随着我国城市化进程的不断深入，城市规模愈加庞大，城市中的人口、物业数量迅速膨胀，城市管理与安全遇到巨大挑战，深化平安城市建设成为各级政府重要的工作任务。依托智能安防、物联网等现代信息技术开展视频监控系统建设和联网，是提高公共区域、重点部位、要害单位的案事件监控和发现能力，提高城市治理和管控能力的一个有力抓手。同时，视频监控联网系统建设的一项基础工作就是相应支撑网络的技术支持和实现,本文围绕平安城市视频监控联网系统建设重点对城市级视频传输组网技术和应用做一些探索。

　　一、平安城市视频联网需求分析

　　以笔者所在城市为例，全市总面积2000多平方公里，主城区面积212平方公里，是典型的工业移民城市，同时也是全国棚户区改造试点示范城市，城市跨度大、人口多元、文化多元、产业多元，平安城市首期计划在党政机关、重点部位、主要街道、公共场所、居民社区等安装视频探头上万路，同时对社会单位4万多路监控资源进行联网整合，基本形成覆盖全市的监控网络。这些因素就决定了视频监控联网需求的三个特点：

　　1.距离跨度大

　　本市东西跨度145公里，南北跨度140公里，主城区相对集中一些，东西跨度也在55公里，南北跨度在40公里，视频点位联网传输的距离长、跨度大。

　　2.监控点位多

　　首期建设的上万个视频监控点，遍及全市200多条道路、1024个道路交叉口，以及600多个公园绿地、居民小区、重点单位，实际施工点位超过2000个，接入的点位多。

　　3.数据容量大

　　前端视频监控摄像头均采用高清摄像头，主要分为720P与1080P，上万台摄像头中30%为720P、70%为1080P，网络总带宽要求达66.4Gbps。

　　二、网络建设方案选型

　　传输方式直接决定着网络整体的高效利用，只有根据本地实际特点来确定，才能避免走弯路和资源浪费，凸显和发挥各自的优势。针对本市视频监控联网“距离跨度大、监控点位多、数据容量大”的需求特点，首先需要对适用的网络组网方案进行充分论证。

　　1.无线、有线组网方式比较

　　无线网络具有建设周期短、建设费用低、网络扩展容易的特点，缺点是网络不稳定、带宽较小(300M以下)、抗干扰差、网络安全性不强、中间设备故障会影响多路传输。近几年市面上无线组网主要采用5.8GHz无线网桥进行连接，5.8G属民用频段，各电信运营商都已规划开展此频段无线接入业务，运营商的无线业务覆盖范围较大，对视频无线网络干扰非常严重。之前，我市下辖的一个区就是利用5.8G无线组网开展了辖区视频监控联网，刚开始网络干扰还不明显，到2016年运营商无线业务覆盖加大后，整个网络基本被干扰瘫痪不能使用。实际上，此种情况在80年代初我们就曾遇到过，当时全国范围无线寻呼业务迅猛发展，由于干扰，造成全国公安机关150M通信系统崩溃。

　　有线网络具有网络传输稳定、网络带宽有保证(百兆、千兆、万兆)、抗干扰能力强、独立组网安全性高的特点，但同时租线费用高、铺线施工难度大、施工周期长、网络扩展困难。

　　同时，我市由政府主导，从2000年开始开展地下弱电管道集约共建工作，公安提供管材跟进建设，累积已建成自有产权地下管网363公里。管道主干线路东西53公里贯穿全市，分支辐射延伸到主城区的128条道路和688个路口，为我们开展平安城市建设，搭建视频传输专网提供了丰富的管道资源，为采取有线网络组网提供了特有的便利条件。在投入和产出比方面，本地区视频线路年租费约1600元，10000路视频的年租费即达到1600万元，而自建组网费用估算在6000万元，相当于四年的租费就可以完成网络建设。

　　综合权衡，我们确定了“依托自有产权地下弱电管网开展有线组网，合理规划、整体实施、一次投资、长期受益”的建设思路。

　　2.传统光纤收发器+交换机组网方式和XPON组网方式比较。

　　光纤收发器+交换机组网方案如下图所示。前端监控摄像头内部经过编码，输出数字信号，再经过光纤收发器转换成光信号，传输至局端以太网交换机再转换成光信号，这一传统组网承载方案技术成熟，设备及网络结构简单，前些年较为常用。但该方案的缺点是点对点网络结构，前端一台摄像机通过光纤收发器传输就需要收、发一对纤芯，光纤资源消耗过大。

　　图1 光纤收发器+交换机组网方式

　　XPON组网采用点到多点结构，通过 WDM(波分复用)技术，不同方向使用不同波长的光信号，实现单纤双向传输。

　　图2 XPON接入方式

　　XPON网络包含OLT、ONU设备，是目前运营商城域网使用的主要技术，OLT光线路终端安装在中心机房，ONU设备放在用户端，一根纤芯通过分光器可同时传送几十路监控视频，同时采用二级分光，可以实现控点位倍数级的扩容，传输距离达20km，满足我们开展城域级视频联网大跨度、多点接入、高带宽的需求。

　　表2 GPON和EPON的技术参数对比

　　三、平安城市光纤网络的建设和应用

　　技术定型后即进入实际网络结构规划流程，我们将网络划分为核心层(主干中继)、汇聚层、接入层。前期经过一个多月的地下管道摸排，我们首先做到对地下管孔资源的心中有数，然后在组网设计中综合参考地下管孔资源、光缆纤芯用量、汇聚环路不超30Km有效传输距离、各公安驻地的位置几方面因素，进行充分计算、考量，最终形成符合本地区划的网络结构和组网方案。

　　图3 平安城市自建光纤网络资源图

　　核心层：在市公安局、交管支队、云计算3个中心和7个区公安分局核心节点之间穿放48芯光缆搭建双路由万兆核心主干环路。采用双机备份，三层以太技术(“以太+光”方式)实现混合组网，单端口链路最高可达40G-100G。

　　汇聚层：围绕7个核心节点，在139个路口安装一级光交箱，穿放144芯光缆，建成26个千兆汇聚环网，形成业务的有效汇聚和调度，提供更高的链路冗余、收敛性、可靠性，减轻核心层的带宽压力，保证带宽资源的合理应用。

　　接入层：依托汇聚层千兆环网，从139个一级光交箱向外辐射，又在386个路口安装二级光交箱，穿放24芯光缆，建成642条接入链路，方便前端监控点位的就近灵活接入。

　　自建组网历时三年多时间完成，在原有363公里管道基础上又新建管道150多公里，累计穿放光缆1200公里、安装路口光交接箱525个，有力保证了前端视频监控的联网传输。理论计算量，GPON网络内每芯光纤可接入64个业务(带宽不超1G)，144芯环网双向环回局端可利用纤芯为288芯，一个144芯汇聚环网最大接入量为18432路视频，26个环网即可以接入47万路(26×18432=479232)，自建GPON组网为我们开展“平安城市”、“雪亮工程”视频监控联网都提供了丰富的网络资源。

　　目前，利用自建光纤网络已经联网传输治安监控、城市高点监控、公路卡口、套电子警察、交通信号机，每天都有大量的监控视频、车辆图片、人流数据、车流数据通过自建网络高速稳定传送。

　　图4 网络传输监控数据

　　同时，在建成视频专网的基础上，我们还利用剩余的光纤资源开展了公安专网的租线替换和升级改造，将线路接入市区范围具备联网条件的185个公安派出所、交管队、刑警队、警务岗亭、市民大厅，用自建线路替换了租用的公安专网，并且开通与政府“12345”、城管执法、环保局、市政管理局等单位的专线进行视频互联共享，实现了“一套资源、多网共用”，成为我们开展“智慧公安”和全市“智慧城市”建设的高效物联网络。

　　通过持续监测，网络带宽高峰期利用率基本保持在60%左右，运行平稳顺畅。后续我们还将继续跟进全市道路改造和管道节约化建设，拓展管道的覆盖范围;同时，完成剩余驻地单位和分布在市区的19个340M无线图传和350M数字集群基站的自建线路接入，实现自建网络的不断延伸和更大范围的应用。

　　以上是在开展平安城市视频传输自建组网工作中的一些探索和实践，希望能给各地开展网络建设工作以借鉴，不足之处敬请指正。