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摘 要：针对EPON系统的工作原理和特点，详细介绍了其在机场视频监控系统中的应用研究，以期能够对机场监控平台的建设起到参考
作用。
关键词：视频监控；PON；EPON；机场
中图分类号：TP：文献标识码：A：文章编号：1673-9671-(2012)022-0178-01
1综述
随着我国经济的飞速发展，民航业成为近年来发展迅速的行业之一。根据民航强国战略目标，“十二五”期间民航业战略地位和作用将更加凸显。而如何利用视频监控系统有效保护旅客安全、货物安全检查，提高机场的安全防范能力，成为重中之重。EPON（Ethernet Passive Optical network，以太网无源光网络）是由IEEE802.3 EFM（Ethernet for the first mile）提出的一种PON技术，它综合了以太网技术的简单经济和PON的传输技术，实现了以太网语音、视频、数据等等多种业务的综合
传输。
2EPON技术的原理
EPON技术不需任何复杂协议的支持光信号就直接能快速准确地传到用户终端，来自于用户终端的数据同时也可以被集中起来传送至中心网络。在物理层使用1000BA SE以太PHY，同时通过增加新的MAC控制信令来对光网络单元（ONU）和光线路终端（OLT）间的突发数据和实时TDM通信进行优化和控制。并且EPON系统采用WDM（wavelength Division Multiplexing）技术，下行数据采用广播技术，上行数据采用TDMA（Time Division Multiple Access）技术，实现单芯双向传输。由于各个ONU都在自己拥有的时隙内进行数据报的发送，因此避免了碰撞，使带宽资源得以充分利用。
EPON主要由三部分组成，包括OLT、ONU、POS。OLT （ Optical Line Terminal）通常会在中心机房，它是一个交换机或路由器，同时又可以提供一个多业务平台。它提供一种面向无源光纤网络的光纤接口（PON接口）。POS（Passive Optical Splitter）为无源光纤分支器，它是一个连接OLT与ONU的无源设备，它的基本功能是用来进行下行数据的分发和上行数据的集中。EPON的优点主要体现在以下几个方面。
1）节省大量光纤和光收发器，较传统方案建网成本更低。
2）网络中无有源设备，可靠性高，显著降低后期维护费用。
3）可提供最高20km的远距离高带宽接入，支持动态带宽调整。
4）大容量、广覆盖、少局所的建网模型，更符合运营商网络发展的思路。
5）组网模型不受限制，可灵活搭建树型、星型拓扑网络。
3EPON在机场视频监控系统中的应用
EPON系统在视频监控系统中，可有效节约光纤资源，而带宽资源足可以完成任何质量要求的监控任务，因此图像质量将取决于视频摄像头和编码器。另外，在所需成本方面相对也会有相应的降低，下面就EPON在机场视频监控系统中的应用做一详细说明。
3.1系统结构
机场视频监控系统包括航站区监控和飞行区监控。其中航站区监控包括航站区各单体的监控（如：航站楼监控、航管楼监控、货运楼监控、信息中心大楼、停车楼等）、停机坪监控、场区电力管沟监控以及航站区的道路监控；飞行区监控包括跑道、滑行道的监控以及飞行区周界监控等。而类似飞行区周界监控、航站区道路监控、场区电力管沟监控等远距离监控系统的信息传输介质通常为沿着公路铺设好的光纤。EPON在这些系统中起到传输平台和核心作用。
由于EPON的最大ONU和OLT间距离为20 km，因此，在距离不够的情况下必须设有多台OLT设备进行级联，这些设备通常安装在航站楼监控中心、应急指挥中心或机场管理部门内。OLT通过配置很多个PON接口来实现视频监控系统的接入。
为了节约光纤资源，飞行区监控的EPON网络一般可采用5:95的逐级分光形式，而航站区道路监控系统则应根据摄像机分布特点，进行详细的分光设计。同时因为监控点一般比较分散，比如飞行区周界，一般都是每隔200 m才设置一个监控节点，因此一台ONU设备需要连接一路监控，ONU设备由以太网和视频监控系统编码器相联。另外，某些编码器具有ONU功能，这样可以减少设备出现的单点故障，从而有利于系统可靠性的提高。在航站楼、信息中心大楼监控中心中，OLT设备再由以太网直接和航站楼监控系统传输平台相连，从而可以实现与监控中心监控平台的通信。
EPON技术可以用树形线性形式的网络连接，各节点间通过无源方式分光。同时，由于其可提供高达1 Gbps的传输带宽，因此非常适和高速公路视频监控系统进行网络传输。
3.2IP地址规划
考虑到整个机场网的规模，可采用10.0.0.0这一Internet所保留的私用A类IP地址空间，进行统一规划。IP地址采用静态和动态结合的分配方式，按照不同的部门、建筑物进行划分，网络采用DHCP Server实现对所有上网用户的动态地址分配，总体的分配策略。
1）对于上网用户的IP地址，采用动态分配的原则。
2）对于部分关键用户的IP地址采用静态分配的原则，这样在交换机上可以通过IP地址来设置用户的优先级或保证其访问网络的带宽。
3）对于服务器的IP地址，采用静态分配的原则。
对于网络设备的管理IP地址采用静态分配的原则。
3.3VLAN设置
设置VLAN1作为管理VLAN，管理VLAN覆盖到全网的每一台交换机，但在第三层接口上，需要与其他业务VLAN进行有效的隔离。网管工作站另外设置一个VLAN2，与VLAN1在第三层上相通，同时，部分业务VLAN可以访问网管VLAN，从而实现网管的分布式监控布局。VLAN1和VLAN2的第三层路由接口处设置访问控制列表，只有特定的主机可以直接访问每一台设备，其他均在过滤之列。对于其他的应用服务器群，设置在一个单独的VLAN中，通过核心交换机全线速的三层交换和四层过滤机制来实现可控的用户服务。
4小结
本文首先详尽叙述了机场视频监控系统的现状以及EPON的发展历程，接着介绍了EPON的工作原理。然后主要针对EPON在机场航站区道路监控系统以及飞行区监控系统中的应用展开详细研究。从分析中可以看出，EPON以其低成本、维护简单、带宽高、覆盖广、业务多、质量优等优势，将在机场视频监控系统中得到越来越多的应用，为机场的安全防范能力添砖加瓦。
參考文献
[1]Kramer C 陈雪 等译.Ethernet Passive Ptical Networks[M].北京:邮电大学出版社,2007.
[2]李江涛,陈雪等.EPON MAC控制层实现动态带宽分配策略的研究[J].北京:电信科学出版社,2002.
[3]李建勇.机电一体化[M].北京:科学出版社,2004.
[4]浦昭邦编.光电测试技术[M].北京:机械工业出版社,2005.
作用。
关键词：视频监控；PON；EPON；机场
中图分类号：TP：文献标识码：A：文章编号：1673-9671-(2012)022-0178-01
1综述
随着我国经济的飞速发展，民航业成为近年来发展迅速的行业之一。根据民航强国战略目标，“十二五”期间民航业战略地位和作用将更加凸显。而如何利用视频监控系统有效保护旅客安全、货物安全检查，提高机场的安全防范能力，成为重中之重。EPON（Ethernet Passive Optical network，以太网无源光网络）是由IEEE802.3 EFM（Ethernet for the first mile）提出的一种PON技术，它综合了以太网技术的简单经济和PON的传输技术，实现了以太网语音、视频、数据等等多种业务的综合
传输。
2EPON技术的原理
EPON技术不需任何复杂协议的支持光信号就直接能快速准确地传到用户终端，来自于用户终端的数据同时也可以被集中起来传送至中心网络。在物理层使用1000BA SE以太PHY，同时通过增加新的MAC控制信令来对光网络单元（ONU）和光线路终端（OLT）间的突发数据和实时TDM通信进行优化和控制。并且EPON系统采用WDM（wavelength Division Multiplexing）技术，下行数据采用广播技术，上行数据采用TDMA（Time Division Multiple Access）技术，实现单芯双向传输。由于各个ONU都在自己拥有的时隙内进行数据报的发送，因此避免了碰撞，使带宽资源得以充分利用。
EPON主要由三部分组成，包括OLT、ONU、POS。OLT （ Optical Line Terminal）通常会在中心机房，它是一个交换机或路由器，同时又可以提供一个多业务平台。它提供一种面向无源光纤网络的光纤接口（PON接口）。POS（Passive Optical Splitter）为无源光纤分支器，它是一个连接OLT与ONU的无源设备，它的基本功能是用来进行下行数据的分发和上行数据的集中。EPON的优点主要体现在以下几个方面。
1）节省大量光纤和光收发器，较传统方案建网成本更低。
2）网络中无有源设备，可靠性高，显著降低后期维护费用。
3）可提供最高20km的远距离高带宽接入，支持动态带宽调整。
4）大容量、广覆盖、少局所的建网模型，更符合运营商网络发展的思路。
5）组网模型不受限制，可灵活搭建树型、星型拓扑网络。
3EPON在机场视频监控系统中的应用
EPON系统在视频监控系统中，可有效节约光纤资源，而带宽资源足可以完成任何质量要求的监控任务，因此图像质量将取决于视频摄像头和编码器。另外，在所需成本方面相对也会有相应的降低，下面就EPON在机场视频监控系统中的应用做一详细说明。
3.1系统结构
机场视频监控系统包括航站区监控和飞行区监控。其中航站区监控包括航站区各单体的监控（如：航站楼监控、航管楼监控、货运楼监控、信息中心大楼、停车楼等）、停机坪监控、场区电力管沟监控以及航站区的道路监控；飞行区监控包括跑道、滑行道的监控以及飞行区周界监控等。而类似飞行区周界监控、航站区道路监控、场区电力管沟监控等远距离监控系统的信息传输介质通常为沿着公路铺设好的光纤。EPON在这些系统中起到传输平台和核心作用。
由于EPON的最大ONU和OLT间距离为20 km，因此，在距离不够的情况下必须设有多台OLT设备进行级联，这些设备通常安装在航站楼监控中心、应急指挥中心或机场管理部门内。OLT通过配置很多个PON接口来实现视频监控系统的接入。
为了节约光纤资源，飞行区监控的EPON网络一般可采用5:95的逐级分光形式，而航站区道路监控系统则应根据摄像机分布特点，进行详细的分光设计。同时因为监控点一般比较分散，比如飞行区周界，一般都是每隔200 m才设置一个监控节点，因此一台ONU设备需要连接一路监控，ONU设备由以太网和视频监控系统编码器相联。另外，某些编码器具有ONU功能，这样可以减少设备出现的单点故障，从而有利于系统可靠性的提高。在航站楼、信息中心大楼监控中心中，OLT设备再由以太网直接和航站楼监控系统传输平台相连，从而可以实现与监控中心监控平台的通信。
EPON技术可以用树形线性形式的网络连接，各节点间通过无源方式分光。同时，由于其可提供高达1 Gbps的传输带宽，因此非常适和高速公路视频监控系统进行网络传输。
3.2IP地址规划
考虑到整个机场网的规模，可采用10.0.0.0这一Internet所保留的私用A类IP地址空间，进行统一规划。IP地址采用静态和动态结合的分配方式，按照不同的部门、建筑物进行划分，网络采用DHCP Server实现对所有上网用户的动态地址分配，总体的分配策略。
1）对于上网用户的IP地址，采用动态分配的原则。
2）对于部分关键用户的IP地址采用静态分配的原则，这样在交换机上可以通过IP地址来设置用户的优先级或保证其访问网络的带宽。
3）对于服务器的IP地址，采用静态分配的原则。
对于网络设备的管理IP地址采用静态分配的原则。
3.3VLAN设置
设置VLAN1作为管理VLAN，管理VLAN覆盖到全网的每一台交换机，但在第三层接口上，需要与其他业务VLAN进行有效的隔离。网管工作站另外设置一个VLAN2，与VLAN1在第三层上相通，同时，部分业务VLAN可以访问网管VLAN，从而实现网管的分布式监控布局。VLAN1和VLAN2的第三层路由接口处设置访问控制列表，只有特定的主机可以直接访问每一台设备，其他均在过滤之列。对于其他的应用服务器群，设置在一个单独的VLAN中，通过核心交换机全线速的三层交换和四层过滤机制来实现可控的用户服务。
4小结
本文首先详尽叙述了机场视频监控系统的现状以及EPON的发展历程，接着介绍了EPON的工作原理。然后主要针对EPON在机场航站区道路监控系统以及飞行区监控系统中的应用展开详细研究。从分析中可以看出，EPON以其低成本、维护简单、带宽高、覆盖广、业务多、质量优等优势，将在机场视频监控系统中得到越来越多的应用，为机场的安全防范能力添砖加瓦。
參考文献
[1]Kramer C 陈雪 等译.Ethernet Passive Ptical Networks[M].北京:邮电大学出版社,2007.
[2]李江涛,陈雪等.EPON MAC控制层实现动态带宽分配策略的研究[J].北京:电信科学出版社,2002.
[3]李建勇.机电一体化[M].北京:科学出版社,2004.
[4]浦昭邦编.光电测试技术[M].北京:机械工业出版社,2005.