鄔曉駿

（上海郵電設計咨詢研究院，中國 上海200092）

0 前言

隨著平安城市建設的不斷深入實踐和應用，城市治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)正從單純的城市治安防范的技術手段形成為大型的、綜合性非常強的視頻圖像信息系統(tǒng)，是“平安城市”建設的重要組成部分，更成為“智慧城市”的重要載體。它不僅可以滿足治安管理、城市管理、交通管理、應急指揮等的需求，在預防、發(fā)現(xiàn)、控制和打擊違法犯罪，提供破案線索，固定違法犯罪證據(jù)等方面發(fā)揮人防、物防所不可替代的重要作用；而且還能兼顧災難事故預警、安全生產(chǎn)監(jiān)控、環(huán)境等方面對視頻圖像的需求，對于提升城市可視化管理水平和政府應急處置能力，建立社會治安防控體系具有十分重大的意義。

1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了多年的時間，發(fā)展經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。從上個世紀80年代開始，視頻監(jiān)控在我國得到迅速普及，特別是在公安、銀行、交通等部門，當時主要采用模擬監(jiān)控；從上個世紀90年代中期開始，視頻監(jiān)控系統(tǒng)開始從模擬監(jiān)控時代邁入了數(shù)字監(jiān)控時代，在數(shù)字電路技術、嵌入式技術、數(shù)字信號傳輸技術、數(shù)字音視頻壓縮技術的推動下，其發(fā)展開始突飛猛進；目前視頻監(jiān)控已進入第三代數(shù)字化網(wǎng)絡監(jiān)控階段，其主要特征就是前端一體化、視頻數(shù)字化、監(jiān)控網(wǎng)絡化、系統(tǒng)集成化、監(jiān)控的智能化。

2 監(jiān)控系統(tǒng)的組成

2.1 數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的構成

監(jiān)控系統(tǒng)通常由前端、傳輸、處理/控制以及顯示/記錄等部分構成。

1）前端是由網(wǎng)絡攝像機（模擬攝像機增加數(shù)字編碼功能）、數(shù)字視頻前端等實現(xiàn)視頻信息、音頻信息、數(shù)據(jù)信息及告警信息的采集功能，具有語音信息和數(shù)據(jù)信息的雙向傳送功能，部分前端可實現(xiàn)音視頻錄像的存儲功能。

2）傳輸可以是以太網(wǎng)和DDN、xDSL、視頻光端機、SDH/PTN以及PON等傳輸網(wǎng)絡。

3）處理/控制主要是數(shù)字編碼設備，數(shù)字編碼設備可采用具有記錄功能的DVR或視頻服務器，數(shù)字視頻的處理、控制和記錄措施可以在前端、傳輸和顯示的任何環(huán)節(jié)實施

4）顯示/記錄一般是監(jiān)控器、顯示大屏等設備。

視頻監(jiān)控傳輸承載技術主要有xDSL、視頻光端機、SDH/PTN以及PON等，本文主要分析基于PON承載的平安城市視頻監(jiān)控組網(wǎng)模式分析。

2.2 前端攝像機對傳輸帶寬的需求

前端攝像機的分類較多，如從圖象清晰度可分為標清和高清等；從功能可分為球機、半球機、槍機等；如從焦距上可分為短焦鏡頭、中焦鏡頭、長焦鏡頭、變焦鏡頭等。不管如何分類，前端攝像機都要實現(xiàn)視頻信息、音頻信息、數(shù)據(jù)信息及告警信息的采集功能，然后通過視頻壓縮技術將圖象回傳。目前視頻壓縮技術主要有以下兩種制式：

1）PAL制式

QCIF（176x144）、CIF（352x288）、HD1（704x288即2CIF）、DCIF（512x384）、VGA（640x480）、FULL D1（704x576）、SVGA（800*600）、XVGA（1024*768）、720P（1280*720）、1080P（1920*1080）

2）NTSC制式

QCIF（176x120）、CIF（352x240）、HD1（704x240即2CIF）、DCIF（512x320）、VGA （640x480）、FULL D1（704x480）、SVGA（800*600）、XVGA（1024*768）、720P（1280*720）、1080P（1920*1080）

目前用的比較多的是標清攝像機 (D1、CIF)和高清攝像機(720P、1080P)；高清攝像機取代普清攝像機已是大勢所趨；且1080P高清攝像機逐漸成為主流；因此本文以1080P攝像機作為需求分析的對象。

1080P攝像機(對傳輸?shù)男枨蠹s8Mbps～10Mbps，一般取10Mbps)，1個監(jiān)控點通常安裝1～3個攝像機；因此每個監(jiān)控點需要帶寬約10 Mbps～30 Mbps。

3 用于監(jiān)控的PON系統(tǒng)建設方案

3.1 系統(tǒng)組成

用于視頻監(jiān)控的PON系統(tǒng)與用于公眾網(wǎng)的PON系統(tǒng)一樣有OLT、ODN和ONU三部分組成。

OLT上聯(lián)城域網(wǎng)后與視頻存儲中心、視頻指揮中心以及視頻分中心連接；ONU與前端攝像機連接，把視頻信號通過PON系統(tǒng)送回視頻存儲中心、視頻指揮中心以及視頻分中心。

3.2 OLT建設方案

3.2.1 OLT設

OLT一般集中放置于機房內，宜采用獨立的子框，受條件限制時可使用同子框不同板卡的PON口。

3.2.2 PON口數(shù)量配置

新建獨立子框的OLT，應根據(jù)業(yè)務需要配置PON口，同時應留有一定的余量，供發(fā)展用；如業(yè)務發(fā)展迅速，可一次性配足PON口。

3.2.3 上聯(lián)容量

每PON下帶攝像頭數(shù)按90個估算，每攝像頭按10Mbps計算，則每PON口帶寬需求約900M；每個獨立子框按128個PON口測算，PON口利用率按70%計算，則上聯(lián)帶寬約8.8G，需配置10G容量上聯(lián)端口；上聯(lián)端口按1＋1方式保護，則需配2個10G光模塊。

3.3 ONU建設方案

3.3.1 ONU端口配置

ONU承載監(jiān)控攝像頭信息回傳功能，通常放置在美化桿的背包箱中；由于1個美化桿可帶1～3個監(jiān)控攝像頭，因此ONU應配置4個FE端口；有語音需求的監(jiān)控頭，可再配置2個POTS口。

3.3.2 ONU選型需要注意的問題

由于視頻監(jiān)控攝像機大部分工作于室外，因此ONU對環(huán)境溫度的要求在工程建設中要予以特別關注，一定要滿足當?shù)氐沫h(huán)境要求，以防ONU“罷工”而影響“平安城市”建設。

3.4 ODN建設方案

在“平安城市”O(jiān)DN建設通常包含主干光纜、配線光纜、光纜交接箱、光纜分纖箱、光分路器、美化桿、背包箱等內容。由于主干光纜、配線光纜、光纜交接箱、光纜分纖箱與常規(guī)ODN建設沒有區(qū)別，因此本文重點介紹分光方式、美化桿和背包箱等建設內容。

3.4.1 美化桿

1）美化桿安裝位置

美化桿是視頻監(jiān)控中大量使用，立桿位置一般處于交叉路口和銀行、學校、大型公共場所等公安部門指定的重點監(jiān)控部位。

2）美化桿桿高選定

美化桿桿高通常在2.5m～9m；一般而言，小區(qū)等出入口附近用3米桿高，人行道一般用3～3.5米桿高，道路口、大型廣場一般用4.5米及以上桿，特殊地段如避開電車線路段則需要8～9米桿高。

3.4.2 背包箱

1）背包箱要求

室外設備箱應能放置ONU、編碼器、熔纖盤、防雷模塊、電源空開等設備，內部安裝架的設計應充分考慮架內設備的安裝位置，采取底部進線，應具備防雨、防塵、防高溫、較好的防盜和防破壞功能。

在卡口、封控點位采用落地式室外箱體，封控點采用不低于8小時UPS電源保障，其他監(jiān)控點采用背箱式室外箱體，室外設備箱和立桿統(tǒng)一接地。

室外設備箱外形和顏色應與環(huán)境相適宜，要求設備適應環(huán)境溫度：-10～75℃、環(huán)境濕度：≤85%，防護等級：IP36以上。

4 小結

用于視頻監(jiān)控的PON系統(tǒng)在ODN建設、OLT上聯(lián)容量、ONU選型等方面與用于公眾網(wǎng)絡的PON系統(tǒng)都有所不同，需要我們不斷總結建設經(jīng)驗。

［1］蘭州市視頻監(jiān)控建設指導意見[Z].

［2］上海公安數(shù)字高清圖像監(jiān)控系統(tǒng)建設指導意見V1.0(征求意見稿)[Z].