平安工程前端接入 单纤以太环网解决方案

一、 传统PON接入方式的问题

以城市为范围的平安工程，覆盖地域广。在户外光纤资源不足的情况下，PON（Passive Optical Network，无源光网络）技术的总线模式，是常见的选择，如图1。

图1： PON常见组网拓扑

PON技术包括APON/BPON、GPON、EPON/GEPON等几种，其主要差异在于采用了不同的二层技术。目前用于平安工程里使用的PON技术主要有：EPON（Ethernet Passive Optical Network以太无源光网络）和GPON（Gigabit-Capable PON吉比特无源光网络）。如表1，GPON相对有更加高的带宽、传输效率、传输距离和分光路比；而EPON技术相对加简单，光模块成本更低，目前互通实现更好。   

表1：GPON与EPON的技术对比

PON传输网络主要由运营商建设，提供给各行业用户使用。国内各运营商对于PON技术的选择各不相同，电信和联通主要采用EPON，移动主要采用GPON，广电系统尚无战略选择。

PON总线模式应用于平安工程，可细分为单总线和双总线两种。经过全国各地的实践，PON技术被发现存在一些问题：

1、 单总线的问题

图2： PON单总线拓扑，出现故障

如图2，单路光纤一路到底，传输链路为单路，存在单点故障。在野蛮施工等不可预知的外力下，一旦光纤断开，其后所接的所有ONU（Optical Network Unit光网络单元）均不能上传监控视频。

单总线模式没有备份链路，存在安全隐患。

2、 双总线的问题

图3：PON双总线拓扑，出现故障

双总线模式可以解决单总线模式的备份问题。

但是在实际工程中，如图3：

如果备纤和主纤部署在同一地沟，在野蛮施工等不可预知的外力下，主备纤会一同断开，并不能实现保护。

如果备纤和主纤相隔一定距离，分开部署在不同的地沟，则工程量至少要增加一倍，造成工程成本的增加和工期的延长。

此外，分局的两台OLT (optical line terminal光线路终端)只能支持主备模式（Active-Standby），不能支持双活模式（Active- Active），这会造成用户投资的浪费。

二、 锐捷单纤以太环网解决方案

图4：单纤环网拓扑图

如图4，单芯光纤从分局出来，经过各路口后，再回到分局。分局汇聚交换机和所经路口的各接入交换机共同组成一个单纤保护环。单光纤上波分复用，一个波长为发，另一个波长为收。环上使用纯以太网技术。

分局汇聚交换机支持若干个环同时通信。

锐捷方案通过单纤以太环网技术既实现了传输的保护，又只需要使用单芯光纤的租赁费用，相对于PON技术有很大优势。

   
三、 锐捷方案的技术优势

1、采用了成熟可靠的以太网技术

PON技术目前处于发展中，EPON和GPON之争远未结束。在技术尚未定论的情况下，我们不建议用户过早选择，以避免投资浪费。

锐捷方案使用的以太网技术，已经发展了20多年，广泛应用于政府、电信运营商、金融、教育、医疗、企业等各地区各行业，是一种主流通信技术，成熟可靠。

2、通过以太环网拓扑实现了传输保护

锐捷方案采用了ERPS环网协议。ERPS(Ethernet Ring Protection Switching) 以太环网保护交换技术是国际电信联盟ITU 制定的标准，协议号为G.8032 。ERPS 以太环网吸取了EAPS、RPR、SDH、STP等众多技术环网保护方式的优点，优化了检测机制，可以检测双向故障，实现 50ms倒换，对平安工程视频类业务丝毫没有影响。

ERPS为国际标准协议，锐捷环网方案支持混合接入多厂商设备。

3、 通过单纤传输技术节省了光纤资源

在以太网传输中，常规的光路是双纤，一收一发。

利用光纤的波分复用技术，发送和接收两个方向使用1310nm和1550nm两个不同的中心波长光信号，可以实现一根光纤双向传输两路光信号。单纤光模块只有1个光纤插孔，通过光模块中的滤波器进行滤波，分离收发两路光信号。

在户外光纤资源不足的情况下，锐捷方案通过单纤传输技术可以大大节省对光纤的占用。

4、 分局汇聚交换机支持双活模式与负载均衡

分局汇聚层交换机支持VSU技术。VSU（Virtual Switch Unit）虚拟交换单元技术，可以把两台物理交换机逻辑上组合成一台虚拟交换机，在其他设备看来，VSU相当于一台交换机。

分局两台汇聚交换机采用VSU后，可以实现双活模式（Active- Active），并支持负载均衡，提高了网络的转发性能。

5、 前端接入交换机采用了专为平安工程设计的工业级别交换机

平安工程的前端接入交换机均需部署在室外环境。锐捷专为平安工程设计的工业级别交换机IS2700系列支持中国大陆的室外宽温工作环境- 40-85 ℃，支持端口防雷6KV，支持IP40防风沙标准，支持6口/12口等低密度端口，降低了用户的建网成本。

锐捷IS2700系列支持自动发现网络拓扑、链路检测、光模块光强检测、环路冗余性检测等；支持零配置入网，可在分局汇聚交换机或市局核心交换机上远程配置。

四、 实际测试

2013年11月28日，广西贺州东云电子科技有限公司在室外马路的实际场景下，搭建了测试环境。

图5：测试拓扑与测试实景

如图5，第1台IS2706G接入了海康和波粒两个摄像头，安装在室外十字路口的防水箱里。通过两根光纤分别连接到室内的第2台IS2706G和第1台IS2712G。操作PC连接到第2台IS2712G上。4台交换机彼此形成环状拓扑。

东云公司技术人员模拟光纤断路，拔插任何一根光纤，视频画面无任何闪断，用户对光纤的断开无感知。如图6。

图6：拔插光纤前后，图像无闪断

东云公司见证了锐捷单纤环网技术，很快与锐捷网络达成合作意向。

五、 结论

在平安工程中，锐捷网络通过单纤以太环网技术既实现了传输的保护，又只需要使用单芯光纤的租赁费用，相对于PON技术有很大优势，并大大节约了建设成本。