张凤玲 李建军 李洁

(1.内蒙古科技大学,内蒙古包头 014010;2.包钢(集团)公司白云鄂博铁矿,内蒙古包头 014080)

EPON技术在白云鄂博铁矿稀土保护视频监控系统中的应用

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(1.内蒙古科技大学,内蒙古包头 014010;2.包钢(集团)公司白云鄂博铁矿,内蒙古包头 014080)

文章主要介绍EPON无源光网络传输技术及其特点,并基于这种技术来来实现白云鄂博铁矿稀土保护视频监控系统中,并实现对前段摄像头所采集信号的回传。EPON技术与传统的光纤传输相比,具有节省光纤资源、对网络协议透明的特点,因此大大的节省了光纤资源,提高了系统的稳定性。

EPON 稀土保护 视频监控

1 白云鄂铁矿稀土保护的现状

白云鄂博矿是一座世界罕见的铁、稀土、铌等多金属共生矿床，经多年探矿工程所获的地质资料证实，现已探明矿床蕴藏着170多种矿物，71种元素，这些资源属于国家战略性资源，国家针对白云鄂博矿床多元素共生的特点，提出“以铁为主，综合利用”的方针，在开采铁的同时，保护好稀土等资源。集团领导指出：“决不让铁矿的一块石头被盗走”；这些都迫切要求加快发展以主动预防为主的视频监控系统。

该系统在稀土资源运输转载场地、重点单位、盗运案件多发地段、重要路口、卡口等地点设立视频监控点，将监控图像实时传输到相关职能部门，通过对图像的浏览、记录等方式，使各级相关职能部门直观地了解和掌握稀土资源监控区域内的运输，存放的动态，有效提高稀土资源的保护。建成后的稀土资源保护视频监控系统工程作将为铁矿信息化管理的有效途径之一，其建设的力度、程度、广度将在一定程度上提高铁矿稀土资源保护管理的统一指挥、快速反应以及协同作战的水平。

2 稀土保护视频监控系统

白云鄂博铁矿视频监控系统的外围摄像头500多路、矿区的各个出入口大门(原有系统)4个共32路，经过矿区的光纤网络将视频信息传输到监控中心的网络视频监控系统的管理服务器上。视频监控系统包括：视频管理服务器、数据管理服务器、媒体交换服务器、视频编码设备、视频解码设备、IP-SAN网络存储设备、IP网络和EPON光网络设备等。由于网络监控系统基于IP构建，系统中各个部件，都可以根据需求分布式部署并加以集中管理。与传统监控的组成类似，网络监控系统方案包括视频源、传输及交换、存储、显示及管理控制等组成部分，系统组成如图1所示：

各部分组成与工作原理如下：

2.1 视频源部分

视频源部分完成视频信号的输入功能，视频源包括各种外围500多路固定摄像机、四个门岗16路球机，前端是模拟/数字摄像机的情况下还包括数字视频编码器。视频编码器同时具备视音频接入及编码、网络接入和iSCSI存储写入功能，可以完成监控信号的视音频输入，把模拟的视频、音频信号(如摄像机、麦克风等视音频源信号)进行数字化和压缩编码，形成IP数据包，利用网络传送到指定的目的地址，铁矿局域网内的用户可以进行实时查看，满足实时监控的需求。

2.2 传输及交换部分

所有前端设备通过EPON光纤网络系统和监控中心相连，完成视频流的传送及交换功能。摄像头所采集录像通过光纤回到保卫部监控中心，进入监控网络中，实现实时监控、报警处理、存储管理等功能。

2.3 存储部分

存储部分完成视频数据的存储功能。视频音频存储部分包括IP SAN存储设备，主要功能是接收前端设备发送过来的基于TCP/IP ISCSI存储视频数据流，并存储起来；向PC客户端提供实际的VOD点播视频流数据流和视频数据下载服务；接受数据管理服务器的管理等。所有的IPSAN存储设备可以根据需求灵活的部署在不同的监控中心及二级管理中心，但都可以通过数据管理服务器实现统一的管理。

图2 EPON网络拓扑图

2.4 显示部分

视频显示部分完成视频信号的解码及输出显示。这部分主要通过数字视频解码器、经过矩阵，显示在保卫部监控中心电视墙上。

2.5 控制及管理部分

这部分完成对所有监控设备、业务的管理及控制，核心是基于IMOS的管理平台，含括视频管理服务器、数据管理服务器、媒体交换服务器、设备代理服务软件。

3 基于EPON网络的传输系统

3.1 组网方案,见图2

基于稀土保护视频监控系统覆盖范围广、光纤敷设路由厂等特点，系统采用EPON接入技术，摄像头通过EPON光纤网络系统和保卫部监控中心交换机相连，完成视频流的传送及交换功能。由于视频监控方案基于IP构建，IP网络可同时具备传输和交换的功能。传输及交换部分包括路由器、接入交换机、核心交换机、EPON传输设备、信息安全产品等。为了构建高品质的监控专用IP网络，针对网络监控特性对安全接入、QoS保障和组播支持进行了充分的优化，可实现视频流的无阻塞交换，确保图像的清晰度和实时性，并具备高度的安全性、天然的可扩展能力和灵活性。

支持Ethernet(以太网)、SFP(光纤)、EPON(无源光网络)光环网等多种接入方式。方便用户选择组网方案。在稀土资源保护动态监控系统采用EPON光网络，大幅减少光纤数量；降低系统综合成本。

3.2 EPON工作原理及技术特点

EPON工作原理：EPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输。为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，采用以下两种复用技术：下行数据流采用广播技术；上行数据流采用TDMA技术[1][2]。

EPON接入系统具有如下特点[3]：

(1)局端(OLT)与用户(ONU)之间仅有光纤、光分路器等光无源器件，无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员，因此，可有效节省建设和运营维护成本；

(2)采用单纤波分复用技术(下行1490nm，上行1310nm)，仅需一根主干光纤和一个OLT，传输距离可达20公里。在ONU侧通过光分路器分送给最多32个摄像头，因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力；

(3)EPON采用以太网的传输格式同时也是用户局域网/驻地网的主流技术，二者具有天然的融合性，消除了复杂的传输协议转换带来的成本因素；

(4)点对多点的结构，只需增加ONU数量和少量用户侧光纤即可方便地对系统进行扩容升级，充分保护运营商的投资；

(5)上下行均为千兆速率，下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽，上行利用时分复用(TDMA)共享带宽。高速宽带，充分满足视频传输的带宽需求。

4 结语

本项目实现监控网络和监控内容的广度覆盖，监控网络全面的覆盖了重点地区，监控内容适应了重点地区稀土保护的需求；实现生产业务与稀土防控的有效链接，满足监控系统的安全性要求；实现监控信息反馈的快速反应，确保信息的快速、高效和安全流动。稀土视频监控保护系统的建立，属于具有国家经济、战略意义上的资源，涉及到国家的战略安全，所以其价值无法用数据来计算，它带来的社会效益将是无法估量的。

[1]罗玮,张立超.EPON技术及其工作原理浅析.中国信息化,2013(2).

[2]郎为民,郭东生.EPON/GPON从原理到实践.人民邮电出版社,2010-1-1.

[3](美)拉马斯瓦米,(美)西瓦拉詹,(美)佐佐木 著,徐安士,吴德明,何永琪 译.光网络(第三版).电子工业出版社,2013-3-1.

张凤玲(1982-),女,汉族,内蒙古赤峰市人,网络工程师,工程硕士在读,主要从事通信、网络管理工作。