高速公路视频监控系统中EPON技术的应用

摘 要

新时期，高速公路作为交通中重要的一个环节，对推动我国的交通事业发展具有重要的贡献。然而，在高速公路中的视频监控具有重要作用，通过对高速公路的视频监控能够及时的发现高速公路运行中的问题，并及时的采取相应的措施解决问题，从而更好的保障了高速公路的运输畅通，同时也减少了高速公路交通事故的发生，对保障人们的运输畅通和生命安全具有重要意义。为了更好的对高速公路实施视频监控，新时期，我们提出了EPON技术在高速公路视频监控中的应用，下面具体来分析一下EPON技术在高速公路视频监控中的应用。

【关键词】高速公路 视频监控 EPON技术 应用分析

自从改革开放以来，我国国家经济获得了长久快速的发展，经济基础日益雄厚，推动了我国各项事业的发展。中国有句古话“要想富，先修路。”不错的，近些年来，我国的道路建设取得了重大突破，建立了铁路、公路、航空运输等四通八达的交通网。高速公路作为国家道路运输中的重要方面，在道路运输中发挥了重大的作用。众所周知，高速公路上必须要建立视频监控，相对而言，高速公路具有设计标准高、线形好、车流量大以及车速快的优点，在高速公路中建立视频监控对及时发现问题和解决问题十分必要。本文，我们主要来探讨EPON技术在高速公路视频监控系统中的应用。

1 EPON技术原理分析

PON技术最早始于上个世纪八十年代，属于一种纯介质网络，在实际应用过程中，它不受雷电和电磁干扰的影响，降低外部设备和路线的故障率，从而提高技术系统的可靠性，并节约成本费用。随着IP技术的广泛应用，EPON（Ethernet over PON）发展成为PON最实用的技术。EPON是光纤接入网最有效的方式之一，不需要任何协议，仅仅依靠光信号来传送到用户中心。下面，我们简单介绍一下EPON技术的工作原理。

1.1 EPON技术系统构成

EPON技术与其他PON技术相同，采用点到多点的用户网络拓扑结构，通过光纤来实现数据、语音以及视频的业务接入，对于EPON技术的系统结构描述如图1所示。

一般来讲，EPON技术系统主要通过OLT、POS、ONU三个部分组成，OLT（Optical Line Terminal）位于中心机房位置。OLT兼具路由器或交换机和业务平台的功能，能够提供PON接口。而POS（Passive Optical Splitter）是一个无源光纤分支器，是连接OLT和ONU的不需要连接电源的设备，并且具有分发下行数据和集中上行数据的功能。ONU（Optical Network Unit）是放在用户设备端附近或者是与其合为一体，一个OLT PON端口下连接的ONU数量取决于设备，并且通常是固定不变的。一般来讲，在EPON技术系统中，OLT与ONU两者之间的距离最大能够达到20km。

1.2 EPON技术传输原理

EPON在数据传输中使用单芯光纤，能够同时传送上下行两个波速。EPON技术应用到高速公路视频检测系统中，下行传输数据和上行数据传输两者之间是有区别的。具体传输示意图如下所示。

数据从OLT到多个ONU以广播式下行，根据IEEE80213ah协议的要求，每一个数据帧的帧头包含前面注册时分配的、特定ONU的逻辑链路标识（LLID）。在分光器处，流量被分成独立的三组信号，每一组都能载到所有ONU的信号。当数据信号到达ONU时，ONU能够在物理层上做出判断，接收那些给自己的数据帧，摒弃那些给其他ONU的数据帧。

而对于上行传输，则采用时分多址接入技术（TDMA）分时隙给ONU传输上行流量。当ONU在注册时成功后，OLT就会根据系统的配置，自动给ONU分配特定的带宽。在采用动态带宽调整时，OLT会根据指定的带宽分配策略，动态地给每一个ONU分配带宽。所有的ONU与OLT PON端口之间时钟是严格一致的，每一个ONU只能够在OLT给他分配的时刻上面开始，用分配给它的时隙长度来传输数据。通过时隙分配和时延补偿，来保证多个ONU的数据信号耦合到一根光纤时，ONU的上行包不会受到互相干扰。

2 高速公路监控系统中EPON技术的应用

2.1 高速公路视频监控系统中的结构

众所周知，高速公路的线形比一般公路线形好，并且高速公路设计的标准比较高，车辆交通通行量比较大，并且行车速度比较快，高速公路的开通给人们的出行和交通带来了极大的便利，成为人们生活中比较重要的交通运行方式。在高速公路中实施视频监控系统，能够查看高速公路中车辆情况，及时发现高速公路中车辆出现的问题，并在较短的时间内采取合理的解决措施，高速公路中视频监控系统的存在，在很大程度上减少了高速公路上交通事故的发生率，维护了整个高速公路的安全运行。目前，高速公路中视频监控系统的范围主要包括，高速公路路线的全程监控，收费站监控，隧道监控，服务区监控这几个方面，其中视频监控系统的传输介质使用的是光纤。EPON技术在高速公路视频监控系统中作为一个传输平台存在，ONU和OLT之间的最大距离为20km，这样就可以通过设置多个OLT设备，与多个PON接口的接入，来实现传输监控。

为了降低成本，节约传输介质光纤资源，可以采用5：95的逐级分光方式。同时合理控制监控点，节约资源并提高系统的稳定性。同时OPEN技术还可以利用树形网络结构来连接，保证各个节点受到充足的光源，从而提高宽带传输速度，EPON技术在高速公路视频监控系统中，非常适用。

2.2 EPON技术应用中存在的问题及改善

EPON技术应用到高速公路视频监控中，对保障高速公路的稳定、安全运行发挥了重要意义，但同时也存在着些许不容忽视的弊端。当高速公路视频监控传输系统业务出现大流量数据和实时性高的情况时，并且结合视频技术时，会引发宽带拥堵等问题的发生，并且当峰值出现的时候，宽带拥堵会影响传输视频的质量。在高速公路视频监控系统中，会因为宽带问题对网络性能造成重要影响，严重的还会造成业务无法进行，这是保障EPON传输机制实现网络业务畅通运行的基本重要条件。另外，高速公路使视频监控系统中，EPON技术属于单芯传输，节点故障还可能会造成EPON技术的双向故障。

3 结语

综上所述，EPON技术应用到高速公路视频监控系统中，对保障高速公路的安全运行和维护高速公路的性能发挥着重要作用。现阶段，随着经济发展越来越迅速，对高速公路的需求和应用越来越普遍，同时对高速公路中视频监控的要求也越来越高。我们要不断利用科学技术手段和各种措施，加强对EPON技术的研究和完善，并应用到高速公路视频监控中去。

参考文献

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作者简介

罗健（1980-），男，辽宁省辽中市人。大学本科学历。现为辽宁省高速公路管理局丹东管理处工程师。研究方向为计算机网络安全。

作者单位

辽宁省高速公路管理局丹东管理处 辽宁省丹东市 118000