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无线网络监控作为无线网络的一个特殊使用方式也逐渐被广大用户看好。
其安装方便、灵活性强、性价比高等特性使得更多行业的监控系统采用无线的方式,建立被监控点和监控中心之间的连接。
无线网络监控技术已经在交通、运输等领域得到了广泛的应用。
无线网络监控和传统的监控方案相比,具有以下三大优点:
1、综合成本低,只需一次性投资,无须挖沟埋管,特别适合室外距离较远及已装修好的场合;
在许多情况下,用户往往由于受到地理环境和工作内容的限制,例如山地、港口和开阔地等特殊地理环境,对有线网络、有线传输的布线工程带来极大的不便,采用有线的施工周期将很长,甚至根本无法实现。
这时,采用无线网可以摆脱线缆的束缚,有安装周期短、维护方便、扩容能力强,迅速收回成本的优点。
2、组网灵活,可扩展性好,即插即用,网络管理人员可以迅速将新的监控点加入到现有网络中,不需要为新建传输铺设网络、增加设备,轻而易举地实现远程视频监控。
3、支持移动视频监控,全面提升视频监控水平,为公安、消防和政府应急部分提供应急移动宽带通信解决方案。
4、维护费用低,无线网络维护由网络提供商维护,前端设备是即插即用、免维护系统。
无线网络监控系统是计算机、无线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,通常使用摄像头对现场情况进行实时采集,摄像头通过视频服务器与无线网桥设备相连,并通过由无线桥接器组成的无线网桥将数据信号发送到监控中心。
该设备可以广泛应用于范围广、分布散的安全监控、交通监控、工业监控、家庭监控等众多领域。
第3章、用户需求
道路施工规划如下:
该项目主要面向高速公路实施建设过程中对是施工现场周围环境进行监控。
视频监控点主要有两种类型:
主要施工现场安装固定视频监控点
巡检现场采用车载移动视频监控点
考虑到整体光纤组网成本高、周期长、受布线位置限制、不支持移动等缺点,方案采用光纤网络与无线宽带网络结合方式进行组网–即在遮挡严重如树木较多或山地起伏地区采用光纤传输,遮挡较少地区采用架设无线基站,通过无线MESH组网多跳方式进行信号传输。
最终传输到监控中心机房。
第4章、无线Mesh解决方案
4.1、产品特点
二层Mesh组网技术
业界最稳定、高效的二层Mesh组网协议
避免了三层Mesh组网协议自动组网速度慢、网络拓扑收敛慢、协议负荷高等多个问题
性能和组网收敛速度均优于三层Mesh组网协议
多无线技术、多频点、多扇区的高性能Mesh网络
多射频技术、多频点、多信道的OWS室外型基站设备
单Mesh基站支持2.4GHz、4.9GHz和5.8GHz,可任意用于设备无线互联和用户无线覆盖
Mesh基站最多支持6模配置,是业界容量最高的无线基站设备
多模块技术、多跳组网能力强
为无线Mesh互联组网提供多个802.11a无线模块,每个模块都可以工作与4.9GHz频段或者5.15-5.85GHz频段
确保每跳无线网络的带宽损耗低于6%,支持15跳以上的无线组网
单跳最远距离可达40公里,15公里后提供8Mbps稳定带宽
根节点位置使用多扇区组网技术(3扇区、6扇区等),充分的将光纤点的带宽资源注入到无线Mesh网络
多网关备份能力,充分的利用传输资源,负载均衡冗余备份
抗干扰能力
利用设备本身的智能频点扫描和多频点规划能力,避免无线Mesh网络系统内的干扰问题
配合扇区和定向天线,减少Mesh组网和覆盖受到外界干扰的机会
自动修复能力和自动性能调整能力
采用二层Mesh技术组网,分布式智能快速建立Mesh拓扑和收敛网络
Mesh网络的自动修复能力和自动性能调整远胜于三层Mesh组网协议
每基站均根据信号强度、链路质量、跳数、性能、时延等多种参数的加权平均值建立具有多个Mesh链路的路径表,根据网络可达性和链路指标进行自愈和自动链路性能调整
网络自愈或者Mesh链路切换不会造成用户业务中断,毫秒级切换对用户完全透明
灵活组网–空间多层次组网
多个射频技术和频段灵活使用,2.4GHz、5.8GHz和4.9GHz均可用于无线覆盖和无线互联
多层次组网--无线Mesh网络由三层组网,形成立体的、有层次的分布式无线Mesh网络架构
无线建筑物楼顶铁塔高度的Mesh汇聚层
道路沿线灯杆高度的Mesh分布层
道路和园区、热点和室内的Mesh接入层
支持配合不同类型的天线-全向天线、板状天线、扇区天线和抛物面天线等实现无线Mesh设备互联和网络覆盖,都可以通过选择相应的外接天线和调整天线垂直角度,以实现最大化的组网灵活度和多层次的组网
高速移动、快速切换支持
支持300公里时速高速移动下的快速切换
满足高速移动下视频、语音和数据等业务的传输
安全性
无线Mesh网络内建可信机制、保证Mesh设备统一认证和互信
系统统一认证无线Mesh设备,管理人员在网络管理系统中可通过一次性的操作批量认证和授权Mesh设备
未经认证授权的Mesh节点将自动阻断用户数据,保证网络数据私有性
AES强制加密方式实现MeshAP之间的链路安全性
面向用户接入的多种安全机制
管理性
跨三层网络的统一网管系统,可针对整个网络、子网和设备等3个级别进行批量配置、统一配置
支持统一SNMP网管,支持事件和告警等多种功能
第5章、技术解决方案
第6章、技术分析
目前视频监控解决方案也有一些不足,这是由固定监控和有线网络监控解决方案所决定的,主要存在以下三个问题:
1.固定监控依然存在盲点
2.如果采用有线光纤方式解决,固定监控实现全覆盖的监控,每添加一个点都要再施工布线,而且如果租用电信的专线每年要缴纳很大一部分的费用
3.对于突发事件,临时监控是个大问题,每次都要出动人员达到现场,采用移动视频监控,可以有效地发现问题和隐患并及时排除
根据以上分析,道路施工的视频监控方案应该满足如下条件:
摄像头可以根据实际情况临时增加、改变安放位置
在安装一个新的摄像头时,可以不铺设线缆,不受光纤点位置的限制
可以临时布监控点
支持移动监控--在应急车辆内对现场进行实时监控并回传传输视频
综上所述,固定监控+无线监控+移动监控都是现实部署实施需要的监控模式,只有把这些方式都结合起来才能更好地满足城市的需求。
视频监控方案包括:
有线网络/无线网络
数字摄像头/无线数字摄像头
硬盘录像机
监控软件
无线网络具有自我组织、自动配置、性能自动调节、链路自动修复等特性,支持负载均衡和冗余备份功能,为区域范围内的无线监控和移动无线监控提供了稳定可靠的承载平台。
基于Mesh技术的无线网络支持完全无线的方式进行网络建设,可以迅速地进行无线网络搭设,具有高机动性、快速部署展开的特点;
同传统的有线和无线网络技术相比极大地降低了初期的安装和部署成本;
仅需要在网络边缘加入新的无线节点设备,就能达到网络扩容的要求,因此,有效地降低了网络建成后的运营维护成本以及网络的扩容和升级成本
第7章、无线系统特性
第8章、系统介绍
本方案采用Mesh无线组网解决方案,实现远距无线网络传输,对固定监控、移动监控提供宽带无线接入。
室外无线基站对区域进行无缝的无线覆盖,保证无线摄像机在运行过程中一直处于无线连网状态,视频信号传输不中断。
系统特性
区域中的固定基站采用OWS2400系列产品,每基站提供直径为1~2km的无线覆盖(视具体监控摄像机的密集度而提供的覆盖范围有所不同)
固定基站的系统骨干连接采用5.8GHz频段的无线的方式和有线方式相结合,配合高增益的定向天线,节省光纤架设和租用成本
固定基站与远端站配合,可采用有线方式直接连接摄像头,然后通过无线多跳组网进行回传,如下图所示:
远端站和车载站点均采用HSx产品,该产品是硬件指标与Mesh基站相当,非常适合作为远端设备和移动设备与OWS2400基站配合组网
考虑到对车辆移动视频监控“动中通”组网的支持,两个固定无线基站的间距不超过2公里,部分狭窄路段或者多树木路段,两个固定无线基站间距不超过1公里
两个相邻的固定基站具有15%左右的重叠区域,车辆移动到重叠区域,自动的、快速的完成切换,保证了流畅的视频(切换时间小于100ms)
对移动车辆进行无缝的无线覆盖,系统支持的移动速度高达150km/h,完全可以满足系统需要
在视频传输的同时,该无线系统还同时支持其他的应用
数据传输
语音功能
以上应用可以和视频监控同时传输
8.1.1、Mesh网络时延估算
8.1.2、
操作
时延
回程数据包转发时间(基于2000pps)
0.8ms
1500字节数据包传输(基于带宽为24Mb/sec以上的无线网络)
0.6ms
AP数据包转发时间(基于2000pps)
1500字节数据包传输(基于带宽100Mb/sec以上的有线网络)
总计
~3.0ms
基于以上的数据,在采用无线互连的无线网络节点之间传输1500字节的数据包将带来3ms左右的延时,也就是说在传输1500字节的数据包的情况下,每跳最多带来3ms左右的延时。
8.1.3、链路信号强度预算
通常说来,由于较多的数目、山体遮挡的影响,在传输范围内部署无线网络都会遇到非视距(LineofSight)问题,导致无线网络的中心基站与边缘基站之间存RF射频衰减因子模型为:
节点之间的连接最大范围基于明确的视线条件,在天线波束(FresnelZone)路径中没有任何障碍物。
实际应用中,使10dB的LinkMargin,保证99.97%的无线传输可靠性。
基于RF衰减公式和经验数据,对实际的射频情况进行精确的计算和规划设计。
在长距离的桥接的情况下,必须考虑地球的曲率引起的地表障碍。
应该架高天线,减小信号与地表接触所引起的信号削弱的可能,同时由于无线信号的传送不是完全直线的(FresnelZone现象),在架设天线的时候还必须考虑到Fresnel半径问题。
因此天线的高度必须结合这两种因素来确定,保证无线连接的稳定高效。
第9章、方案特点说明
第10章、标准化
设备的标准化:
所选设备全部符合国际标准、行业标准和国家标准。
所涉及的标准主要有:
IEEE802.11a
IEEE802.11b/g
IEEE802.11f
IEEE
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