无线网桥数字监控方案.docx

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无线网桥数字监控方案

无线数字监控

方

案

书

天津天元东建通信工程有限公司

解决方案中心

一、系统综合分析

随着中国经济的高速发展，城市化进程日益加快，我们开始处于社会的转型期，社会治安问题也成为公众关注的焦点，监控开始进入系统性的规划和大规模实施阶段。

随着科技的进一步发展，利用先进的科学技术来加强保卫的工作，对复杂地形、特殊场合投入监控设备进行监视、存储、管理和智能化联动，在提高安全设备投入使用价值的基础上，给集中管理部门提供更多的管理途径，同时也提升现有安防设备的性能。

1、项目背景

数字监控技术和无线网络技术在现代城市平安监控中正日益紧密的结合在一起。

在很多情况下，监控点和中央控制中心相距较远并且位置较分散，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，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。

此时，无线数字监控无可比拟的优势就体现了出来，利用无线数字监控技术，可以将多个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数字监控系统。

2、设计原则

1、稳定性

以往的模拟视频信号经过较长距离传输，信号就会衰减，而且由于线路的问题经常导致整个监控系统的不稳定性。

无线数字监控系统采用无线传输设备（包括无线网桥和扩频微波设备），即利用一对无线传输设备，将两个分离的网络连接起来，并通过无线传输设备进行数字信号传输，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。

无线网桥采用IEEE802.11b/g/a的无线网络产品支持11、54Mbps及更高的网络带宽，适应于短距离无线传输（距离在30公里内），带宽随传输距离的增加而减少；

扩频微波设备采用FDD频分双工方式支持8、16Mbps的网络带宽，能提供真正的全双工通信，具有极强的抗干扰能力，适应于远距离无线传输（传输距离超过70公里），带宽不会随传输距离的增加而减少。

2、安全性

由于无线局域网采用公共的电磁波作为载体，因此与有线线缆不同，任何人都有条件窃听或干扰信息，因此在无线局域网中，网络安全很重要。

常见的无线网络安全分几种：

物理地址（MAC）过滤：

每个无线工作站网卡都由唯一的物理地址标示，因此可以在无线产品中手工维护一组允许访问的MAC地址列表，实现物理地址过滤。

物理地址过滤属于硬件认证，而不是用户认证。

这种方式要求无线产品中的MAC地址列表必需随时更新。

连线对等保密（WEP）：

在链路层采用RC4对称加密技术，钥匙长40位，从而防止非授权用户的监听以及非法用户的访问。

用户的加密钥匙必需与无线产品的钥匙相同，并且一个服务区内的所有用户都共享同一把钥匙。

WEP虽然通过加密提供网络的安全性，但也存在许多缺陷：

一个用户丢失钥匙将使整个网络不安全；40位的钥匙在今天很容易被破解；钥匙是静态的，并且要手工维护，扩展能力差。

扩充扩展性

有了分布式图像处理结构，使每个前端设备作为网络节点不依赖集中控制点，它是基于聚合而不是分层原则的。

这样，您在需要添加或者减少监视点时可在所需的地方添加前端设备，实现逐阶段扩展。

并且在高度分布式监视点中，所有前端设备均跨多个设备进行管理，即单机独立可成系统，也可以互联轻松架设大型的流媒体系统。

4、先进性

使用无线传输设备，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。

在条件许可的情况下，利用无线传输设备最远可以支持80公里的桥接。

该系统使用最节省的图像传输手段实现实时远程视频监控，让所有相关的工作人员不管身在何处，只要通过电脑和互联网就可以实时远程视频监视的任何监视点，达到人人可以远程视频监控视点的情况。

模拟监控、有线以太网监控、无线数字监控对比：

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

有线以太网监控

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、收地形影响较大

无线数字监控系统

不受山川、河流、桥梁道路灯复杂地形限制，降低网络布线成本、加快建设周期、满足灵活机动的应用需求

在小区域内的监控项目成本比前两者要高，适合于野外长距离或无法布线的场合，也非常适合于要求机动灵活的特殊场合。

5、应用对象

典型行业

无线数字监控应用

住宅小区

●保持小区绿化完整、无需因为布线而破坏现有环境；

●方便地连接各幢住宅楼之间的无线数字监控网络；

●随时监控小区的各个角落，保障居民的安全；

交通运输

●将分散在各个路口的被监控点与监控中心连接起来；

●随时改变、增加被监控路口的监控设施；

●建设周期短，被监控点的设立灵活性大，可以快速投入使用；

水利系统

●将网络架设到不方便布线的港口、码头，随时监控船只出入情况；

●可以在移动船只上建立被监控点，并对运行中的船只进行监控；

消防治安

●可以将被监控点设立在森林、大楼、野外的任何地点；

●监控范围广，被监控点的信息可以稳定地传输到几十公里外的监控中心；

大型场馆

●随时建立临时的无线数字监控系统；

●建设快速、成本低，满足各种不同活动的监控需求；

●无线设备可以反复使用，不用担心监控点的改变而造成网络布线的修改；

银行金融

●将分布于各地的营业所通过无线产品进行连接，成本低、建设快；

●通过无线数字监控系统，可以对各营业网点进行统一监控；

●被监控的ATM设备可以随时改变位置、增加或是减少，而不会对现有监控网络造成影响；

二、无线网络传输系统

1．无线局域网的几个主要工作过程

扫频：

STA在加入服务区之前要查找哪个频道有数据信号，分主动和被动两种方式。

主动扫频是指STA启动或关联成功后扫描所有频道；一次扫描中，STA采用一组频道做为扫描范围，如果发现某个频道空闲，就广播带有ESSID的探测信号；无线产品根据该信号做响应。

被动扫频是指无线产品每100毫秒向外传送灯塔信号，包括用于STA同步的时间戳，支持速率以及其它信息，STA接收到灯塔信号后启动关联过程。

关联（Associate）：

用于建立无线访问点和无线工作站之间的映射关系，实际上是把无线变成有线网的连线。

分布式系统将该映射关系分发给扩展服务区中的所有无线产品。

一个无线工作站同时只能与一个无线产品关联。

在关联过程中，无线工作站与无线产品之间要根据信号的强弱协商速率。

重关联（Reassociate）：

当无线工作站从一个扩展服务区中的一个基本服务区移动到另外一个基本服务区时，与新的无线产品关联的整个过程。

重关联总是由移动无线工作站发起。

漫游：

指无线工作站在一组无线访问点之间移动，并提供对于用户透明的无缝连接，包括基本漫游和扩展漫游。

基本漫游是指无线STA的移动仅局限在一个扩展服务区内部。

三、无线数字监控具体方案描述

根据客户需求信息，要传输100公里，考虑到又是沙漠地带，风很大，不能用太大的天线，又加上传100公里，必须建120米以上的塔，才能保证设备之间的通视。

建议：

因为是远距离传输，在气候恶劣的地带，必须采用抗干扰能力强，衰减小的扩频微波设备，以50公里为一段，用两跳扩频微波传输100公里（用一跳扩频微波设备作中继），深圳艾赛通讯公司可以提供，总带宽为8Mbps和16Mbps的两种扩频微波设备，该设备带宽不会随传输距离的增加而减少。

无线监控系统结构图

利用扩频微波设备可以迅速地建立数字视频监控系统的信号传输链路，其具体的应用示意图如下：

系统流程说明:

根据上图可以看到监控音视频的数据流向，系统中所有数据流向如下：

1）视频数据：

摄像头→（音视频线）→视频编码器→（网口）→局域网A（扩频微波设备）→局域网B（扩频微波设备）→监控中心

2）控制信号：

监控中心→局域网B（扩频微波设备）→局域网A（扩频微波设备）→视频服务器→云台

无线视频监控系统一般是分成无线网络传输系统和视频监控应用系统两套设备，深圳艾赛通讯公司是一个提供无线网络传输系统设备的专业厂商。

四、数字监控部分介绍

前端摄像机、拾音器等设备采集到的模拟视频信号需转换成数字信号在无线网络中传输到后端控制中心，同时后端控制中心要将数字信号转换为模拟信号输出至电视上。

这之间的过程即是由视频服务器（编码器、解码器）来实现。

系统结构组成

监控系统结构组成可分为前端设备、线路、通信设施、后端设备、服务器等组成。

前端设备又由前端数据采集设备、数据压缩设备、中继传输设备等组成。

其中前端数据采集设备一般为球机、云台、普通摄像机、枪机、探头等设备组成，数据压缩设备由网络视频服务器组成，中继传输设备包括路由器、交换机、无线产品等等网络传输设备。

图1监控系统网络拓扑图

由网络视频服务器群组组成的前端设备，能够充分满足现代网络的要求，由于网络的发展越来越健全，网络音视频传输较传统的本地存储的设备更具备众多优势。

由上图可以看出，整个监控系统分为数据采集层、数据交换处理层、数据应用层等三个层次，每个层次独立完成相应的功能。

每个层次技术上完全独立，并具相互关联，完成由下至上的数据服务，可以简单的理解为下一层次为上一层次提供数据服务，上一层次控制或者受控于下一层次。

本系统可以采用分布式管理（根据不同的片区，设立分控中心），也可以采用集中管理（只建立一个中心），由于采用模块化设计，不管是哪一种方式，管理和操作都是一样，没有本质的区别，唯一的区别是：

前者把设备分区域摆放，可以充分利用网络资源；后者对监控中心的网络资源要求较高。

五．无线传输产品介绍

1．产品简介：

世界领先的新一代大容量远距离点对点分体式扩频微波传输产品。

它融合了网络通信和无线传输的最新技术与成果，综合了市场上扩频设备的一些主要功能,使用非常灵活,采用无线扩频体制、全双工传输、可灵活配置、工程安装方便的点对点无线接入系统，传输距离可达80公里。

该系统设备工作于2.4GHZ和5.8GHZ的ISM频段：

采取E1优先,数据总容量8M-16M,未用的E1速率由IP通道使用，传输速率不会随传输距离的增加而减少：

可以实现标准E1数据或IP数据的全透明传输。

产品主要功能特点：

<一>：

采用FDD（频分双工）传输方式，提供真正的全双工通信；

<二>：

设备自带在线误码测试功能，能对通信系统进行完备的诊断；

<三>：

提供多种数字接口：

E1（即2兆口）、10Base-T，可同时实现标准E1数据和IP数据的全透明传输；

<四>：

SNMP管理便于远程监视和控制；

<五>：

分体式结构（包括室内单元和室外单元两部分），减少射频电缆的衰耗；

<六>：

具有PHONE（勤务电话）接口，极大的方便了工程安装调试；

<七>：

传输距离可达80km，性能可靠；

<八>：

采用业界RF传输标准中的直接序列扩频标准、QPSK调制技

术，具有极强的抗干扰能力，保密性好、可靠性高；

<九>：

具有本地、远端环回测试功能；液晶屏显示本地及远端各种工作状态。

2.设备工作原理

发送端：

用户终端的数据通过E1接口（或以太网接口）进入室内单元，室内单元对基带信号进行调制扩频，将基带信号转换为中频信号，中频信号通过中频馈线传送到室外单元，室外单元将中频信号上变频变成射频信号并放大，再通过天馈系统发送出去；

接收端：

天馈系统将接收的射频信号送入室外单元，室外单元将射频信号下变频变成中频信号，中频信号通过中频馈线传送到室内单元，室内单元对中频信号进行解调解扩，把中频信号转换为基带信号通过E1接口（或以太网口）传送给用户终端。

3．产品图片：

4.技术资料

室内单元技术指标

（1）、E1接口

标准：

ITU-TG.703E1

速率：

2048kbps50ppm

码型：

HDB3码

抖动特性：

满足G.745、G.823要求

接口：

75BNC

输入口允许衰减：

06dBm

（2）、中频接口：

中心频率：

70MHz

带宽：

20MHz

接口：

50N型

输出功率：

0dBm1dBm

输入功率：

0－20dBm

（3）、LAN接口

接口标准：

10/100Base-T自适应。

接头类型：

RJ45接头

接口速率：

n×2048kbps（n＝0、1、2、3、4）

（4）、其它：

监控口：

RS232，DB9

数据口：

RS232，DB9

网管接口：

RJ45接头

勤务话接口：

RJ11接头

工作电压：

-48V（-36V－72V）

功耗：

<15W

工作温度：

-5C+55C

长×宽×深：

440×200×44mm

重量：

1.7kg

2.4GHz/5.8GHz室外单元技术指标

RF技术指标

2.4GHz

5.7GHz

输出功率

20dBm

频率范围

2400to2483.4MHz

5725to5850MHz

频率选择

2410MHz/2453MHz（A段）

2430MHz/2473MHz（B段）

5735/5800MHz（A段）

5755/5820MHz（B段）

5775/5840MHz（C段）

信道带宽

≤22MHz

临界接收电平

Pr<-88dBm（Pe=1×10-6）

额定接收电平

-60dBm

最大接收电平

0dBm（无损伤）

AGC电平控制

>50dBm

频率稳准度

f/f≤5ppm（全温度范围）

相位噪声

<-85dBc（10KHz偏离）

中频发送频率

70MHz

中频接收频率

70MHz

温度

-30℃~+65℃

湿度

95％非冷凝

存储温度

-50C+80C

供电方式

15V～18V，中频电缆供电

长×宽×深

290×190×130mm

重量

3.5kg

连接器接口

到天线

N型公口

到室内Modem

N型公口（2个）

电缆长度

0～200米（SYV50-7）

备注

*电缆长度可依电缆种类的不同而不同

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