湖州安吉港视频无线传输解决方案.docx
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湖州安吉港视频无线传输解决方案
无线传输解决方案
（GhinF宽频）
湖州安吉港RTG视频
杭州冠航科技有限公司
2016年
一、名词解释
本方案设计中涉及到一些专用名词或缩写单词，为了便于理解特做相关说明如下：
BST——高容量无线基站。
ST——高容量无线远端站。
HPMP——高容量点对多点无线接入系统。
TDMA
把时间分割成互不重叠的时段（帧），再将帧分割成互不重叠的时隙（信道）与用户具有一一对应关系，依据时隙区分来自不同地址的用户信号，从而完成的多址连接。
这是通信技术中基本多址技术之一，一种数字传输技术，将无线电频率分成不同的时间间隙来分配给若干个通话。
OFDM
中文含义为正交频分复用，OFDM技术的应用已有近40年的历史，主要用于军用的无线高频通信系统。
这种技术是HPA联盟（HomePlugPowerlineAlliance）工业规范的基础，它用一种不连续的多音调技术，将被称为载波的不同频率中的大量信号合并成单一的信号，从而完成信号传送。
由于这种技术具有在杂波干扰下传送信号的能力，因此常常会被利用在容易受外界干扰或者抵抗外界干扰能力较差的传输介质中。
OFDM被广泛应用于4G基站技术。
MIMO2x2
即射频多入多出技术，利用MIMO技术可以提高信道的容量，同时也可以提高信道的可靠性，降低误码率。
MIMO被广泛应用于4G技术。
天线分集技术
天线分集是一种被用以恢复信号完整度的技术。
包括接收分集和发射分集，天线选择信号强的使用。
服务水平协议（SLA）
网络服务提供商与用户间定义的一种双方认可的协定，在一定开销下提高保障服务的性能和可靠性。
通过发送测试报文，对网络性能，服务质量进行分析，并为用户提供网络服务质量的各种参数，例如：
抖动延迟，文件传输速率，TCP时延等。
双极化宽频天线
相对于传统单极化、单频段的天线而言，双极化宽频天线具有双射频口（支持垂直、水平两个极化方式）配合MIMO技术的射频单元，满足宽带数据传输对射频的要求。
如传统的5.8GHz定向天线频率为5.8GHz（5740-5850MHz），单射频口（垂直极化），而双极化宽频则配合无线设备支持更宽的频率范围（比如4.9-6GHz频段），且具有双射频口（垂直、水平两个极化方式）。
扇区天线和全向天线
扇区天线是对一定角度区域进行定向覆盖，比如120°扇区范围、90°扇区范围、60°扇区、30°扇区范围等。
全向天线则是360°全方位覆盖。
扇区天线增益较高，俯仰角调整方便，覆盖范围大，具有一定的干扰抑制能力，作为区域覆盖最常用。
二、项目需求
湖州安吉港码头一共58台RTG，每台RTG有5路视频，其中1路需实时回传至码头办公楼监控中心，视频带宽2Mbps，其他几路视频会保存在RTG上的视频录象机中。
录像中的视频有需要时进行调用，视频带宽2Mbps。
监控中心调用RTG上视频监控图像是通过流媒体转发服务器调用，不会占用摄像机码流，如调取图像的话，预计每次仅调用1路，监控中心不录像，龙门吊本地负责录像。
目前需根据需求给出RTG监控图像的无线回传解决方案。
码头有个12层的办公楼，可以作为无线基站的安装点位，另场地内的灯塔也可以作为基站安装点位，灯塔高度35m，比龙门吊高5-8m左右。
实地环境约占地1.2×0.8Km，为码头堆场，通过RTG全场工作运送集装箱，码头平面图如下所示。
三、建设目标
以智能化港口建设为主线，以先进的作业模式为导向，以高性能的无线传输系统为支撑，着力实现整个码头堆场RTG作业监控图像无线回传为建设目标。
整个系统必须运行在实时通讯良好的的网络环境下，必须着重以稳定的实时通讯、低延时和精细稳定的画面为目标，本方案将构建一个高性能的无线网络传输系统。
四、设计标准
4.1系统选型依据
除了按照技术要求满足常规无线高清视频监控系统提出的先进性、灵活性、经济性、可靠性、易维护等设计思想外，更是要从实际需求的总体特征推荐真正满足技术要求的高质量设备，并且以高质量的技术服务作为承诺，使系统建设后真正发挥其功用，以免因结构欠缺、设备低劣等原因使这样一个好的系统设计流于形式。
（1）业主提供的图纸、建设需求；
（2）国家相关的标准和规范：
●《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求》（GB4793-2001）；
●《信息技术设备的安全》（GB4943-2001）；
●《邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收技术规范》；
●《接入网技术要求-固定无线接入》YDN024-1997；
●《信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分：
无线局域网媒体访问控制和物理层规范》GB15629.1101-2006；
●《微波接力通信设备安装工程施工及验收技术规范》YD2012-94；
●《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》（GA/T670-2006）；
●《本地通信线路工程设计规范》YD5137-2005；
●《有线接入网设备安装工程设计规范》YD/T5139-2005；
●EIA/TIA568A，EIA/TIA569A国际电子工业协会通信线缆、通讯路径和空间标准；
●ISO/ICE/IS11801结构化布线标准；
●ISOTCP/IP协议标准；
●ISOIGMP/CGMP协议标准；
●10BASE-T，100BASE-TX标准IEEE802.3，IEEE802.3U；
●《中华人民共和国通信行业标准》（YD/T926）。
4.2系统选型设计技术要求
针对港口环境特点和无线传输系统的应用，系统选型设计技术要求如下：
1、针对港口、港机环境使用设计，IP67密封防护等级、车载抗震设计；
2、支持点对多点通信方式，单台基站设备接入远端数量能力不低于10个；
3、工作频率为4.9GHz~6GHz频段、软件可调；
4、与码头原有5.8GHz、2.4GHz无线系统互不干扰；
5、突出的抗干扰能力，具有频谱测试功能和自动跟踪功能；
6、适合港口恶劣、复杂的电磁环境下使用，点对多点组网，通信距离不低于3KM；
7、安全性：
AES128位加密、基站注册控制、链路加密等措施；
8、电信等级通信设备，24小时不间断运行。
五、产品选型
5.1产品推荐
针对目前了解到的港机应用需求、港口环境以及高清视频传输要求。
推荐选用冠航科技GS系列，高容量、高性能宽带无线接入系统为港区提供大范围覆盖，为传输的高清视频监控及数据提供无线接入。
5.2GhinF点到多点接入类产品
GhinF独创性的推出了高性能点到多点WIDTDMA技术，对于需要提供“最后距离”连接来说，它是无线传输的理想之选。
1）GS-L5818S产品特点非常突出，是一款业界非常优秀的产品：
a）最高的基站容量，最佳的用户体验
GS-L5818SWIDTDMA基站支持最高达300Mbps的容量，可在单个无线电单元上进行高容量传输。
配合高容量用户单元（ST），GS-L5818S可实现每用户高达100Mbps的服务容量。
b）更高频谱利用率，更好投资回报
GS-L5818S在点对多点6GHz以下的频带上提供最高的可用频谱利用率（5bps/Hz），以在更窄的信道带宽上实现更大的吞吐量。
c）有保障的服务水平协议满足苛刻应用
GS-L5818S独特地保证了每位终端用户的可用带宽，确保符合服务水平协议（SLA）。
用户的容量不受到其他用户因干扰或其他原因而引起的传输性能波动的影响。
d）卓越性能不受恶劣条件的影响
GS-L5818S结合了先进的干扰抑制技术，确保在许可频段或未许可频段的恶劣条件下出色地运作。
结合了OFDM、MIMO2x2和天线分集技术，GS-L5818STDMA系统能够实现稳健的非视距部署。
e）低视觉影响的用户单元
GS-L5818S提供了多种ST，其中一些小型化单元集成了MIMO天线，确保了极低的视觉影响。
通过内置的连接器，这些ST在需要时可以灵活地使用外部天线。
f）传输距离远–最远可以达到30km，典型港口环境下单基站覆盖半径3km
g）高防护等级和持续工作性能国际认证IP67防护等级保证系统具有在港区环境24小时不间断工作的能力
h）时延–特别适合高清视频的流畅传输
i）WIDTDMA技术，可在保证最高性能的同时实现密集部署
GS-L5818SWIDTDMA基站把时间分割成互不重叠的时段（帧），再将帧分割成互不重叠的时隙（信道）与用户具有一一对应关系，依据时隙区分来自不同地址的用户信号，从而完成的多址连接。
将无线电频率分成不同的时间间隙来分配给若干个通话。
2）GS-L5818S产品组成
GS-L5818S产品包括基站和终端CPE组成，一个基站可以和若干终端CPE进行实时通讯。
GS-L5818S基站与用户单元符合IP67标准，可以在恶劣环境下进行有效部署。
从4.9至6.06GHz。
所有无线电单元都具有低功耗的特点，并通过以太网供电设备供电。
GS-L5818S–高容量基站
BST是一个采用OFDM/MIMO2x2技术的高容量室外基站无线电单元，可以工作在MIMO模式下的单扇区，也可以工作在分集模式下的双扇区。
该单元重量轻而体积小，包括外部天线的连接器。
GS-L5818S提供了多种用户单元CPE，可实现10、20、54Mbps和100Mbps的传输速率。
可提供四种型号，以实现传输性能的最大化，同时简化安装流程并降低操作难度。
其中带集成小型化MIMO天线的ST特别适合野外部门使用。
该类型ST包含小型化的双极化MIMO天线，该天线已固定在无线电单元上，以便于安装到基站附近。
无线电单元配有双端口连接器，以便在需要时连接高增益外部天线。
集成天线设备典型连接示意图
大规模复杂网络设备部署图
六、方案说明
6.1无线方案说明
根据码头现场情况和系统需求，方案说明如下：
基站部署：
拟在办公楼顶、堆场东北角灯杆、堆场西北角灯杆处，各安装两台GS系列GS-L5818S基站，各连接一副双极化90度扇区天线，对整个堆场进行无线覆盖，其中任意一台基站都可覆盖全场，6台基站重叠覆盖，可保障任意RTG远端站自由接入，每台基站可同时接入10台RTG远端。
每两台基站之间通过同步线缆进行连接并做时钟同步设置，避免站间信号串扰。
远端站部署：
在RTG上各安装一台GS系列GS-S5300系列远端站，各连接一副双极化全向天线，保障RTG在任何位置转场都可以顺利接入GS-L5818S基站，可为RTG提供5-10Mbps的视频上传网络带宽，保障1路实时视频及1路录像调看的传输需求。
6.2网络连接图
每台RTG远端站及基站系统的连接示意图如下：
6.3无线频率规划
轮胎吊无线系统初步设计工作在4.9-6GHz频段，频率间隔可调，频段可调。
系统具备自动频率扫描分析功能，方便频率规划和使用。
序号
中心基站
工作频率
天线方位
LinkID
1
办公楼基站1
5550
90度扇区覆盖
ABCD
2
办公楼基站2
5650
90度扇区覆盖
ABCD
3
西北角基站1
5580
90度扇区覆盖
ABCD
4
西北角基站2
5680
90度扇区覆盖
ABCD
5
东北角基站1
5620
90度扇区覆盖
ABCD
6
东北角基站2
5720
90度扇区覆盖
ABCD
注：
1、以上建议为假定值，根据实地频率测试和分析结果将可能有变化；
2、港机无线接入设备自动跟踪使用基站设定频率，不需要单独设定频率；
3、同一安装位置的两台基站间可采用同步线缆进行同步，保障相邻基站信号不串扰。
6.4无线链路性能预算
无线接入工程在施工之前必须对整个链路进行计算。
链路计算根据实地环境勘测结果在保证链路通信质量的基础上进行，目的为保证系统的可用性。
采用GS-S5300远端站，保障10台远端站可接入同一台基站，每台远端站可达5-10Mbps网络带宽，满足每台RTG视频传输所需带宽需求。
下图为采用专业链路规划软件的计算结果。
七、配置清单
序号
产品名称
产品描述
数量
单位
1
GS-L5818S
300Mbps传输速率，4.9-6GHz宽频可调，支持2X2MIMO天线，500wm，IP67防水级别
18dBi4.9-6GHz90度双极化扇区天线
6
台
2
GS-S5300
5GHz,2*2MIMO,500mw,2*RP-SMAconnectors1*1000M
58
台
3
全向天线WIS-ANO5807
7dBi4.9-6GHz双极化全向天线
116
根
4
超五类室外屏蔽基带电缆
超五类室外屏蔽网线，250m/卷
16
卷
5
防水套件
3M室外防水套件
64
套
6
接地套件
6#接地套件
64
套
7
防雷套件
网络防雷器
64
套
8
基站电源防雷器
五孔插板式防雷器
3
套
9
无线综合网管
中文无线综合网管系统，基于SNMP协议，支持频率、信号强度等链路无线参数专业监控，实时链路告警，地图拓扑展示，兼容不同厂家无线及有线网络设备管理，支持资产管理。
1
套
八、方案优势
该无线解决方案从港口高清视频图像的技术角度和应用角度都体现了先进的技术和领先的应用。
可靠、稳定的无线传输技术和产品是港机远程操作监控系统成功应用的有力保障，系统具有以下特点：
1）无线系统选择了性能可靠、技术领先的宽频无线接入系统；
2）系统结构简单，点对多点组网方式；方案专门针对多数量、高容量、高质量、移动接入的视频传输设计，传输视频的单基站可同时接入10台以上RTG。
在建设较少基站的情况下可接入更多轮胎吊，降低了系统复杂度，节省了施工和维护成本；
3）IP67防护等级、抗震设计，纯室外设计，适合港口盐雾及港机环境使用，不需要采取防护措施，安装调试与维护简单方便；
4）港口环境通信距离不低于3Km，满足实际环境要求；
5）高带宽及可调整上下行比例的特性，更加适合视频业务应用；
6）基站均可通过同步电缆进行站点同步，大大降低间的频率干扰问题；
7）GS-L5818S独特地保证了每位终端用户的可用带宽，确保符合服务水平协议（SLA），用户的容量不受到其他用户因干扰或其他原因而引起的传输性能波动的影响；
8）低延时性，点对多点的典型延时是4-10ms；
9）系统结构简单、安装方便快捷，无需改变RTG结构或增加其他部件，部署周期相比有线方式大大缩短；
10）具有无线电频谱自动扫描和频谱分析、规划功能，方便港口无线频率规划和使用；
11）产品具备QOS功能，可设定保证带宽，可为传输业务设定优先级别；
12）采用AES128位等安全技术以及隐藏SSID、链路加密技术增强了系统的安全性。
九、典型案例
9.1案例概况说明
湖州安吉码头共有桥吊26台，需要建立一套覆盖整个桥吊工作区域的无线传输系统，将26台桥吊上的高清视频回传至监控中心，实现监控中心对港口生产作业区域的远程监视、监测和控制。
具体需求如下：
●每台桥吊传输1路720P高清视频图像和2路模拟视频图像，带宽5Mbps左右；
●监控中心从前端取3路码流，实时监控浏览1路码流、流媒体取1路码流、存储服务器取1路码流，带宽共15Mbps左右；
9.2案例方案说明
选用GS室外基站系列作为桥吊高清视频监控系统的传输设备，固定基站的安装位置选择办公楼楼顶与桥吊无阻挡的地方，每台基站由基站设备和双极化扇区天线组成，每台桥吊安装一套港机无线接入设备。
9.3案例方案设计
9.3.1无线网络拓扑
9.3.2无线基站组网示意图
一十、工程服务及质量保证体系
我们在多年的港口无线通信工程的实践中，成功的摸索出一套针对用户实际需求的售后服务体系。
我们作为技术支持服务中心，对国内外用户提供远程的技术支持和上门技术服务。
公司拥有多名无线网络通信系统专家来解决深层次的复杂问题；同时公司拥有技术力量过硬、经验丰富的售后服务队伍。
从组织机构、人员配备、服务工具到服务体系各个层面的保障，完全可以对本系统的售后服务做到最快的服务响应和最佳的服务质量。
以下是我们的服务体系介绍：
1．保修期
产品保修期自设备安装调试结束，验收之日起计算壹年。
2．服务承诺
对于我公司所设计施工的系统及我公司销售的设备我们保证用户能够得到整个系统的终身技术支持和服务。
在服务速度上，我们承诺，在用户系统出现故障时，我们在1小时间内响应。
我们对免费维护期内的系统设备提供现场维护和更换服务，对后续保用服务合同内指定的所有设备提供保修和保养服务。
对于未包含在后续保用服务内的设备可提供优惠收费维护服务。
◇响应时间：
响应时间为1小时，公司工程部技术工程师负责我公司用户的技术支持、现场服务，因此我们可以在当天解决贵方出现的任何问题。
◇解决时间：
国内用户48小时内解决。
◇维修中心：
为进一步提高服务质量，我公司拥有自己的维修中心，以最快的时间、最好的服务为用户解决出现的任何问题，同时解决用户担心国外产品高昂的维修费用和太长维修周期。
◇备品备件：
我们为国内外港口用户提供备品备件以及现场维修替换服务。
◇保内解决方法：
当用户无线设备有故障时，我方立即用正常设备进行更换同时将故障设备返回维修，待维修正常后再换回。
◇保外解决方法：
同保内解决方法，无线设备采用先更换后维修的方法，我方同样给予维修服务，仅收取成本费，使用户因故障设备而造成的链路中断减到最低时间。
3、技术支持
1）电话支持服务
用户的系统管理维护人员随时可与我公司直接电话联系，由我们的技术工程师通过电话向用户提供专业的技术咨询，以最快的速度解决用户网络系统中出现的问题，并提供全天候、无周末、1小时响应服务。
2）现场维护服务
当我们的工程师通过电话无法及时排除问题时，我们会迅速就近派遣工程师并带所需一切工具来到现场进行维护工作，直到所有问题被解决为止。
标准响应时间为路途时间。
3）工程师负责制
我们会指定一到两名技术工程师负责港口用户的维护工作，这样用户的维护请求可以得到最快的响应，能更快地提出建议并解决问题。
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