大同平安城市监控项目剖析.docx
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大同平安城市监控项目剖析
2014年山西移动大同分公司
大同市公共安全视频监控系统项目
中国移动通信集团山西有限公司
大同分公司
2014年06月
一、项目概述
1．项目背景
随着社会治安状况日趋复杂，公共安全问题不断凸显，城市犯罪突出，手段不断更新、升级。
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。
开展城市报警与监控系统建设是提升公安机关战斗力的重要着眼点和切入点，也是社会治安防控体系建设的重要组成部分。
大同市公共安全视频监控系统作为大同市政府的重点项目，切实贯彻落实公共安全和社会治安秩序，保障公民人身和财产安全，深入推进“平安城市”项目的开展。
2．技术要求
大同市公共安全视频监控包括高清卡口156个，诱导屏25个，电子警察882个点位，监控1244个监控点位，涉及4200多路视频监控信息点。
按照大同市公安局需求，本项目的摄像机为200万和500万像素。
每台摄像机视频流所需上行带宽为6Mbps，实际分配给每台摄像机的带宽至少达到8-10Mbps。
摄像机数量大并且在大同市主城区和御东区，呈分散分布，对接入网络的扩展性要求高。
此外，由于此类业务主要用于公共安全和行业应用，客户对网络传输QoS的要求较高。
大同市公共安全视频监控机房共设计两个，一个在大同市公安局新建大楼一层，另一个在大同市公安局交警支队一楼。
大同市公安局机房接入2554台摄像机，大同市公安局交警支队接入1546台摄像机。
核心机房设计主备链路，确保充分满足项目需求。
两个机房的上行带宽还要有一定的冗余，核心机房的下行带宽主要是各客户端、监控大屏调阅视频所产生的带宽。
按照全市公安局100个客户端，每个客户端打开4路图像计算，约400路，加上市局、市交警支队、派出所视频调用约100路，共约需500路视频从平台下行。
两个机房之间的互联互通需要至少保证同时调用100路视频。
派出所监控中心：
各派出所网点，每个网点提供300M带宽接入，每个分局需提供1G带宽接入，2个中心需提供10G带宽接入。
传输质量：
网络时延不大于150ms，网络时延抖动不大于50ms，误码率不高于10-9，丢包率：
不高于10-4。
二、项目建设方案
本次监控信息点数量较大，带宽较高，采用PTN+PON组网方案，采用组建独立集客专线网形式建设为公安局及交警队监控信息提供更安全的传输通道。
本项目结合综合业务区方案，根据监控点分布情况，合理配置业务区机房、主干光交环，辅配光交环，适实安装室外一体化机箱和光缆交接箱。
初期接入平安城市监控信息，后期根据其他专线项目需求新建接入层网络设备，通过接入到综合业务区网络实现业务的畅通传送。
1．设备方案
1.1业务接入层面
考虑在每个业务节点杆上挂式机箱内新增ONU设备，提供100M自适应FE电口，供业务节点（高清卡口、监控摄像头、诱导屏）等接入用；ONU上联至分光器设备。
每个ONU设备通过提供2-4个下行FE电口，满足本监控点的2-4个监控探头接入；ONU上行采用CLASSC+光模块上联至分光器，每个分光器采用2：
N保护上联至OLT设备，新增OLT设备安装于原有综合业务区机房，若综合业务区的数量及位置可能会不满足本次工程需求，采用新租机房，或采用室外机柜来安装OLT设备；各业务区汇聚OLT设备上联到综合业务区的PTN设备。
1.2传输汇聚层面
采用PTN技术进行业务承载，保证业务传送网安全性，提供高等级QOS保障。
在二中心设置一对骨干汇聚设备，用于挂接PTN汇聚环和客户侧核心机房一对PTN落地设备对接。
汇聚层PTN设备设置在综合业务区机房或其他汇聚机房，充分利用综合业务区节点为原则。
汇聚层PTN组建10GE环下挂于大同公安局、大同交警队两个核心节点，汇聚环内PTN节点数量控制在4~6个。
客户侧2个核心机房各新建1端PTN落地设备，用于和二中心骨干汇聚设备和客户侧核心机房交换机对接。
设备组网拓扑结构如下图所示：
2．线路方案
本工程线路方案结合现有综合业务区，视频监控点属于业务区范围，利旧原有业务区主干光交环和配线层光交资源；若不属于业务区范围，本工程需新建主干光交环和配线层光交资源。
2.1接入主干光缆配置
接入主干光缆网络架构应以环形为主,对于不具备成环条件的区域可采用链形结构。
环形结构主要采用环型无递减配线方式，纤芯分配采用共享、独享、预留三种原则，但应保留至少12芯的公共纤芯。
接入层主干光缆环上节点数量、光缆环长度应根据业务类型、用户数、保护方式确定，原则上主干光缆环环上节点控制在4-6个。
接入光缆纤芯容量应充分考虑家庭客户、集团客户等接入需要并增加一定的冗余量，冗余系数不低于1.2；原则上重点/非重点城市综合业务重点发展区域芯数不少于288/144芯，综合业务非重点发展区域不少于144芯。
接入主干节点的设置以室外光缆交接箱、室内光交接点（交接间）、具备光缆交接配线功能的基站为基本模式。
主干光缆交接箱位置的选择应考虑业务接入方便，同时不影响市政整体规划为原则。
在不影响市政环境的前提下交接箱尽量安装在主干路口或业务区附近。
重点城市/区域可以采用576芯及以上交接箱，非重点城市/区域可以采用288芯及以上交接箱。
在用户密度比较低的时候，尽可能先在中心位置放一个主干光缆交接箱，覆盖整个光配区的用户。
随着用户逐渐增加，在每个分区域内逐渐增加配线光缆交接箱，以缩短用户接入光缆距离。
2.2接入配线光缆配置
配线光缆组网应根据接入业务类型进行分类，对于普通宽带业务可采用星型、链型组网方式，对于重要客户业务接入应采用环形组网，对于业务量较大的区域可以从两个主干引出进行环型方式组网，以便进行业务分担和保护；
配线光缆芯数规划要以业务需求为主，根据光交接区内的用户业务分布情况设置合理的光缆芯数，并考虑一定的冗余，冗余系数不低于1.2；配线光缆原则上不少于12芯。
配线光交设置一般在光接入点比较集中、需收敛的光缆比较多、管道资源相对匮乏的情况下设置光分配点。
主要形态以路边/小区光交接箱/接头盒；业务密集区域可以采用288芯交接箱，业务分散区域可以采用144芯交接箱。
配线光交覆盖范围：
城区内覆盖半径应为100-200米；一般城区覆盖半径为200-300米，郊区覆盖半径应为300-700米；行政村村委所在地、专业自然村、乡镇工业园区、集镇、新农村建设点等重点区域均应设置配线光节点
2.3监控引入光缆配置
引入光缆组网应根据监控点位进行分类，对于点位密集且引入管道空余可采用星型组网方式，对于点位离散且管道紧张应采用链行组网，引入光缆主要根据穿放环境确定光缆布放方式以便进行监控点位安全且顺利。
2.4管道建设配置
充分利用现有设施，合理控制管道建设规模，提高投资的经济效益。
同时结合光交的建设，逐步提高管孔的利用率并盘活现有管道资源。
管道建设应考虑网络演进的要求，并适应通信网络演进对传输媒介需求的变化，积极推进适合光缆穿放的新工艺、新技术的应用。
新建管道与原有管道网融合沟通；人（手）孔间距，城市道路主管道人（手）间距应小于80米，郊区、乡镇道路主管道人（手）孔间距在80~120米之间；
建设主管道时，结合道路规划及道路施工进度进行施工，可预留分支至新建道路与规划道路接口处，方便后续施工。
道路单侧建设管道时，每隔一管井需预埋分支至道路边界绿化带处、人行道处（花砖、大理石路面），以后便于开挖做末端引入；
管道埋深达不到要求时需做管道包封，结合土质、路况及管材做相应的保护措施（例PVC管材）：
（1）管道建设横跨道路、人行道、辅道时，需做混凝土包封。
（2）管道建设在绿化带时，需做粗砂夯实包封。
类型
城区
园区
小区
主干
4-6孔
2-4孔
1-2孔
次干
2-4孔
1-2孔
1孔
支路
按需建设/采用小口径管道
三、建设规模
1．设备建设规划
本方案中，大同移动公司需部署设备为：
PTN核心、汇聚、OLT设备，分光器以及ONU设备。
下表是摄像头，高清卡扣等终端业务需求简表：
类型
点位（个）
终端（台）
平均单点位终端数量
单点位带宽需求（Mbps）
公安
1244
2554
2.05
21
交警
671
1546
2.30
23
1.1ONU设备
根据大同公安和交警队提供的业务点位数和摄像头等客户端接入数测算，单点位需提供电口平均数量为2~3个，且点位间平均距离为密集区56m，非密集区125m，所以建议每个点位设置一台工业交换机，安装于杆上设备箱内。
ONU数量=1244+671+100=2015（台）
其中，100表示派出所监控端设置的ONU设备数。
建议配置4FE，部分业务离散区可2FE，上行均采用CLASSC+光模块。
1.2分光器设备
分光器设备主要采用2:
8/2:
16分光比，并且采用2：
NType-B保护，由此，我们推算共需要分光器为：
1915/16/0.8+30=180台
其中，30表示现有综合业务区机房新增2:
16分光器。
1.3OLT设备
OLT设备主要设置在原有综合业务区机房，结合综合业务汇聚机房现状和14年新建情况以及和视频点的分布情况，本次共设置24台OLT设备。
根据测算每台OLT设备新增4块PON板卡，就可满足本次接入需求，OLT设备对分光器采用1：
1热备份。
1.4PTN汇聚设备
PTN汇聚设备用于汇聚OLT设备。
主要安装在与OLT所在的同业务区机房。
从业务点位分布情况来看，我们估算约10%为点位密集区，50%为普通区，40%为非密集区。
按照单个视频监控点8~10M，PTN汇聚环实际最大可用率80%，PTN汇聚环带宽使用率40%算，需汇聚环10~13个。
考虑的业务分布的疏密，可能部分PTN汇聚环需20GE容量，固本次暂按10个汇聚环计。
汇聚PTN数量结合现有综合业务汇聚机房和视频监控点的分布，合计估列24端。
考虑和移动骨干汇聚设备和客户侧核心机房交换机对接端口需求，单端设备配置12*10GE。
经初步网管信息核实，原有汇聚PTN设备利用率情况良好，仅南郊2-二中心4的通道利用率在30%以上，我们可考虑在原有设备上插板扩容方式来满足该项目需求。
1.5PTN核心设备
客户侧共设置2台，分别部署在大同公安局和大同交警队核心机房。
考虑和移动骨干汇聚设备和客户侧核心机房交换机对接端口需求，单端设备配置2*10GE+16*GE+8*FE（光）+8*FE（电）。
在移动二中心设置2台骨干汇聚设备。
考虑和移动核心汇聚设备对接、客户侧落地设备对接、骨干汇聚设备对互联以及挂接汇聚环，如下端口配置18*10GE+16*GE。
PTN核心汇聚层建设规模统计如下：
设备类型
单位
数量
配置建议
PTN骨干汇聚设备
端
2
18*10GE+16*GE
PTN客户侧落地设备
端
2
12*10GE
PTN汇聚设备
端
24
2*10GE+16*GE+8*FE（光）+8*FE（电）
2．管线建设规划
本方案中，大同移动公司需建设管线为：
引入光缆、辅配层光缆、辅配层光交、以及通信管道。
2.1引入光缆主要是指监控点位到辅配层光交，以及多个点位之间布放的光缆；根据60%密集、40%分散布放6芯，平均每点位需要160则计算需要：
1915*160/1000=306km
2.2本次工程辅配层光交选用288芯光交，根据监控点位的布置情况以及城区和御城区主干光交环分布情况，测算每个辅配层光交可对12个监控点进行业务收敛，需要288芯辅配光交=4200/12=350套；
辅配层光缆主要从现有综合业务区的主干光交环到辅配层光交布放的光缆，主要布放48芯配线光缆；根据测算每个辅配层光交需布放200m；则需要接入光缆：
则48芯接入光缆=350*200/1000=70km;
100端派出所监控端设置的接入光缆，根据需求布放12芯光缆满足，根据点位至派出所按照300m测算：
则12芯接入光缆=100*300/1000=30km；
2.3汇聚光缆主要是布放48芯光缆即客户核心机房、移动核心机房间光缆+汇聚层组网光缆；
则48芯光缆=10+10*9*0.3=37km；
2.4管道建设主要集中在辅配层接入光缆所布放的道路，管道建设以2孔梅花管为主；以及引入层管道即通信管道至监控点位的路灯/信号灯监控井，以建设1孔梅花管为主；对于某些路口或者监控不在主体管道一侧需顶管建设过路。
根据点位分布以及大同移动现状管道分布情况，测算需建设2孔梅花管45km；建设1孔梅花管70km，过路顶管5km。
四、PON方案设备投资估算
1．设备投资估算
分项
类别
规模
单价（万元）
投资（万元）
备注
一、
主设备费
ONU设备
2015
0.1
202
分光器设备
180
0.1
18
OLT设备
24
3.8
91
4块CLASSC+光模块
PTN汇聚设备
24
12.5
300
PTN核心设备
2
28.5
57
PTN客户侧设备
2
16.5
33
小计
701
二、建安费及其它费
175
主设备费×25%
合计
876
2．线路投资估算
分项
类别
规模
单价
投资（万元）
备注
一、主设备费
6芯光缆
306
0.18
55
12芯光缆
30
0.25
8
48芯光缆
107
0.60
64
288芯交接箱
350
0.65
228
小计1
354
二、建安费
敷设架空光缆
89
0.6
53
敷设管道光缆
354
0.5
177
安装光交箱
350
0.85
298
小计2
528
三、其它费
221
（主设备费+建安费）×25%
合计
1104
3．管道投资估算
分项
类别
规模
单价
投资（万元）
备注
管道建设费
新建1孔管道
70
6
420
新建2孔管道
45
12
540
顶管
5
14
70
小计1
1030
4．总投资估算
序号
类别
规模
备注
1
设备投资
876
2
线路投资
1104
3
管道投资
1030
4
合计
3010
五、其他需要说明的问题
1．PON方案相比PTN方案的优劣
优势：
PON接入相比PTN接入，组网造价较低，光缆资源占用较小，单端ONU设备断电影响面小，只影响本视屏点业务；采用2：
NType-B保护，成本低、安全性高。
OLT至ONU之间，全程无源光纤连接，无取电问题；本项目能推动大同移动综合业务接入区的建设和业务承载有利大同移动业务的发展。
劣势：
综合业务接入区建设周期较长，客户网络快速开通存在困难；PON网络监控相对困难；ONU设备稳定性有待验证；PON网络测试衰耗比较大，达不到理论值。
2．该方案中，从经济性角度考虑公安和交警的业务可接入同一个交换机，再通过划分VLAN方式进入PTN网络，最后通过核心层进行归属调度。
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