王軍

在模擬監(jiān)控時期，前端攝像機的輸出接口千篇一律都是BNC，單一的接口使組網(wǎng)受到極大限制。在步入到信息時代的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控時期，前端攝像機的輸出接口千篇一律的幾乎都是RJ45，世界杯官網(wǎng)科技在秉承深厚網(wǎng)絡(luò)積累的基礎(chǔ)上，貼近客戶需求推出了豐富多樣的前端接入產(chǎn)品與解決方案，前端攝像機/ 編碼器無需借助第三方設(shè)備即可進行千變?nèi)f化的組網(wǎng)，滿足各行各業(yè)的實際需求。

以太光網(wǎng)絡(luò)接入

隨著銅纜等金屬價格大幅上漲，繼續(xù)使用金屬等線纜作為海量的接入資源成本日漸走高，另一方面光纖光纜和光收發(fā)模塊的價格卻逐步降低，在“光進銅退”大趨勢下，前端攝像機/ 編碼器支持以太網(wǎng)光接口也是水到渠成。世界杯官網(wǎng)科技是業(yè)界首家在前端網(wǎng)絡(luò)攝像機/ 編碼器上支持SFP 光口，勿需借助光電收發(fā)器就能解決在長距離下視頻數(shù)據(jù)的回傳，省去光電收發(fā)器減少單點故障，易于維護。典型的以太光網(wǎng)絡(luò)接入拓撲如下圖：

EPON光網(wǎng)絡(luò)接入

光纖接入從技術(shù)上可分為兩大陣營： 有源光網(wǎng)絡(luò)(AON，Active Optical Network) 和無源光網(wǎng)絡(luò)(PON，Passive Optical Network)。1983 年，BT實驗室首先發(fā)明了PON 技術(shù)；PON 是一種純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，由于消除了局端與用戶端之間的有源設(shè)備，它能避免外部設(shè)備的電磁干擾和雷電影響，減少線路和外部設(shè)備的故障率，提高系統(tǒng)可靠性還能節(jié)省運維成本，是運維護部門期盼已久的技術(shù)。PON 的業(yè)務(wù)透明性較好，理論上可承載任何制式和速率的信號。目前基于PON 的實用技術(shù)主要有APON/BPON、GPON、EPON/GEPON 等幾種。在各種PON 技術(shù)之爭的過程中，EPON 脫穎而出，率先進入大規(guī)模商用階段，這得益于EPON 融合了多種最佳技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。世界杯官網(wǎng)科技創(chuàng)新性的把EPON 技術(shù)引入到前端攝像機和編碼器中，利用EPON 技術(shù)可以衍生出星型或總線型等諸多千變?nèi)f化的組網(wǎng)，如下所示：

EPON總線型組網(wǎng)圖

EPON星型組網(wǎng)圖

EPON系統(tǒng)的優(yōu)勢：

■TCO 成本低，維護簡單，容易擴展，易于升級。EPON 結(jié)構(gòu)在傳輸途中不需電源，沒有電子部件，因此容易鋪設(shè)，基本不用維護，長期運營成本和管理成本的節(jié)省很大；
■EPON 系統(tǒng)對局端資源占用很少，多個終端設(shè)備接入時只需占用一個局端設(shè)備端口；
■能提供高帶寬。EPON 目前可以提供上下行對稱的1Gbps 的帶寬，并且隨著以太技術(shù)的發(fā)展可以平滑升級到10Gbps；
■提供高安全性的前端接入；

在常見的以太網(wǎng)中，對物理層和數(shù)據(jù)鏈路層安全性考慮甚少。以太網(wǎng)自身沒有認證或安全機制，理論上一個以太網(wǎng)端口可以接入任何一臺終端設(shè)備。而EPON則不然， 不是所有的終端設(shè)備都能隨意的接入到EPON 網(wǎng)絡(luò)，需要對終端設(shè)備的身份進行認證，只有合法的終端設(shè)備才能接入到EPON 網(wǎng)絡(luò)中去。即使是經(jīng)過合法認證接入后的設(shè)備，其通信過程啟用了128位的AES 加密或者48 位的三重攪動加密，形成端到端的加密通道，而且各個終端設(shè)備的密鑰都不同，每10 秒更新一次，其時間周期遠遠小于密鑰破譯所需時間，具有很高的安全性。

EPON的適用場景：

■平安城市中的高安全性接入
在平安城市的部署中，由于其安全性因素，都要求IP不到路面，采用EPON 方式接入是最合適的。在平安城市的設(shè)計模型中，EPON 的總線型和扇形覆蓋都比較常見。總線型覆蓋主要應(yīng)用在平安城市中的城市主干道路監(jiān)控，而扇形覆蓋則主要適用于一個園區(qū)的監(jiān)控。

■在高速公路中的高可靠性接入
在高速公路的應(yīng)用場景下，業(yè)界通用的方案是選用光端機采取手拉手的組網(wǎng)方案，此方案需要對光端機供電，而高速公路上供電穩(wěn)定性無法保障，如果出現(xiàn)一臺光端機設(shè)備掉電，則會導致后面所有節(jié)點的視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)都無法回傳，可靠性很差。

世界杯官網(wǎng)科技創(chuàng)新性的把總線型分光模式引入到高速公路監(jiān)控解決方案中，利用世界杯官網(wǎng)科技獨創(chuàng)的EPON 長距離傳輸技術(shù)，突破EPON 技術(shù)標準中20 公里限制，延伸一倍達到40 公里。如果采取3 公里的密度進行部署，可以進行11 級分光，覆蓋范圍能達到36 公里。而分光器是無源設(shè)備，根本無需考慮掉電風險。如下圖所示：

RRPP（Rapid Ring Protection Protocol，快速環(huán)網(wǎng)保護協(xié)議）接入

環(huán)網(wǎng)技術(shù)簡單而言，就是將設(shè)備連接到一起構(gòu)成環(huán)狀，實現(xiàn)相互通信的一種技術(shù)。為避免環(huán)網(wǎng)中產(chǎn)生廣播風暴，最初業(yè)界普遍采用STP 協(xié)議環(huán)路保護機制。但實際應(yīng)用中STP 協(xié)議的收斂時間受網(wǎng)絡(luò)拓撲影響較大，在網(wǎng)絡(luò)直徑大時收斂時間較長，無法滿足視頻流傳輸?shù)囊螅惹行枰环N故障時收斂時間短的環(huán)網(wǎng)技術(shù)，故障切換時對視頻圖像基本無影響，RRPP 技術(shù)應(yīng)運而生。RRPP 能為二層以太網(wǎng)絡(luò)提供高可靠性的服務(wù)質(zhì)量保證，可以防止環(huán)路上的廣播風暴，鏈路故障時可以提供小于50ms 的快速收斂，基本不影響視頻圖像的連續(xù)性。

RRPP環(huán)網(wǎng)優(yōu)勢：

■每個節(jié)點都有雙鏈路上行，并具環(huán)網(wǎng)保護機制
環(huán)網(wǎng)拓撲下，編碼器為雙端口接入，在一個端口down的情況下，依然可以保證數(shù)據(jù)的有效傳輸，對端口的光電屬性無要求，可以是光電接口混合組網(wǎng)。

■環(huán)網(wǎng)拓撲避免了SRG(SharedRiskGroup共享風險組) 問題
環(huán)網(wǎng)拓撲下的網(wǎng)絡(luò)由于節(jié)點間的光纖分別走不同的管道，不會存在SRG的問題。

■RRPP環(huán)網(wǎng)提供了50ms的快速保護倒換能力
RRPP是一個專門應(yīng)用于以太網(wǎng)環(huán)的鏈路層協(xié)議，它在以太網(wǎng)環(huán)中能夠防止數(shù)據(jù)環(huán)路引起的廣播風暴；當以太網(wǎng)環(huán)上一條鏈路斷開時，能迅速啟用備份鏈路以恢復(fù)環(huán)網(wǎng)上各個節(jié)點之間的通信通路。和STP協(xié)議相比，RRPP協(xié)議具有拓撲收斂速度快和收斂時間與環(huán)網(wǎng)上節(jié)點數(shù)無關(guān)的特點。

■低成本的高可靠性接入方案
RRPP環(huán)網(wǎng)接入只需要2芯光纖即可完成環(huán)網(wǎng)的搭建，適用于光纖資源緊缺，核心設(shè)備端口資源緊張，要求成本控制，要求高可靠性的場景。

普通長距離以太網(wǎng)

無論是10Base-T和100Base-TX標準， 還是1000Base-T標準，都明確規(guī)定最遠傳輸距離為100米。在綜合布線規(guī)范中，也明確要求水平布線不能超過90米，鏈路總長度不能超過100米。也就是說，100米對于雙絞線承載以太網(wǎng)而言是一個極限。為什么要規(guī)定100米的傳輸極限呢？原因有如下幾個方面：

■信號在雙絞線中傳輸時，由于電阻和電容的原因而導致信號衰減或畸變。累積的信號衰減將不能保證信號穩(wěn)定傳輸。

■信號在導線傳輸過程中既會產(chǎn)生彼此之間的相互干擾，也會受到外界電磁波的干擾，當背景噪聲過大時，誤碼率也將隨之而增高。

■以太網(wǎng)絡(luò)所允許的最大延遲為512比特時間（1比特時間=10納秒）。也就是說，從信號發(fā)送到最后得到確認的時間差不能超過512比特時間，否則，將認為該信號在傳輸途中丟失，沒有到達目的地。因此，最大延遲時間也在很大程度上制約著雙絞線長度。

■根據(jù)IEEE802.3標準要求，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)卡端口的PHY芯片只保證驅(qū)動100米的銅纜，對更遠的傳輸距離則不作硬性要求。

另一方面，在實際工程上總有部分點位距離是超過100米，目前業(yè)界常用的方案是采用光電收發(fā)器，該方案會增加后期的維護成本，且額外引入故障點，對整個監(jiān)控系統(tǒng)的健壯性有一定的影響，并且還無法做到隨路供電，能否在保持現(xiàn)有狀態(tài)不變的前提下，突破100米距離限制并隨路供電？世界杯官網(wǎng)科技積極響應(yīng)用戶需求，通過嚴格的器件選型、縝密的電路設(shè)計來確保安防領(lǐng)域線路施工工程的便利性，具體采用如下方法：

■通信行業(yè)專用PHY芯片驅(qū)動能力和接收靈敏度更強

■定制變壓器，特殊繞線工藝的轉(zhuǎn)換靈敏度更高，可容納的驅(qū)動電流更大

■PCB設(shè)計阻抗精準控制，電磁干擾小，信號保真度高

世界杯官網(wǎng)科技采用如上技術(shù)，可以在普通超五類線下回傳視頻數(shù)據(jù)信號達到300米的距離，并且同時還能進行隨路供電。

雙鏈路上行組網(wǎng)

安裝在重要點位的編碼器，對可靠性很高，世界杯官網(wǎng)科技在基于高質(zhì)量元器件以及高穩(wěn)定IMOS軟件的基礎(chǔ)，還考慮到鏈路級的冗余備份機制。如下圖所示，當一條鏈路故障或者一臺上行交換機故障或異常斷電，視頻流量能自動的遷移到另外一個網(wǎng)口或者鏈路上，視頻監(jiān)控流量不受影響。