300MHz无线联网监控方案.docx
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300MHz无线联网监控方案
公共安全移动监控
无
线
联
网
解
决
方
案
前言
1.无线网络简介
无线技术给人们带来的影响是无可争议的。
如今每一天大约有15
万人成为新的无线用户，全球范围内的无线用户数量目前已经超过2亿。
这些人包括大学教授、仓库管理员、工厂管理人员、商店负责人、办公室经理、销售人员等。
他们使用无线技术的方式和他们自身的工作一样都在不断地更新。
无线局域网的应用范围非常广范，如果将其应用划分为室内和室外的话，室内应用包括大中型办公室、车间、智慧仓库、临时办公室、会议室、证券市场；室外应用包括城市建筑群间通信、学校校园网络、工矿企业厂区自动化控制与管理网络、银行金融证券城区网、矿山、水利、油田、港口、码头、江河湖坝区、野外勘测实验、军事流动网、公安流动网等。
无线网络产品可以为各行业的客户提供完善的服务。
Ø无线组网的特点
可靠通信：
该技术抗射频干扰性能强，具有理想的接收灵敏度，宽范围天线能够提供强大的、可靠的无线传输；
低成本：
使用无线局域网可以避免安装线缆的高成本费用、租用线路的月租费用以及当设备需要移动而增加的相关费用；
灵活性：
由于没有线缆的限制，用户可以随心所欲地增加工作站或重新配置工作站；
移动性：
无线局域网设置允许用户在任何时间、任何地点访问网络数据，不需要指定明确的访问地点，因此用户可以在网络中漫游；
快速安装：
无线局域网的安装工作非常简单，它无需施工许可证，不需要布线或开挖沟槽，安装时间只有安装有线网络时间的零头；
安全性等同于有线：
在无线通信领域，安全性是人们一直关注的一
个问题，WLAN通过使用额外的安全机制使其安全性超过了有线系统的安全性。
这些安全机制包括：
DSSS扩频技术；在单个工作站一级实现访问控制；使用网路标识和128位WEP加密机制等；
保护用户已有投资：
即使用户需搬迁办公地点，只需把无线设备搬迁至新地点安装即可，不会象有线网络一样需完全重新铺设。
2.无线网络监控简介
无线监控系统主要用于对重要区域或远程地点的监视和控制，在公路、银行、金融、水利、航运、大型企业、治安、消防、小区安保等领域具有举足轻重的地位。
一套优秀的监控系统可以实时动态地汇报被监测点的情况，及时发现问题并进行处理，完整的备份资料可以随时进行分析调查。
传统的视频监控系统采用模拟视频传输和存储技术，可以实现令人满意的图像质量，成本也相对较低。
随着数字视频编码技术以及互联网技术的发展，出现了基于以太网为传输介质的数字视频监控系统，也就是将原来的模拟信号采用数字编码压缩技术，并且通过计算机互联网络传输。
网络监控系统的优势在于视频数据通过以太网进行传输，监控范围非常广泛，且在高带宽环境下，依然可以提供高质量视频，同时视频内容存储检索非常方便。
无线以太网的出现，给监控系统带来了新的应用方式。
无线数字监控系统在原有的以太网监控系统的基础上，抛弃了网络电缆，用无线微波进行数据传输，降低了网络布线的成本，大大增强了监控系统的灵活性和可扩充性。
Ø监控系统的对比
监控系统
监控设备
传输介质
显示设备
存储介质
模拟监控
模拟摄像设备
视频/射频电缆
模拟监视器
录像磁带
数字监控
模拟/数字摄像设备
网络电缆
计算机终端
硬盘、CD-ROM
无线数字监控
模拟/数字摄像设备
空气（微波）
计算机终端
硬盘、CD-ROM
模拟监控系统：
模拟监控系统是一种传统的监控方式，由模拟摄像设备组成。
模拟系统由模拟摄像头采集视频信息，并通过视频线或射频线路直接输出到监视器，同时由录像机实时将模拟数据记录下来存档。
这种方式简单直接，成本低，适合短距离本地监控系统。
数字监控系统：
以太网技术的日益成熟，使得网络已经深入到各个生产、生活领域。
数字监控系统在某些领域已经取代了原有的模拟监控系统，并充分发挥了网络监控的优势。
网络监控系统是由数字摄像设备采集视频信息，并以数字的方式通过有线网络传输到监控中心的设备，百兆以及千兆网络可以提供足够的网络带宽，以支持多个高质量并发视频流稳定地传输。
无线数字监控系统：
无线网络技术的产生给人们的生活带来了全新的理念。
无线网络以其无需布线、灵活性强等优点迅速赢得了市场的认可。
如今每天大约有25万人成为新的无线用户，截止2002年，全球范围内的无线用户数量已经超过2亿。
无线数字监控是无线网络发展至今最为广泛的应用之一。
在通常情况下，被监控点和中央控制中心相距较远且位置较分散，利用传统网络布线的方式不但成本非常高，而且一旦遇到河流山脉等障碍时，有线网络更是束手无策。
此时，无线网络无可比拟的优势就体现了出来，利用无线网桥技术，可以将多个被监测点与中央控制中心连接起来，且搭建迅速，可以在最短的时间内迅速建立起无线网络链路。
在条件许可的情况下，利用无线网桥最远可以支持50公里以上的桥接。
，完全能够保证采用H.263/MPEG-1/2/4等格式的数字视频流稳定可靠地进行传输，达到无线视频监控的目的。
监控系统
优点
缺点
模拟监控
设备成本低、视频图像清晰
可监控距离短、大量录像资料存储检索困难
以太网监控
监控距离长、范围广、数字视频质量可调、存储检索方便
网络布线成本高、受地形影响较大
无线数字监控
不受山川、河流、桥梁道路等复杂地形限制；降低网络布线成本、加快建设周期、满足灵活机动应用需求
信号传输可能受到环境影响如树木或建筑物阻挡等
Ø无线远程移动数字监控的关键技术
在监控系统中，无线网络主要扮演连接被监控点和监控中心数据传输链路的角色。
通过无线网络可以将远程的多个监控点设备连接起来，进行视频传输；同时，由于监控系统对视频质量要求较高，如何在无线网络中传输稳定高质量的视频信息也是无线数字监控系统中需要解决的关键技术之一；此外，从工程实现的角度考虑，桥接设备往往安装在室外，如何对这些设备进行远距离供电以及设备管理也是值得关注的问题。
Ø监控系统的无线网络链路的建立
视频监控系统主要完成如何将被监控点实时采集的视频文件及时地传输给监控中心的工作。
通常，被监控点和监控中心之间相隔较远，且被监控点分布较分散，利用传统的有线连接方式，不但成本高、施工困难、建设周期长，而且可扩充性、灵活性差，一旦要增加或者减少被监测点，将会带来新的施工周期。
在这种情况下，无线桥接技术就显露出其优越的特性。
无线桥接技术是利用一对无线桥接器，将两个分离的网络连接起来，并通过无线网桥进行数据传输。
无线链路所能达到的网络带宽，完全可以保证视频流稳定持续的传输。
使用无线网桥，没有布线的烦恼，不破坏原有环境设施，施工周期短，性价比高，且扩充性强，只要增加或减少被监控点的无线桥接器，就可以完成被监控点的增加或减少。
（利用无线网桥可以迅速地建立数字移动视频监控系统的信号传输链路）
全向天线：
全向天线将信号均匀分布在中心点周围360度全方位区域，适用于链接点距离较近，分布角度范围大，且数量较多的情况；
扇面天线：
扇面天线具有能量定向聚集功能，可以有效地进行水平180度、120度、90度范围内的覆盖，因此如果远程链接点在某一角度范围内比较集中时，可以采用扇面天线；
定向天线：
定向天线的能量聚集能力最强，信号的方向指向性极好。
因此当远程链接点数量较少，或者角度方位相当集中时，采用定向天线是最为有效的方案；
组合天线：
上述三种天线各具一定的特性，因此在实际项目中，经常会出现组合使用的情况，例如利用多幅扇面天线，或者扇面天线和定向天线相结合使用。
无线网络天线的对比
点对点无线桥接模式：
点对点型无线网桥可用来连接两个分别位于不同地点的网络，一般由一对桥接器和一对天线组成。
该对桥接器应设置成相同的频道，WIFI-CITY的支持同步信道的功能，只需要改变一方的频道，另一方便会自动改变到相应的频道。
在相距较远的两点间，为了取得更好的桥接效果，WIFI-CITY提供了在桥接器和天线之间安装双向功率放大器的方案。
双向射频放大器具有增益接收信号和放大输出功率的功能，从而大大的扩大了无线网桥的传输距离。
WIFI-CITY为不同的距离配置了多种型号的放大器，主要有输出功率为1W、4W、10W的三种放大器，通常一对1W的放大器可以支持大约30公里的可视无线桥接或2到10公里的非可视无线桥接。
通过放大器和天线的相互配合，WIFI-CITY的无线网桥最大可以支持相距120公里的两点之间的可视桥接或30公里的非可视桥接。
（点对点无线桥接模式）
点对多点无线桥接模式：
点对多点的无线网桥能够把多个离散的远程的网络连成一体，结构相对于点对点无线网桥来说较复杂。
点对多点无线网桥通常以一个网络为中心点发送无线信号，其它接收点进行信号接收。
中心点的天线在不同的项目中会采用不同的中心天线配置方案：
远程链接点通常会使用定向天线，通过精确的天线角度定位对准中心点天线，进行无线信号接收，完成无线桥接。
（点对多点无线桥接模式）
Ø监控系统中的无线实时数字视频传输
数字视频监控系统是计算机、网络和视频编码技术的结合，它可以将不同地点的现场信息实时通过无线通讯手段传送到监控中心，并自动形成视频数据库便于日后的检索。
在监控系统中，监控中心需要实时得到被监控点的视频信息，并且该视频信息必须是连续、清晰的。
在被监控点，通常使用网络摄像头对现场情况进行实时采集，网络摄像头与无线桥接器设备相连，并通过由无线桥接器组成的无线网桥将数据信号实时发送到监控中心。
Ø无线数字视频编码及并发流数：
为了保证流媒体文件的稳定传输就必须有足够的网络带宽，不同的流媒体文件对网络带宽的要求各不相同，为了达到更好的视频质量，网络带宽就更为重要。
无线网络标准协议IEEE802.11b/g/a定义的网络带宽包括多种标准：
11Mbps/22Mbps/54Mbps，其中有效数据传输带宽分别为5Mbps/10Mbps/22Mbps，完全可以满足各种类型的多个并发流媒体文件稳定传输，保证高质量的视频信息。
注：
以上为理论值
不同数字视频编码格式在无线网络中所能达到的并发流数
二、无线联网解决方案描叙
1.用户现状
客户单位在所在地已建立局域网与数字监控中心，同时客户已经获得336MHz-344MHz的频段划分。
2.需求分析：
用户需求：
能在城市中建立自有的数字无线网络，来传输文件数据或视频数据，该网络可以提供车载移动监控与数据传输，可以提供手持设备的数据传输与通信。
我们经过需求分析，根据客户现有的频率使用范围结合我公司现有产品研发能力的情况，我公司可以定制提供拥有2个channel的336MHz~344MHz频率的低频无线基站ODU-9800-300，该设备每个频段使用4MHz的频宽，在通讯最佳状态下提供最高4Mbps的数据流量。
该无线基站可以选择使用网桥或AP模式与其他车载基站或无线终端进行连接。
同时在客户数据中心架设我公司的NAC-6600设备，可以方便的管理各基站与车载设备、手持设备，同时也可管理网络带宽，提供数据加密，以及不同基站之间的身份认证与漫游等要求。
我们建议客户可以依照如下三步做法逐步实现该网络：
1、建立车载移动监控网络实验基站群：
先建立实验群的目的是为让客户初步体验车载无线监控在非视距范围下的应用情况，该实验群的无线基站设备制造周期为30~40个工作日，安装设备时间由客户的定点情况确定。
该实验基站情况可如下（基站选点的高度为模拟选择）：
在某区域需要建设一套车载移动监控系统，准备在A点（400米）、B点（30层楼）搭建无线覆盖网络基站，对该地区中心及周边环境的公共安全进行大范围的移动监控，希望能够实时、准确的将各类事件的现场图像即时传回监控中心，要求系统拥有高性价比，可扩展性。
这些车载监控点由于监控地点是移动的，所以相隔将建设的传输基站的距离不等，同时所有移动监控点可纳入用户已在建设的数字监控系统进行统一管理。
全数字化网络监控系统以网络为平台，集成当今最先进的网络技术、计算机技术以及数字处理技术。
以IP地址来识别所有的监控设备，基于TCP/IP协议来进行图像、声音和数据采集，将信号从模拟转换到数字。
由于采用统一的协议在网络上传输，对网络上的用户而言，监看视频画面、录制视频资料、控制传统云台镜头，仅仅是网络在线连接这么简单。
因此，一个庞大的网络系统，完全可以通过网管的形式，使网络监控的随时随地性得到淋漓尽致的应用。
确定了监控系统的类型为数字监控后，用户需在监控中心与各监控点间建立网络连接，以实现数字视频信号传输介质的建立。
在此组建的网络基础上，实施数字监控系统即可。
而用户需要移动监控周边环境，所以联网必须使用无线网络方式进行连接。
无线方式具有成本低，性价比高，可移动性强的优点，采用电信级的无线网络设备可以获得电信级网络的高稳定性，在监控地点无搬迁情况下是一次性投入，即使监控地址搬迁也只需增加极少的安装费用，而进行移动监控也是比较容易解决的问题。
从用户现状与开发区的监控环境分析，使我们可以确定用户使用电信级的非可视无线网络传输设备与高倍数一体化网络数字摄像机来结合用户已在建的数字监控系统可完成车载移动监控系统的构建，完全可满足用户各方面的需求。
解决方案：
通过分析用户的需求，定制的ODU-9800-300低频专用无线网络设备来解决贵单位传输基站与车载移动监控点间的网络连接，使用高倍数一体化网络数字摄像机来搭建移动监控车的监控部分。
在此基础上再结合已建的数字网络监控系统来完成用户的需求。
具体方案如下：
A.该联网方案为星型结构，首先在A点（400米）、B点（30层楼）所在地各搭建无线网络基站一个,每个基站使用一台10W的ODU-9800-300设备，向上通过连接一副ANT-300-Q10的360度全向天线来发射信号，向下经由PoE网线供电器连接到光端机上，再通过光端机经光纤（可通过无线网桥的方式与指挥中心连接）连接到用户指挥中心的局域网。
而移动监控车辆经过与最近的ODU-9800-300无线网络基站进行连接，即时的把监控现场的图像与语音、数据等资料等传回指挥中心，指挥中心可以实时监看现场的视频画面、录制视频资料、控制云台镜头，并对现场的移动监控车辆或人员进行调度。
（如图一）
图一
B.移动监控车辆设备的连接方式：
在每辆移动监控车辆上装配5W的ODU-9800-300车载无线网络设备，然后通过向上连接ANT-300-Q22车载360度全向天线来发射信号，与各基站的ODU-9800-300设备进行连接。
ODU-9800-300向下经超五类屏蔽线连接以太网供电器PoE后，再连接到高倍数一体化网络数字摄像机上，指挥中心工作人员使用中央监控整合软件管理透过网络就可以远程监控各移动监控点的状况并指挥调度与接收或传输数据给移动监控车辆。
（如图二）
图二
方案特点：
通过使用电信级无线网络设备与工业级数字网络摄像机可以获得高稳定性，相比其它联网方式，无线联网具有可移动性、灵活性、快速安装、成本低、使用简单且非常方便管理的特性。
无线联网是一次性投入，扩展性很高，易于保护已有投资。
同时ODU-9800-300设备所具备的高带宽，可以满足用户需求的实时25帧/秒的视频需求，在传送视频的同时还可进行语音、数据等通讯，方便巡逻人员从内部服务器获取最新资料。
而且该设备最大可以支持相距80公里以上的两点之间的可视桥接或3～8公里的非可视桥接（或使用终端模式接入），可以满足用户所需要的大范围移动监控要求。
而高倍数一体化网络数字摄像机将网络视频服务器、摄像机、云台整合在一起，减少了设备的同时也降低了人为的故障发生率，同时具备的10倍或26倍光学变焦的技术，也使得用户在特殊监控时能在更远的环境进行。
同时在客户数据中心架设我公司的NAC-6600设备，可以方便的管理各基站与车载设备、手持设备，同时也可管理网络带宽，提供数据加密，以及不同基站之间的身份认证与漫游等。
缺点：
因为客户单位获得336MHz-344MHz的频段划分，该频段的频宽只有8MHz，以无线领域的现有芯片与技术，我们公司只能为设备提供2个channel（即使在8MHz上做更多channel，带宽也降低了），这样有可能会出现大范围低频无线基站组网后的同频干扰问题。
2、建立车载移动监控MESH网络基站群：
因为大面积组网有可能会出现同频干扰问题，而可供选择的channel只有2个，故客户在对实验群基站满意的情况下，我们可对设备进行升级处理，将网络中的普通低频无线基站升级成带MESH功能的ODU-9800-300无线基站，而每个低频MESH网络可以最多串接20台带MESH功能的并同频工作的ODU-9800-300低频无线基站，这样我们在同一地区就可以提供完全无干扰的至多40个低频无线基站了，如果做好网络优化设计，错开同频的MESH网络，则可以提供更多的低频无线基站的搭建，而不会受到同频干扰。
将普通低频无线基站升级成带MESH功能的ODU-9800-300无线基站的时间大概在90~100个工作日左右，而MESH网络连接示意图如下:
图三
如上所示，带MESH功能的并同频工作的ODU-9800-300低频无线基站组成了一个MESH网络，而每个基站可以拥有无线或有线出口，并具有自组网、自维护和冗余路径、等特点，适用于有可靠、移动、可扩充和灵活要求的网络（图三）。
图四
如上所示，两组不同频段的低频无线基站MESH网组成了一个大MESH网络（图四）。
图五
图六
如上所示，体现了在升级了MESH功能后的ODU-9800-300低频无线基站在网络架设后的应用环境（图五，图六）。
3、在基于MESH功能的低频无线网络架设好后，我们在网络上可以使用车载移动监控外还可以做其他一些应用，如把手持设备连接到贵单位专用的低频网络来提供小数据量的数据传输。
三．服务
确保买方的无线网络设备的优质运行，本公司愿为买方的整套系统提供高质量的维护服务，特作如下承诺：
系统设备的操作，将由客户的业务人员负责，本公司将提供培训及指导。
系统设备提供三月保换，一年免费保修。
升级会员 