周海興

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智能小區(qū)視頻監(jiān)控的技術(shù)與應(yīng)用

周海興

廣東南方電信規(guī)劃咨詢設(shè)計院有限公司惠州分公司，廣東 惠州 516000

介紹了智能小區(qū)視頻監(jiān)控的特點(diǎn)，簡單介紹了EPON技術(shù)及其應(yīng)用，論述了泛范圍的大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與問題，分析了基于EPON技術(shù)的智能小區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方式和設(shè)計案例，同時說明了這種解決方案的優(yōu)勢。

EPON技術(shù)；智能小區(qū)；視頻監(jiān)控

引言

隨著現(xiàn)代化城市住宅小區(qū)制度在我國的普及和發(fā)展，小區(qū)的信息化建設(shè)不斷深入。各小區(qū)特別是大中型城市小區(qū)都加快了信息網(wǎng)絡(luò)平臺的建設(shè)，小區(qū)系統(tǒng)正逐步轉(zhuǎn)向利用網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)集中管理信息的新階段。

為了更好地保護(hù)財產(chǎn)及小區(qū)的安全，根據(jù)小區(qū)用戶實際的監(jiān)控需要，一般都會在小區(qū)周邊、大門、住宅、倉庫、機(jī)房、停車場等重點(diǎn)部位安裝攝像機(jī)。小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)往往將視頻監(jiān)控、實時監(jiān)視、多畫面分割顯示、云臺控制等功能有機(jī)結(jié)合，同時監(jiān)控主機(jī)自動將報警畫面及錄像紀(jì)錄，做到報警聯(lián)動，有助于及時處理警情，保護(hù)小區(qū)財產(chǎn)和工作人員的安全，最大限度防范各種入侵，提高保衛(wèi)人員的工作效率以及處理各種突發(fā)事件的反應(yīng)速度，給管理人員提供一個良好的工作環(huán)境，確保整個小區(qū)的安全。

1 智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)概述

智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)可分為周界防范報警系統(tǒng)、數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)、樓宇可視對講系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)常年連續(xù)地穩(wěn)定運(yùn)行，保證監(jiān)控系統(tǒng)的實時性和可靠性要求。

在智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的配置中，有別于銀行、交通等重要行業(yè)的監(jiān)控要求，小區(qū)監(jiān)控重在搭建安全的生活環(huán)境，并不需要如重點(diǎn)行業(yè)般的全面和嚴(yán)密，因此在搭建小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)中，綜合多種因素，需要重點(diǎn)考慮以下三點(diǎn)。

（1）重點(diǎn)區(qū)域?qū)嵤┒c(diǎn)無遺漏監(jiān)控，堵住防范漏洞。小區(qū)的重點(diǎn)區(qū)域包括小區(qū)出入口、電梯、保安崗?fù)?、配電房等危險區(qū)域。這些場所需要進(jìn)行全方位監(jiān)控。（2）重要區(qū)域整體動態(tài)監(jiān)控。這些區(qū)域包括小區(qū)周界圍墻邊界、主要通道（尤其是車輛通道）、停車泊位區(qū)域、中心廣場及電梯廳。這些場所需要進(jìn)行總體狀態(tài)監(jiān)控。（3）小區(qū)監(jiān)控中心的配置有很多并不具備專業(yè)的機(jī)房條件和專業(yè)的操作人員，因此監(jiān)控中心的設(shè)備配置需充分考慮耐用性、低維護(hù)率和易操作性。

2 EPON技術(shù)在視頻監(jiān)控技術(shù)中的優(yōu)勢

無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）系統(tǒng)由光線路終端（OLT）、光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）和光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）組成，光纖為傳輸媒質(zhì)，采用無源光分路器（POS）或耦合器（ODN的一部分）的PON可實現(xiàn)點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。以太無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）在物理層采用了PON技術(shù)，在鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議，利用PON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實現(xiàn)以太網(wǎng)的接入，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)，EPON綜合了PON和以太網(wǎng)兩者的優(yōu)點(diǎn)。EPON技術(shù)可以低成本提供更高的帶寬和更全面的服務(wù)，同時EPON的體系結(jié)構(gòu)也符合G.983標(biāo)準(zhǔn)的大多數(shù)要求。EPON技術(shù)具有可實現(xiàn)點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（星型、樹型等）、組網(wǎng)成本低、無源光纖傳輸、高帶寬、擴(kuò)展性強(qiáng)、服務(wù)重組靈活快速、能與現(xiàn)有的銅纜以太網(wǎng)兼容、網(wǎng)絡(luò)管理與傳輸管理極為方便等特點(diǎn)。針對IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控前端設(shè)備的接入問題，即光纖資源十分有限，或監(jiān)控點(diǎn)成不規(guī)則線形分布，或監(jiān)控點(diǎn)呈非均勻性密集等情況，將EPON技術(shù)應(yīng)用于IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，可為用戶提供低成本、高品質(zhì)、大規(guī)模的視頻監(jiān)控較佳的接入解決方案。由于EPON可提供高達(dá)1?GB/s的傳輸帶寬，因此非常適用于高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)。目前，基于EPON技術(shù)的IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)（簡稱EPON視頻監(jiān)控系統(tǒng)）是泛范圍的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的最佳組網(wǎng)方式，不僅可滿足視頻監(jiān)控需求外，而且符合國家倡導(dǎo)的“光進(jìn)銅退”的政策[1]。

EPON視頻監(jiān)控系統(tǒng)中EPON支持的基本組網(wǎng)方式為星型和樹型。通過這兩種基本組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，結(jié)合不同類型的光分路器（均分、固定非均分、可調(diào)分光比）可以衍生出其他多種網(wǎng)絡(luò)形式，以滿足各種應(yīng)用需要[2]。較之原有的點(diǎn)到點(diǎn)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，EPON技術(shù)采用的點(diǎn)到多點(diǎn)的星型和樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)大大節(jié)省了光纖與光纜的數(shù)量，同時也節(jié)省了交換機(jī)等硬件設(shè)備，節(jié)約了材料設(shè)備的采購成本、現(xiàn)場的運(yùn)輸施工成本及今后的服務(wù)管理成本。

EPON視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，室外監(jiān)控點(diǎn)的攝像機(jī)內(nèi)置編碼器上集成了ONU模塊，使其具有ONU功能。當(dāng)攝像機(jī)完成圖像采集之后，編碼器進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮處理，最后形成的IP報文，通過ONU模塊向上傳輸?shù)絆LT，這樣就完成了EPON方式接入[3]。

EPON視頻監(jiān)控系統(tǒng)中OLT提供了靈活的主干鏈路保護(hù)功能。OLT上任意兩個PON接口既可互為主備冗余，又可各自獨(dú)立傳輸信號。OLT這種設(shè)置可滿足靈活配置和應(yīng)用。OLT的GE（千兆以太網(wǎng)）接口既可接光纖，又可接電纜，這為視頻監(jiān)控中心提供了多種傳輸方式。如果傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量很大，那么可以將OLT的4個GE端口聚合組成相關(guān)鏈路。這不但能夠保證帶寬，還可以對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)起到保護(hù)作用。OLT的PON接口通過光纖連接至POS進(jìn)行無源分光后，再通過光纖分別連接到各個監(jiān)控點(diǎn)的攝像機(jī)內(nèi)置的ONU，經(jīng)ONU上的FE（快速以太網(wǎng)）接口通過電纜連接到高清視頻攝像機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。EPON中一個OLT可以覆蓋20?km，最多可以接入256個ONU節(jié)點(diǎn)，組網(wǎng)時可以根據(jù)現(xiàn)場情況提供不同的接入方式。EPON中OLT和ONU都具有強(qiáng)大的二層功能，可以采用VLAN、QoS、QinQ等手段對用戶的視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)進(jìn)程進(jìn)行各種控制，保證服務(wù)質(zhì)量與安全[4]。

3 EPON技術(shù)在視頻監(jiān)控技術(shù)中的主要功能

通過監(jiān)控中心的視頻系統(tǒng)的接入管理、認(rèn)證以及權(quán)限分配功能，中心管理平臺完成數(shù)據(jù)的管理功能，可通過平臺完成存儲資源分配以及存儲設(shè)備檢查和存儲數(shù)據(jù)的檢索功能。EPON技術(shù)在視頻監(jiān)控技術(shù)中的主要功能包括以下幾個方面。

（1）系統(tǒng)管理。具有自愈能力，快速故障恢復(fù)；只處理認(rèn)證、控制、配置、注冊等信令信息，服務(wù)器故障時，不影響視頻流的存儲和監(jiān)視；系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備實時監(jiān)控，支持記錄所有功能操作、異常情況的日志，并提供多種檢索、查詢方案；采用國際標(biāo)準(zhǔn)IP傳輸協(xié)議和SIP信令協(xié)議，為今后開發(fā)多種業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器提供通用接口；支持統(tǒng)一網(wǎng)管功能及對各管理服務(wù)器、存儲和編解碼器的統(tǒng)一管理等。（2）查看實時圖像。實時調(diào)閱查看所有攝像頭圖像；支持?jǐn)z像機(jī)顯示列表，支持解碼器輸出控制；實時視頻傳輸支持從IPC直送客戶端和解碼器，無須經(jīng)過視頻管理服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)；支持輪切功能。（3）管理和回放歷史圖像。實現(xiàn)對所有存儲的歷史圖像資源進(jìn)行檢索、調(diào)閱、本地下載、回放等功能；被授權(quán)人員可對各監(jiān)控點(diǎn)的歷史圖像進(jìn)行回放。（4）攝像機(jī)控制。對所有攝像頭進(jìn)行控制，可以通過客戶端顯示任意圖像，并可遙控球型攝像機(jī)或者槍機(jī)云臺的轉(zhuǎn)動以及對變焦鏡頭調(diào)節(jié)。

4 結(jié)論

使用全數(shù)字的方式傳送視頻信號，特別是用IP網(wǎng)絡(luò)傳送視頻信號，對于現(xiàn)如今的視頻監(jiān)控系統(tǒng)有非常多的優(yōu)勢，但對于大規(guī)模范圍IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)，常規(guī)傳輸網(wǎng)絡(luò)需要投入大量的交換機(jī)，組成二層或三層計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，同時還要使用大量的光收發(fā)器、視頻光端機(jī)等設(shè)備，再加上大量的售后維護(hù)與服務(wù)，為此我們必須另辟蹊徑。

[1]胡玉輝. EPON將成IP視頻監(jiān)控應(yīng)用主流[N]. 通信產(chǎn)業(yè)報，2014-02-23（7）.

[2]蒙國華. 應(yīng)用于區(qū)域?qū)崟r監(jiān)控的EPON網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 西安：西安電子科技大學(xué)，2015.

[3]王立新，胡保民. 長距離EPON的研究[J].中國有線電視，2010（5）：588-590.

[4]蔣晨，施俊. 基于EPON的IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理[J].管理觀察，2011（16）：56-57.

Technology and Application of Intelligent Community Video Surveillance

Zhou Haixing

Guangdong Southern Telecom Planning and Consulting Design Institute Co., Ltd., Huizhou Branch, Guangdong Huizhou 516000

The paper introduces the characteristics of intelligent cell video surveillance, briefly introduces EPON technology and its application, discusses the current situation and problems of large-scale video surveillance system, and analyzes the implementation and design of intelligent community video surveillance system based on EPON technology. The case also illustrates the advantages of this solution.

EPON technology; intelligent cell; video surveillance

TN946

A