山区矿场无线视频回传解决方案.docx

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山区矿场无线视频回传解决方案

山区矿场无线视频回传解决方案

一、全向无线视频回传方案

1.1方案设计

根据山区矿场视频监控无线回传的具体需求，经过详细分析，我们提供以下方案设计：

共有8个监控点，其中4个监控点分布在距离中继点半径15~20公里的范围内，另外4个监控点分布在距离中继点9公里范围内。

中继点与监控中心距离20公里左右，为基本可视环境。

设计将中继点与8个监控点无线连接，并根据距离不同分别采用基站回传和CPE（远端站）回传两种方式，之后再通过点对点桥接将中继点的数据与监控中心互联，监控中心获得8个监控点的实时视频，并对监控点做远程控制。

基于上述设计，在中继点安装2台AP基站。

其中1台对周围全方向360°，半径9公里以内（最远15公里），与4个监控点连接。

每个监控点安装1个波迅CPE（远端站），与中继点的AP基站无线连接。

另一台AP对周围全方向360°，半径15~20公里内的4个监控点连接。

每个监控点安装1台AP，实现与中继点的远距离、高速无线连接。

这样通过2台AP基站与8个监控点进行全方向、不同距离点对多点无线组网，可以实现8个监控点与中继点的高速无线连接，并可以保证每个监控点4Mbps以上的带宽，满足用户实际需要（每监控点=单路视频2Mbps×2路）。

为保证中继点与监控点之间的远距离传输和35Mbps以上的带宽要求，设计在中继点安装1台PTP500点对点网桥，同时在监控中心安装1台PTP500点对点网桥，两网桥相互之间做桥接，实现中继点汇聚的视频等数据传送到监控中心，中继点与监控中心的高速无线连接。

提供的干路带宽可完全满足所有监控数据传输的要求。

上述多点连接和干路连接的多台基站和网桥，可以划分不同通道，相互之间没有影响。

请见下面示意图：

山区矿场无线监控回传系统示意图

1.2方案配置说明

根据下列无线网络方案详细配置，可以满足山区矿场无线监控网络的需求。

设计共采用6台波迅AP基站和4个CPE（远端站），以及2台PTP500网桥完成监控数据无线传输，实现各监控点无线联网，统一监视控制。

1）采用2台AP基站，在中继点对全方向360°，半径分别是9公里以内和15~20公里的不同距离，连接4台AP和4个CPE，实现8个监控点的稳定、高质量的无线传输链路。

采用2台PTP500网桥，在中继点与监控中心之间建立远距离、高速、稳定的无线传输链路，满足干路回传的需求。

AP基站带宽采用业界最先进的BeamForming（空间自适应波束赋形）技术，以及独有的领先的SDMA（空分多址）技术，通过6套智能天线阵列射频发射装置，提供显著高于普通无线AP的更大回传范围，具有优秀的非视距传输能力适应不同应用环境的要求。

无线回传网络链路质量、传输距离、非视距能力和稳定性都处于业界领先水平。

2）AP基站得益于独有的领先的SDMA（空分多址）技术，以及强大的非视距传输能力和优秀的室内穿透性，优秀的抗干扰能力等一系列独特的技术，保证强健的无线网络通信。

一台AP基站可以提供高达25—30Mbps的链路总带宽，满足各监控点回传的实际需要。

波迅无线回传网络在远距离、全方向、点对多点、高带宽、非视距等无线桥接应用环境中，为用户提供更为经济，整体利用率和效费比更高的解决方案。

3）AP基站和PTP500网桥在网络接入上通过5类网线连接监控室交换机，接入监控机房局域网就可以了。

远端站（CPE）同样通过5类网线连接视频服务器或交换机，将摄像机的视频数据回传。

中继点的两台AP和PTP500之间，可以通过交换机互联。

4）AP基站和PTP500网桥的具体安装位置需要视现场环境而定。

原则上，建议基站安装在较高的位置，高于安装建筑物楼顶2米以上，距离安装塔架或建筑外墙1米以上，从而达到最优的回传效果。

AP基站和PTP500网桥通过专用卡具固定，天线垂直向上，并需做好避雷防护。

5）AP基站和PTP500网桥具有优秀的电信级别无线通信基站的稳定性和可靠性，采用IP-67的平台耐用等级和全室外设计，保证系统的长期稳定运行。

AP基站和PTP500网桥通过POE方式馈电，安装时对基站设备只需通过一根网线（10/100Mbps）连接，POE电源可以在机房接入交流电，也可以安装在其它合适的位置接电。

1.3本方案设计依据

波迅（Wavion）AP的多项先进专利技术决定了其超强的技术性能。

与传统的高端网桥相比具有以下优势：

●超强回传能力，提供至少x3倍的距离；x9倍的面积；x6倍的容量

●超高接收灵敏度（-105.5dBm），目前市场上其他较好的设备最多能达到-94dBm，AP超过其11.5dBm，通常6dB代表着传输距离增加一倍。

●发射功率仅为19dBm（不足100mw），带来最高42dBm的等效输出功率

●超强抗干扰能力，智能天线阵列可有效控制对干扰信号的接收以及有效控制发射信号对其他设备的干扰，因此在终端非常密集的极端情况下，同一点或者同一方向可以放置多台设备来扩容巨大的客户数量而不会产生干扰。

3.3.1Beamforming智能天线功能优势

●根据终端位置以及信号传输路径确定通信地址

●产生多路径高增益定向点波束（指向终端所在位置）

●发射和接收时均智能自动合并多路径信号

●智能高增益波束的多路径发射接收带来优秀的深度非视距功能

●区别于普通全向天线，智能天线产生的定向点波束自动避开经过干扰信号的路径

3.3.2SDMA空分多址技术优势

●同频点并发与众多客户真正同时通信（区别于TDMA）

●同频点多信道并发，极大提高频点利用率，SDMA技术使带宽容量成倍增长

●自适应波束赋形技术可以提供峰值带宽所需的增益

通过实际的测试，可以发现一块普通笔记本内置无线网卡经测试可以通过4栋宿舍楼的遮挡仍然稳定高带宽通信，无论任何复杂遮挡干扰环境，均可至少有效回传500米，采用室外型CPE最远可达15KM以上。

二、工程实施配套要求

2.1设备安装方式

2.1.1安装角度可采用两种方式：

1）可以采用垂直抱杆的安装方式，如下图：

2）或者采用水平抱杆的安装方式，如下图：

2.1.2安装时应注意：

1）基站距离地面或房顶垂直至少2米

2米

2）基站距离铁塔或建筑物水平至少1米

1米

2.1.3安装时应注意：

1）AP天线发射和接收都是全向的，无需方向校准，保持垂直向上。

2）在安装时，使用波迅（Wavion）的自动频率选择（ACS）工具来找到最干净的频点，这项功能可以大大改善网络信号的回传效果。

2.2接地

在基站安装点需要提供良好的防雷保护地，以便基站设备外壳、避雷装置、安装抱杆能够就近接地，接地线使用线径1mm²的18AWG以上单芯或多芯电线。

现场接地条件不满足时需要另外加装防雷接地装置，即通过安装接地体（如接地钉）和引下线提供良好的接地。

接地示意图

2.3系统防雷设计

●避雷针

在各基站安装点，如果楼顶还没有设置防雷网络，需要在基站上方加装避雷针，以防止基站遭雷击破坏。

●电源防雷

电源防雷系统主要是防止雷电波通过电源线路对设备造成危害。

为避免高电压经过避雷器对地泄放后的残压过大或因更大的雷电流在击毁避雷器后继续毁坏后续设备，以及防止线缆遭受二次感应，依照GB50057-94《建筑物防雷设计规范》（2000年版）和GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》，应采取分级保护、逐级泄流的原则。

一是在向设备供电的大楼的电源总进线处安装放电电流较大的首级电源避雷器，二是在重要楼层或重要设备电源的进线处加装次级或末级电源避雷器。

对于本监控系统，电源的一级和二级防雷应该在安装点的大楼电源总进线处已经考虑。

本设计在802.11a扇区基站的电源馈电线上配备了专用的室外型避雷器。

●信号线防雷

由于雷电波在线路上能感应出较高的瞬时冲击能量，电子设备在雷电波冲击下遭受过电压而损坏的现象越来越多，其后果是可能造成整个系统的运行中断，因此必须在网络通信口处加装必要的防雷保护装置以确保网络通信系统的安全运行。

本系统中我们在基站的100M以太网接口采用了专用的室外型避雷器。

●接地

接地就是让已经内入防雷系统的闪电电流顺利地流入大地，而不能让雷电能量集中在防雷系统的某处对被保护物体产生破坏作用，良好的接地才能有效地泄放雷电能量，降低引下线上的电压，避免发生反击。

防雷接地是防雷系统中最基础的环节，接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能发挥出来。

根据GB50057—94《建筑物防雷设计规范》、JGJ/T16—92《民用建筑电气设计规范》的有关规定，对控制室内所有设备的接地极和设备金属外壳进行接地处理。

接地的具体处理方法是：

从共同接地体的接地干线上引一条支干线到中心机房，在机房安装汇流铜排，电源接地、防静电接地、防雷接地和设备外壳接地各单独引接地导线到接地铜排，牢固连接，以保证电气设备和人身的安全。

如上面所述，在各基站安装点需通过引下线和接地体提供良好接地。

三、产品规格和性能

3.1波迅WBS无线网络产品介绍

波迅——空间自适应波束赋形专利技术

波迅-空间自适应波束赋形

波迅（Wavion）的空间自适应波束赋形技术在每个数据包的基础上，能够汇聚并增强基站和无线用户端之间发送和接收的能量。

这个过程极大程度上增强了链路增益，并增强了基站的抗干扰性。

而且，传统的Wi-Fi技术在多径传播时由于增益损耗、信号合并能力差、干扰等原因会产生很差的效果，但是波迅的空间自适应波束赋形技术却很好得利用多径反射提高了性能，把通过不同反射路径给客户端的收发信号智能的结合起来。

与普通的接入点相比波迅的技术使得回传距离至少增大3倍、面积增大9倍、带宽容量增大6倍、速率增大2倍，最大程度上提升了客户的体验效果。

波迅的技术可以兼容任何现有的、标准的Wi-Fi客户端以及经过认证的第三方网桥产品。

深度非视距情况下波迅的表现图例

波迅-SDMA（空分多址）

波迅的SDMA技术可以向多个不同的用户同时发送相同的数据流（区别于TDMA），从而使得基站的下载带宽成倍增长。

覆盖能力比较图例波迅VS传统接入点

Self-Backhaul自回传功能

波迅的空间自适应波束赋形技术可以用来生成很强的自回传链路，并且表现出色，即便是在深度非视距的环境里也能发挥出色。

波迅的空间自适应波束赋形技术可以提供很高的带宽，并且不会对系统的性能产生影响。

波迅自回传图例

技术优势

•增强接入能力

单节点上更多用户数，并且在每个用户端增强了带宽；

•覆盖距离超强

至少是普通AP解决方案的3倍覆盖半径；

•全区域覆盖

更少的盲区和在深度非视距情况下更好的室内外覆盖；

•超级室内穿透力

室外安装的基站可以为远距离室内用户提供稳定的连接；

•增强抗干扰能力

空间自适应波束赋形技术形成的定向高增益点波束和连续的动态干扰干预功能可以最大化优化空中链路；

•开放平台

兼容市场上任何标准的2.4G和5.8GWi-Fi客户端；

•减少延时和抖动值

由于性能指标的提升，采用较少的跳数就可以满足接入点和回传设备之间的传输

波迅的高性价比宽带无线架构可以提供区域内统一综合业务全覆盖，在达到相同效果的基础上可以相当于至少10台以上的传统设备的效果。

可以节省至少50%的安装和维护费用。

应用

•企业互联

为商业用户提供高品质宽带接入

•小区接入

通过低廉成本的无线网卡就可以提供高性价比无线宽带服务

•市政

为多种应用提供无线宽带网路，包括市政办公楼无线接入，公共场所无线覆盖和交通管理等。

•视频监控

通过高品质无线宽带网络来提供视频监控解决方案

•VoIP/村村通

利用很少的基站就可以提供大规模远程客户接入和VOIP业务。

•校校通/社区覆盖

为发展中国家的学校和社区提供互联网接入，为跨越数字鸿沟提供了必要工具。

•楼宇/酒店覆盖

用最少的投资提供高品质的无线宽带互联网接入。

工业自动化控制/仓储物流RFID/POS收银

用最简单实施、最优性能以及最低廉的成本提供高可靠性的多终端多业务数据传输

波迅WBS基站设备

波迅WBS基站

波迅WBS基站是一个电信级的宽带无线空间自适应波束赋形基站，可以提供超级的覆盖和接入能力。

WBS基站可以为集成商，市政和企业提供高品质，宽带室外Wi-Fi服务，用相对而言更少的设备数量提供更好的效果，从而大大节省预算。

WBS基站完全基于波迅独有的空间自适应波束赋形技术并且兼容任何标准的Wi-Fi客户端以及经过认证的第三方远距离网桥设备。

借助WBS基站在覆盖范围、带宽、深度非视距和抗干扰性等方面的优异表现，集成商可以在保证效果的基础上提供更经济的宽带无线服务。

WBS产品列表

•WBS-2400全向基站

2.4G全向基站，基于6根天线的智能天线阵列

•WBS-2400扇区基站

2.4G120度扇区基站，集成3根天线的智能天线阵列

•AP全向基站

5.8G全向基站，基于6根天线的智能天线阵列

•AP扇区基站

5.8G120度扇区基站，集成3根天线的智能天线阵列

波迅双频解决方案

使用空间自适应波束赋形技术的基站来做高端接入和回传方案，其中2.4GHz用来接入，5.8GHz用来回传，这个双频解决方案可以提供高性能，高接入能力和超强的深度非视距功能。

3.2AP无线基站

安全机制：

WEP（64bitor128bit）

WPA、WPA2：

•加密算法：

TKIP。

•鉴权方式：

Pre-SharedKeyor802.1xwithRADIUSServer（EAP-TLS,PEAP,EAP-TTLS）

•VPN透传

管理方式：

•基于Web的管理与配置界面

•支持标准SNMPv2以及WavionMIB库

•支持安全的HTTPS

网络以及Qos（服务质量）：

•支持802.1qVlan以及多SSID

•支持802.1pQos（服务质量）

•支持WMM（Wi-Fi多媒体）

网络接口：

10/100Mbps自适应端口

指示标示：

•以太网链路连接/活动LED

•系统状态LED

•射频信道LED电源输入

POE：

55VDC，35W（仅限使用Wavion）

交流电：

110-220VAC，35W

适应环境：

•工作/存储温度：

-40℃-+60℃/-45℃-+85℃

•震动和冲击等级：

ESTI300-192-4

•环境适应等级：

IP67

•抗风速：

165英里/小时

标准规范：

•射频：

FCC47CFRpart15,ClassC,EN300328

•安全：

TUVus,UL60950-1:

2003,CAN/CSA-C22.2No.60950-1-03,EN60950-1,IEC60950-1

•电磁兼容：

47CFRPart15,SubpartB,ClassB（USA）,EN301489-1,EN300328

规格（不含安装件）：

高度：

9m长度：

36m

宽度：

39m重量：

4.6g

射频：

IEEE802.11a频率范围：

5.750-5.850GHz

调制方式：

802.11a：

DM（64QAM,16QAM,QPSK,BPSK）

发射功率（802.11a）：

•每个射频最大发射功率22dBm（FCC）

•发射功率会根据信道以及速率自动调整

EIRP：

•37dbm（6根天线）

•自动空间对准最大42dBm

接收灵敏度：

11aMbps灵敏度dBm

6-102.5

9-100.5

12-99.5

18-98

24-95

36-92

48-88

54-86

3.3波迅接入设备和远端站

波迅AP基站可以兼容市场上任何802.11a标准的客户端，采用波迅Wi-Fi网络产品构建无线接入网络，对各类标准Wi-Fi客户端兼容性好，无需专门购买客户端。

相对一些需要专用客户端或者采用不标准协议的产品，波迅Wi-Fi网络产品十分有利于降低网络系统的成本，提高适应性、经济性。

对于特别的无线网络需求和应用，波迅可以提供远距离、高性能的室内及室外外置客户端，以适应不同用户和环境应用的需求。

包括：

1）商务和住宅应用的室内接入设备（IndoorCPE）。

这种即插即用的设备对于没有IT经验的用户都可以很容易使用。

2）高端特殊用途用户，如视频监控、远距离组网、定向回传灯应用可以使用室外型接入设备（OutdoorCPE），可以满足高带宽和几公里的覆盖范围。

这些接入设备一般需要专业的室外安装。

3.4波迅高级服务功能

3.4.1波迅覆盖计算工具

波迅覆盖计算工具（WCT）可以让集成商能够模拟WBS基站的真实覆盖情况。

3.4.2波迅Net-NMS

波迅的网络管理系统是一个综合的，运营商级的工具，可以让运营商有效的控制和监控他们的Wi-Fi网络。

波迅Net-NMS可以为各个网络管理方面提供支持，可以让网络管理员能部署每天的监控和控制活动，也可以进行扩容管理。

3.4.3波迅Service-Pro

波迅Service-Pro是一个综合的OSS/BSS服务管理解决方案，为无线宽带提供商提供服务，共分成三个部分：

Radius服务器，计费管理模块和接入控制器。

Service-Pro套装提供广泛的服务，包括用户端管理，带宽管理，计费，服务计划和强制网络认证等。