在模擬(ni)監控時期(qi)(qi),前(qian)端(duan)攝像(xiang)機的(de)(de)輸出接(jie)(jie)口(kou)千篇一律都是BNC,單(dan)一的(de)(de)接(jie)(jie)口(kou)使組網受(shou)到極大限制。在步入到信(xin)息時代的(de)(de)網絡監控時期(qi)(qi),前(qian)端(duan)攝像(xiang)機的(de)(de)輸出接(jie)(jie)口(kou)千篇一律的(de)(de)幾(ji)乎(hu)都是RJ45,宇視科(ke)技(ji)在秉(bing)承深厚網絡積(ji)累(lei)的(de)(de)基礎(chu)上(shang),貼(tie)近(jin)客戶需(xu)求(qiu)推出了(le)豐富(fu)多(duo)樣的(de)(de)前(qian)端(duan)接(jie)(jie)入產品與解決(jue)方案,前(qian)端(duan)攝像(xiang)機/ 編(bian)碼器無(wu)需(xu)借助(zhu)第三(san)方設備即可進行(xing)千變(bian)萬(wan)化(hua)的(de)(de)組網,滿(man)足各(ge)行(xing)各(ge)業(ye)的(de)(de)實(shi)際(ji)需(xu)求(qiu)。
以太光網絡接入
隨著銅纜等金(jin)屬價格大幅上漲,繼續使用金(jin)屬等線纜作(zuo)為(wei)海量的(de)(de)接入資源(yuan)成本日漸走高,另一方面(mian)光(guang)(guang)纖光(guang)(guang)纜和(he)光(guang)(guang)收(shou)發模塊(kuai)的(de)(de)價格卻逐步降低,在“光(guang)(guang)進(jin)銅退”大趨(qu)勢下(xia),前(qian)端攝(she)像機/ 編碼器(qi)(qi)支持(chi)以太網(wang)光(guang)(guang)接口(kou)也是水到渠成。宇(yu)視科技是業(ye)界首家在前(qian)端網(wang)絡(luo)攝(she)像機/ 編碼器(qi)(qi)上支持(chi)SFP 光(guang)(guang)口(kou),勿需借助光(guang)(guang)電(dian)收(shou)發器(qi)(qi)就(jiu)能解決在長距離(li)下(xia)視頻數據的(de)(de)回傳,省(sheng)去光(guang)(guang)電(dian)收(shou)發器(qi)(qi)減少單(dan)點故障,易(yi)于(yu)維護。典(dian)型(xing)的(de)(de)以太光(guang)(guang)網(wang)絡(luo)接入拓撲(pu)如下(xia)圖:
EPON光網絡接入
光(guang)(guang)纖(xian)接入從(cong)技術(shu)(shu)上可分為兩(liang)大陣(zhen)營: 有源(yuan)光(guang)(guang)網(wang)絡(AON,Active Optical Network) 和(he)(he)(he)(he)無源(yuan)光(guang)(guang)網(wang)絡(PON,Passive Optical Network)。1983 年,BT實驗室首先(xian)發(fa)明了(le)PON 技術(shu)(shu);PON 是(shi)一種(zhong)純介質網(wang)絡,由于消除(chu)了(le)局(ju)端(duan)(duan)與用(yong)戶端(duan)(duan)之間的(de)(de)有源(yuan)設備,它能避免(mian)外部設備的(de)(de)電(dian)磁干擾和(he)(he)(he)(he)雷電(dian)影響,減少線(xian)路(lu)和(he)(he)(he)(he)外部設備的(de)(de)故障率,提高系統可靠性(xing)還能節(jie)省運維成本,是(shi)運維護部門期盼已久(jiu)的(de)(de)技術(shu)(shu)。PON 的(de)(de)業務透明性(xing)較好,理論上可承(cheng)載任何制式和(he)(he)(he)(he)速率的(de)(de)信號。目前基于PON 的(de)(de)實用(yong)技術(shu)(shu)主要有APON/BPON、GPON、EPON/GEPON 等幾種(zhong)。在各種(zhong)PON 技術(shu)(shu)之爭(zheng)的(de)(de)過程中,EPON 脫(tuo)穎而出(chu),率先(xian)進入大規模商用(yong)階(jie)段,這得益于EPON 融合了(le)多種(zhong)最佳技術(shu)(shu)和(he)(he)(he)(he)網(wang)絡結構。宇視科(ke)技創新性(xing)的(de)(de)把EPON 技術(shu)(shu)引入到(dao)前端(duan)(duan)攝像機和(he)(he)(he)(he)編碼器中,利(li)用(yong)EPON 技術(shu)(shu)可以衍生出(chu)星型或總線(xian)型等諸多千(qian)變萬化(hua)的(de)(de)組(zu)網(wang),如(ru)下所示:
EPON總線型組網圖
EPON星型組網圖
EPON系統的優勢:
■TCO 成本低,維護簡單,容易擴展,易于升級。EPON 結構在傳輸途中不需電源,沒有電子部件,因此容易鋪設,基本不用維護,長期運營成本和管理成本的節省很大;
■EPON 系統對局端資源占用很少,多個終端設備接入時只需占用一個局端設備端口;
■能提供高帶寬。EPON 目前可以提供上下行對稱的1Gbps 的帶寬,并且隨著以太技術的發展可以平滑升級到10Gbps;
■提供(gong)高(gao)安全性(xing)的前端接(jie)入(ru);
在常見的(de)(de)(de)(de)以(yi)太網(wang)(wang)(wang)中,對物理層(ceng)和數據鏈(lian)路(lu)層(ceng)安(an)(an)全性(xing)考慮甚少。以(yi)太網(wang)(wang)(wang)自身沒有認證或安(an)(an)全機制,理論上(shang)一個(ge)以(yi)太網(wang)(wang)(wang)端口(kou)可以(yi)接(jie)入(ru)任何一臺(tai)終端設備。而(er)(er)EPON則不(bu)(bu)然, 不(bu)(bu)是(shi)(shi)所(suo)(suo)有的(de)(de)(de)(de)終端設備都(dou)能(neng)隨意的(de)(de)(de)(de)接(jie)入(ru)到(dao)EPON 網(wang)(wang)(wang)絡(luo),需要對終端設備的(de)(de)(de)(de)身份進行認證,只有合法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)終端設備才能(neng)接(jie)入(ru)到(dao)EPON 網(wang)(wang)(wang)絡(luo)中去。即(ji)使是(shi)(shi)經過(guo)合法(fa)(fa)認證接(jie)入(ru)后的(de)(de)(de)(de)設備,其(qi)通(tong)(tong)信過(guo)程啟用了128位的(de)(de)(de)(de)AES 加(jia)(jia)密或者48 位的(de)(de)(de)(de)三重(zhong)攪動加(jia)(jia)密,形成端到(dao)端的(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)密通(tong)(tong)道,而(er)(er)且各個(ge)終端設備的(de)(de)(de)(de)密鑰都(dou)不(bu)(bu)同,每10 秒更(geng)新一次,其(qi)時間周期遠遠小于(yu)密鑰破譯所(suo)(suo)需時間,具有很高(gao)的(de)(de)(de)(de)安(an)(an)全性(xing)。
EPON的適用場景:
■平安城市中的高安全性接入
在平安城市的(de)部(bu)署(shu)中(zhong),由于(yu)其安全(quan)性因素,都要(yao)求IP不到路面,采用EPON 方式接入是最(zui)合適(shi)的(de)。在平安城市的(de)設計模型中(zhong),EPON 的(de)總線型和扇形覆蓋都比較常見。總線型覆蓋主(zhu)(zhu)要(yao)應用在平安城市中(zhong)的(de)城市主(zhu)(zhu)干道路監(jian)控,而扇形覆蓋則主(zhu)(zhu)要(yao)適(shi)用于(yu)一個園區的(de)監(jian)控。
■在高速公路中的高可靠性接入
在高(gao)速(su)公路的應用場景(jing)下,業界(jie)通(tong)用的方案是選用光(guang)端(duan)機采(cai)取手拉手的組網方案,此方案需要對(dui)光(guang)端(duan)機供(gong)(gong)電,而高(gao)速(su)公路上供(gong)(gong)電穩定性無法保障,如(ru)果(guo)出(chu)現一(yi)臺光(guang)端(duan)機設備(bei)掉電,則會導致后面所有節點的視頻監控數據都無法回(hui)傳(chuan),可(ke)靠(kao)性很差。
宇視科技(ji)創(chuang)新(xin)性的把總(zong)線型分(fen)光(guang)模式(shi)引入(ru)到(dao)高速公路監控解決(jue)方案中(zhong)(zhong),利用宇視科技(ji)獨創(chuang)的EPON 長距離傳輸技(ji)術,突破EPON 技(ji)術標準中(zhong)(zhong)20 公里限制,延伸一倍(bei)達到(dao)40 公里。如果(guo)采(cai)取3 公里的密度進行部(bu)署(shu),可以進行11 級分(fen)光(guang),覆蓋范圍能達到(dao)36 公里。而分(fen)光(guang)器(qi)是無源設(she)備(bei),根本(ben)無需考(kao)慮掉電風險(xian)。如下圖所(suo)示(shi):
RRPP(Rapid Ring Protection Protocol,快速環網保護協議)接入
環(huan)網(wang)(wang)技術簡單而(er)言,就是(shi)將設備連接到一起構(gou)成(cheng)環(huan)狀,實現相(xiang)互通(tong)信的(de)(de)一種技術。為(wei)避免環(huan)網(wang)(wang)中產生廣播風暴,最初(chu)業界普遍采用STP 協議環(huan)路(lu)保護機制。但實際應(ying)用中STP 協議的(de)(de)收(shou)(shou)斂時(shi)(shi)間(jian)(jian)受網(wang)(wang)絡(luo)拓撲影響(xiang)較大,在網(wang)(wang)絡(luo)直徑大時(shi)(shi)收(shou)(shou)斂時(shi)(shi)間(jian)(jian)較長(chang),無(wu)法滿足視(shi)(shi)頻流傳輸的(de)(de)要求,迫切需要一種故障時(shi)(shi)收(shou)(shou)斂時(shi)(shi)間(jian)(jian)短的(de)(de)環(huan)網(wang)(wang)技術,故障切換時(shi)(shi)對視(shi)(shi)頻圖像基(ji)(ji)本無(wu)影響(xiang),RRPP 技術應(ying)運而(er)生。RRPP 能(neng)為(wei)二層以太網(wang)(wang)絡(luo)提供(gong)高可靠性的(de)(de)服務質量保證(zheng),可以防止(zhi)環(huan)路(lu)上(shang)的(de)(de)廣播風暴,鏈路(lu)故障時(shi)(shi)可以提供(gong)小于50ms 的(de)(de)快(kuai)速(su)收(shou)(shou)斂,基(ji)(ji)本不影響(xiang)視(shi)(shi)頻圖像的(de)(de)連續性。
RRPP環網優勢:
■每個節點都有雙鏈路上行,并具環網保護機制
環網拓撲下,編(bian)碼器為雙(shuang)端(duan)口(kou)接入,在一個(ge)端(duan)口(kou)down的(de)(de)(de)情況下,依然可(ke)以保證(zheng)數據的(de)(de)(de)有效傳輸,對端(duan)口(kou)的(de)(de)(de)光電屬性無要求,可(ke)以是光電接口(kou)混(hun)合組網。
■環網拓撲避免了SRG(SharedRiskGroup共享風險組) 問題
環網(wang)(wang)拓撲下的網(wang)(wang)絡由(you)于節(jie)點間的光(guang)纖分別走不同(tong)的管道(dao),不會存(cun)在SRG的問題。
■RRPP環網提供了50ms的快速保護倒換能力
RRPP是一個(ge)專門應用于以(yi)太網(wang)(wang)環(huan)(huan)的鏈(lian)路(lu)層(ceng)協(xie)(xie)議,它在以(yi)太網(wang)(wang)環(huan)(huan)中能夠防(fang)止(zhi)數據環(huan)(huan)路(lu)引(yin)起的廣播(bo)風(feng)暴(bao);當以(yi)太網(wang)(wang)環(huan)(huan)上(shang)一條(tiao)鏈(lian)路(lu)斷開時,能迅速啟用備份(fen)鏈(lian)路(lu)以(yi)恢復(fu)環(huan)(huan)網(wang)(wang)上(shang)各個(ge)節點(dian)之間(jian)的通信通路(lu)。和STP協(xie)(xie)議相比,RRPP協(xie)(xie)議具有拓撲收(shou)(shou)斂速度快和收(shou)(shou)斂時間(jian)與環(huan)(huan)網(wang)(wang)上(shang)節點(dian)數無關(guan)的特(te)點(dian)。
■低成本的高可靠性接入方案
RRPP環網接(jie)入只(zhi)需要2芯光(guang)纖即可完成環網的搭建(jian),適用于(yu)光(guang)纖資源(yuan)緊缺,核(he)心設(she)備端口資源(yuan)緊張,要求(qiu)成本控制,要求(qiu)高可靠性(xing)的場景(jing)。
普通長距離以太網
無論是(shi)10Base-T和100Base-TX標(biao)準(zhun), 還是(shi)1000Base-T標(biao)準(zhun),都明確(que)規(gui)定最遠傳輸(shu)距離為100米(mi)。在綜合布線(xian)規(gui)范中(zhong),也明確(que)要(yao)求水(shui)平布線(xian)不(bu)能超過(guo)90米(mi),鏈路總長度不(bu)能超過(guo)100米(mi)。也就是(shi)說,100米(mi)對于雙絞(jiao)線(xian)承載以太網而言(yan)是(shi)一個(ge)極限(xian)。為什么要(yao)規(gui)定100米(mi)的傳輸(shu)極限(xian)呢?原因(yin)有如下幾個(ge)方面:
■信號(hao)在雙絞線中傳輸時,由(you)于電阻和(he)電容(rong)的(de)原因而導致信號(hao)衰減或(huo)畸變。累積(ji)的(de)信號(hao)衰減將不(bu)能保證信號(hao)穩定(ding)傳輸。
■信號(hao)在導線(xian)傳輸過(guo)程(cheng)中(zhong)既(ji)會(hui)產生(sheng)彼(bi)此(ci)之(zhi)(zhi)間的(de)(de)相互(hu)干擾,也會(hui)受到外界(jie)電磁波的(de)(de)干擾,當背景(jing)噪(zao)聲過(guo)大(da)時,誤(wu)碼率也將隨之(zhi)(zhi)而(er)增高(gao)。
■以太網絡(luo)所(suo)允許的最大延遲(chi)(chi)為512比特(te)(te)時(shi)間(jian)(1比特(te)(te)時(shi)間(jian)=10納秒)。也(ye)就是說,從信號(hao)發(fa)送到最后得到確認的時(shi)間(jian)差不能超(chao)過512比特(te)(te)時(shi)間(jian),否則(ze),將(jiang)認為該信號(hao)在傳輸途中丟失(shi),沒(mei)有到達(da)目(mu)的地。因此,最大延遲(chi)(chi)時(shi)間(jian)也(ye)在很大程度上制約著雙絞線長度。
■根據IEEE802.3標準要求,網絡設備(bei)和網卡端口的PHY芯片只保證驅(qu)動100米(mi)的銅纜,對更遠的傳輸距(ju)離(li)則不作硬性要求。
另一方(fang)面,在實際工程上總有(you)(you)部分(fen)點(dian)位(wei)距(ju)離是(shi)超過(guo)100米(mi),目前業界常用(yong)的(de)方(fang)案是(shi)采用(yong)光電(dian)收(shou)發器,該方(fang)案會增加后期的(de)維護(hu)成(cheng)本,且額外引入故(gu)障(zhang)點(dian),對整個監控系(xi)統的(de)健壯性(xing)(xing)有(you)(you)一定(ding)的(de)影響,并且還無法(fa)做到隨路(lu)供電(dian),能否在保(bao)持現有(you)(you)狀態(tai)不變的(de)前提(ti)下(xia)(xia),突破(po)100米(mi)距(ju)離限制并隨路(lu)供電(dian)?宇視(shi)科技積(ji)極響應用(yong)戶(hu)需(xu)求,通過(guo)嚴格的(de)器件選型、縝密的(de)電(dian)路(lu)設計來確保(bao)安防領域線(xian)路(lu)施工工程的(de)便(bian)利性(xing)(xing),具體(ti)采用(yong)如(ru)下(xia)(xia)方(fang)法(fa):
■通(tong)信(xin)行業專(zhuan)用PHY芯片驅(qu)動(dong)能(neng)力和接收靈敏度更強(qiang)
■定制變(bian)壓(ya)器(qi),特殊繞線工藝的轉換(huan)靈(ling)敏度更高(gao),可(ke)容納的驅(qu)動(dong)電流更大
■PCB設計阻抗精準控制,電磁干擾小,信(xin)號保真度(du)高
宇視(shi)科技采用如上技術(shu),可以在普通超五類線下回傳視(shi)頻(pin)數(shu)據信號達到(dao)300米的距離,并且同時還能進行(xing)隨路供電(dian)。
雙鏈路上行組網
安裝在(zai)重要點位的編碼器,對可(ke)靠性很高(gao),宇視(shi)科(ke)技在(zai)基于高(gao)質量元器件以及高(gao)穩(wen)定(ding)IMOS軟件的基礎,還考慮到鏈路(lu)級(ji)的冗余備份機(ji)制(zhi)。如(ru)下圖所(suo)示,當一條鏈路(lu)故障或者一臺(tai)上(shang)(shang)行交換(huan)機(ji)故障或異常斷電,視(shi)頻(pin)流量能自動的遷移到另外(wai)一個網口或者鏈路(lu)上(shang)(shang),視(shi)頻(pin)監(jian)控(kong)流量不(bu)受影響。