统初期投入低，扩展容易，投资回报率高； EPON 系统是面向未来的技术，大多数EPON 系统都是一个多业务平台，对于向全IP 网络过渡是一个很好的选择。
1.1.2提供非常高的带宽。
EPON 目前可以提供上下行对称的1 Gbp s 的带宽，并且随着以太技术的发展可以升级到10 Gbp s。
1.1.3服务范围大。
EPON 作为一种点到多点网络，以一种扇出的结构来节省CO 的资源，服务大量用户。
1.1.4带宽分配灵活，服务有保证。
对带宽的分配和保证都有一套完整的体系。
EPON 可以通过DBA(动态带宽算法) 、DiffServ、PQ/ WFQ、WRED 等来实现对每个用户进行带宽分配，并保证每个用户的QOS。
1.2 EPON 传输安全保障
对于安全性的考虑。
上行方向，ONU 不能直接接收到其他OUN 上行的信号，所以ONU 之间的通信，都必须通过OL T ，在OL T 可以设置允许和禁止ONU 之间的通信，在缺省状态下是禁止的，所以安全方面不存在问题。
对于下行方向，由于EPON 网络，下行是采用广播方式传输数据，为了保障信息的安全，从几个方面进行保障。
1.2.1所有的ONU 接入的时候，系统可以对ONU进行认证，认证信息，可以是ONU 的一个唯一标识(如MAC 地址或者是预先写入ONU 的一个序列号) ，只有通过认证的ONU ，系统才允许其接入。
1.2.2对于给特定ONU 的数据帧，其他的ONU 在物理层上，也会收到数据，在收到数据帧后，首先会比较LLID(处于数据帧的头部) 是不是自己的，如果不是，就直接丢弃，数据不会上二层，这是在芯片层实现的功能，对于ONU 的上层用户，如果想窃听到其他ONU 的信息，除非自己去修改芯片的实现。
1.2.3加密，对于每一对ONU 与OL T 之间，可以启用128 位的AES 加密。
各个ONU 的密钥是不同的。
1.2.4 VLAN 隔离:通过VLAN 方式，将不同的用户群、或者不同的业务限制在不同的VLAN ，保障相互之间的信息隔离。
2 EPON在高速公路监控系统中的应用
2.1 EPON 在高速公路监控系统中的结构高速公路具有线形好、设计标准高、交通流量大、行车速度快等特点，视频监控系统对发现问题、排除问题，对整个高速公路的安全运营起到至关重要的作用。
高速公路监控系统主要由道路沿线全程监控、隧道监控、收费站监控、服务区监控等组成，系统传输介质为沿线铺设的光纤。
在高速公路视频监控系统中， EPON 作为监控系统的传输平台，由于EPON 最大ONU 与OL T 之间距离为20 km ，因此，设有多个OL T 设备，设备安装在高速公司的通信站，OL T 设备通过配置多个PON 口实现沿线监控系统的接入，结构示意如图2所示。
图2EPON技术在高速公路监控系统应用结构
为了节省光纤资源，沿线监控一般采用5 ∶95的逐级分光方式。
同时，由于高速公司沿线监控点较分散，如在隧道中，一般每隔200 m 设置一个监控点，因此，一般一个ONU 设备连接一路监控，ONU 设备通过以太网与视频监控系统的编码器互联。
同时，采用具有ONU 功能的编码器可减少设备的单点故障，有利于提高系统的可靠性。
在通信站，OL T 设备通过以太网连接到高速公路的传输平台，从而实现与通信中心监控平台的通信。
EPON 技术可采用树形线性网络连接，各节点之间通过无源分光，同时，提供高达1 Gbp s 的带宽，非常适用于高速公路视频监控系统的网络传输。
2.2 EPON 存在问题及解决方法
随着对高速公路视频监控要求的不断提高，高速公路视频监控传输系统的网络业务出现数据流量大、实时性高的特点，且在与数字视频技术结合时，会产生报文大小变化而引发带宽拥塞的问题，即峰值出现的情况下，带宽不够会影响视频及存储流实时传输质量。
带宽问题不仅影响网络的性能，还会使业务无法运行，是EPON 传输机制在网中是否能够正确实现、保障业务畅通的重要条件。
同时，EPON 采用单芯传输方式，节点故障可能会导致EPON 双向链路故障。
针对出现的带宽问题可通过组播技术来解决。
具体方法为，在OL T 及ONU 端开启组播转发或透传功能。
在同源并发的情况下减少流复制带来的带宽压力。
针对EPON 单芯故障问题，可采用管道内双线备份的方式解决。
综合上述关于EPON 具备传输原理、实时性、灵活性、数据安全性、经济性等特点，在高速公路视频监控传输系统中采用EPON 传输是稳妥可行的方式。
3 结语
在高速公路视频监控传输系统中，通过对EPON 技术与视频技术组合应用，明确了EPON 技
术对于高速公路视频监控传输建设以及各项业务由模拟传输到数字传输的平稳过渡有非常重要的意义，为高速公路视频监控传输系统建设的可行性和有效性提供了有力的证据。
参考文献:
1.Kramer G1 陈雪，等译1 Ethernet Passive Ptical Net2works[M]1 北京邮电大学出版社1
2.李江涛，陈雪，等1 EPONMAC 控制层实现动态带宽分配策略的研究[J ]1 电信科学，20021
3.YD/ T1475 - 2006 接入网技术要求———基于以太网方式的无源光网络( EPON)
[ S]120061
4.浦昭邦，编1 光电测试技术[M]1 机械工业出版社1。
