摘 要：在某住宅小区数字视频监控系统项目中引入了EPON网络作为系统的信号传输网络，当试点工程施工完毕进行系统调试时，遇到了网络分光结构设计和数字摄像机带宽分配的问题，通过在工程实践中解决上述问题时认识到，在数字视频监控系统中运用EPON网络时，其分光层次要控制在两层以内，并使用固定带宽分配策略。
关键词：视频监控；EPON网络；分光设计；带宽分配
中图分类号：TN915 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）04-0018-03
0 引 言
随着EPON技术的发展，EPON网络凭借其带宽高、传输距离远开始和数字视频监控系统结合，承担起基础传输网络的功能。EPON系统的传输网络使用无源器件，不需要供电，所以具备线路简单、故障少、维护量小和适合恶劣环境的特点，特别适合室外的应用场合。
EPON网络是从接入网技术中发展起来的，数字视频监控系统的网络结构特点和数据传送特点和接入网不同，如何在视频监控系统中用好EPON网络是进行数字视频监控系统设计和实施时必须要注意问题。
本文结合EPON技术在小区视频监控系统中的工程应用，通过分析解决工程实施中碰到的问题，提出了系统设计实施中要遵循的一些指导原则，从而避免在工程实践中走弯路，充分发挥EPON系统的技术优势。
1 EPON技术简介
PON（无源光网络技术）的网络传输完全是由无源器件构成的，具有无需维护、极少故障的优点，所以得到了快速发展，已经在电信接入网中开始规模应用，逐步取代以铜导线为传输介质的xDSL技术。
EPON网络是在PON网络上的以太网技术，它将以太网和PON光网络结合，构成可以广域分布的以太网网络。从结构上看EPON网络分为三个部分，一部分是OLT（线路终端），安装在中心；中间部分是光缆和无源的分光器，构成传输网络；末端部分是ONU（光线路单元），安装在用户端，提供用户接入的接口。
EPON系统的光网络是双向网络，采用波分复用技术在一根光纤上提供双向的通路。下行采用广播方式，通过修改以太网的前导码可以在广播中指定某个下级节点的地址，从而实现和某一下级节点的点对点通信。上行采用时分复用技术，下级节点按不同的时隙共享带宽。
EPON系统的光网络是无源网络，传输使用的是光缆和无源的分光器，不需要外部供电，也不需要特别的维护，所以EPON网络特别适合于在室外环境下使用，故障率很低。虽然EPON的网络是无源的，但是由于使用光通信技术，在没有任何中继的情况下，EPON网络也有10～20 km的通信距离。而且EPON网络采用了多路复用的技术，所以在一根纤芯上能支持多个用户，减少了布线，这使得部署EPON网络的成本大大降低了[1]。
2 EPON网络在小区项目中的应用
2.1 项目概况
在某城市生活小区视频监控项目中，采用了EPON光网络作为数字视频监控系统的传输网络。该项目包括26个生活小区，每个小区的出入口、围墙、重要通道、公共活动场所都要安装摄像头，数个小区的图像集中传送到临近的某一小区的分控中心，暂不设置总中心，留待将来完成。根据小区地理情况设置监控点的位置，小区摄像机的数量在30～60之间，整个项目约需要安装1 000个摄像机。
考虑到小区的分布范围和系统未来的建设，在该项目中采用EPON网络非常适合，到每个小区只需敷设一根多芯光缆，在小区中通过分光器连接各终端摄像机，工程成本低、实现简单，将来建设总中心时也可以很方便地汇接。
2.2 系统结构
EPON技术目前已发展出10 Gb对称带宽的设备，但是成本高，带宽也超出了小区视频监控系统的要求，考虑到小区视频监控系统必须把控制成本当成重要目标，所以在实际应用中选用了第一代的1 Gb对称带宽的EPON设备。这样的设备技术成熟、价格低廉，已经大量生产，适合用于视频监控系统。
由于没有总中心，从分控中心到各小区设计了一层网络。OLT设备部署在分控中心，给每个小区提供1～2个PON口，每个PON口最多32路分光，两路可以负载60个摄像机。从分控中心到下级各小区敷设一条4芯光缆，使用其中1～2芯提供小区的干路光通道，其他纤芯备用。在小区线缆分支的地方设置分光器，在设备端设置ONU，连接网络摄像机。在分光器的布置上，采用了树形的分级设置，从主光缆进入小区处开始，逐级分支，构成一个多级的树形结构。
2.3 系统运行中的问题
为了积累经验，掌握EPON网络的特点，先在一个小区进行工程试点，摸索经验后再全面铺开。在试点小区完成施工后，进行了系统运行调试，过程中碰到了光路问题和系统带宽分配的问题，这两方面都和原设计中的理论计算有较大出入，通过对问题的分析和解决，摸索出了一些运用EPON网络的经验。
3 光路问题的分析和解决
在系统加电运行后，大部分ONU都不能在OLT注册，通过对光路进行检查，光路不通的支路只占很小一部分，修正了不通的支路后，问题依旧。
通过对原设计的分析发现，问题可能出在光路损耗上。在EPON网络中，OLT和ONU之间是无源光网络，两者接收的光线经过光网络的传输要满足光功率的要求，最低-23 dB，最高-3 dB，超过该范围需要衰减，低于该范围ONU在OLT上不能注册。从OLT到ONU的光损耗由光线经过的各级分光器损耗、接头熔接损耗、光缆损耗累计而成。
考虑到光路损耗的因素，用光功率计和OTDR对分光器损耗、光缆损耗和接头损耗进行测试，计算实际的光路损耗，结果发现多级分光的实际损耗和理论计算有较大差距，其中分光器是主要的衰减源，而且同样的分光器损耗值分布区域较大，器件品质一般。
在系统的原始设计中是根据摄像头的分布来设计网络分支的，由于摄像头的地理位置没有规律，为了节省管线长度降低施工难度，网络有多级分光，经计算符合光功率衰减的要求。但是在实际光路中，由于器件品质一般，熔接质量差强人意，分支级数较多时，接头多累计损耗大，分光器累计损耗大，使得实际损耗比计算损耗大，我们测得的最大损耗达-37 dB，不能注册的ONU都是光路损耗大造成的。
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