电力系统无线监控方案.doc

senao总代理深圳市蓝宇网络技术有限公司 联系人：刘爱民 t13424399902 第一章 无线局域网技术概述 21.1 无线局域网标准简介 21.2 无线技术的特性(802.11 标准) 31.3 无线技术和有线技术的比较 41.4 无线局域网的未来 51.5 价格 5第二章无线局域网可行性分析 52.1 安全可靠性原则 52.2 先进性开放性及实用性原则 62.3 使用灵活性原则 62.4 可维护可扩展性原则 6第三章 设计方案 63.1 需求分析 63.2 方案设计 73.3 无线监控传输拓朴图 8第四章 设备清单及报价 13第五章 设备选型 145.1 5.8ghz 11a 54m电信级无线ap/网桥 145.2 5.8ghz 11a 54m室外专用无线ap/网桥 eoc-8610sext 165.3 全向天线 nao-5812a 175.4 定向天线 nao-5824 175.6 定向天线 nao-5816b 175.7 定向天线 nao-5814e 185.8 高频馈线 185.9 避雷器 nca-23rp 19附录：安装实景图 20注：senao产品的安全性 21*市供电局无线监控解决方案23深圳市蓝宇网络技术有限公司 第一章 无线局域网技术概述无线网络自诞生以来，已被公认为可为用户提供前所未有的灵活性、便利性及显著提高工作效率，在减少工作压力、改善生活水平乃至提高用户社会地位等方面都具有得天独厚的优势。随着internet的蓬勃发展，信息的获得更为便利。信息的及时交换与传递显得非常重要，很多企业相继开办了分支机构，第二厂区等多个办公，生产点。而随着企业管理上的需求，需要将这些分散的点的计算机组成一个局域网，wlan无线桥接就应运而生，以安全、方便、快捷、经济多项优点受到人们青睐，成为多点联网的首先方案。1.1 无线局域网标准简介 ieee 802.11bieee 802.11 task group b于1999年年底制定ieee 802.11b标准，以直序展频(又称dsss；direct sequence spread spectrum)作为调变技术，所谓直序扩频是将原来1个位的讯号，利用10个以上的位来表示，使得原来高功率、窄频率的讯号，变成低功率、宽频率。另外一方面，802.11b传输速率最高可达到11mbps，频段则采用2.4ghz免执照频段。ieee802.11aieee 802.11a由于传输速率可高达54mbps，将可使用在更多的应用中，因此被视为下一代高速无线局域网络规格，802.11a选择具有能有效降低多重路径衰减与有效使用频率的ofdm为调变技术，并选择干扰较少的5ghz频段。ieee802.11g802.11g其实是一种混合标准，它既能适应传统的802.11b标准，在2.4ghz频率下提供每秒11mbit/s数据传输率，也符合802.11a标准在5.8ghz频率下提供54mbit/s数据传输率。现在802.11g已经相当的成熟，也大规模wlan技术中。1.2 无线技术的特性(802.11 标准)l 可靠的通信抗射频干扰性能。理想的接收灵敏度，宽范围天线能提供强大的、可靠的无线传输。l 低成本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与设备需要经常移动，增加和改变相关的费用。l 灵活性由于没有线缆的限制，您可以随心所欲的增加工作站或重新配置工作站。l 移动性由于设置允许在任何时间，任何地点访问网络数据，而不是在指定的地点，所以用户可以在网络中漫游。l 快速安装无须施工许可证，不需要开挖沟槽，安装无线网络所需的时间只是安装有线网络的零头。l 高吞吐量可实现11mbps-54mbps 或更高的数据传输速率高于t1、 e1 线路速率。l 保护用户投资可实现向未来技术的平滑升级，无须更换设备重复投资。l 抗干扰性强抗干扰是扩频通信主要特性之一，比如信号扩频宽度为100 倍。窄带干扰基本上不起作用。而宽带干扰的强度降低了100 倍，如要保持原干扰强度，则需加大100 倍总功率，这实质上是难以实现的。因信号接收需要扩频编码进行相关解扩处理才能得到，所以即使以同类型信号进行干扰。在不知道信号的扩频码的情况下，由于不同扩频编码之间的不同的相关性，干扰也不起作用。正因为扩频技术抗干扰性质，美国军方在海湾战争等处广泛采用扩频无线网桥来连接分布在不同区域的计算机网络。l 隐蔽性好因为信号在很宽的频带上被扩展，单位带宽上的功率很小，即信号功率谱密度很低，信号淹没在噪声之中，别人难以发现信号的存在，加之不知扩频编码，很难拾取有用信号，而极低的功率谱密度，也很少对于其他电讯设备构成干扰。l 抗多径干扰在无线通信中，抗多径问题一直是难以解决的问题，利用扩频编码之间的相关特性，在接收端可以用相关技术从多径信号中提取分离出最强的有用信号，也可把多个路径来的同一码序列的波形相加使之得到加强，从而达到有效的抗多径干扰。1.3 无线技术和有线技术的比较1、有线通信的开通必须架设电缆，或挖掘电缆沟或架设架空明线；而架设无线链路则无需架线挖沟，线路开通速度快，将所有成本和工程周期统筹考虑。无线扩频的投资是相当节省的。2、一般有线通信的质量会随着线路的扩展而急剧下降，如果中间通过电话转接局，则信号质量下降更快，到4、5公里左右已经无法传输高速率数据，或者会产生很高的误码率，速率级别明显降低，而对于无线扩频通信方式，50公里内几乎没有影响，一般可提供从64k到2m的通信速率，误码率小于10-10。3、有线通信受地势影响，不能任意铺设；而无线通信覆盖范围大，几乎不受地理环境限制。4、有线通信铺设时需挖沟架线，成本投入较大，且电缆数量固定，通信容量有限；而无线扩频则可以随时架设，随时增加链路，安装、扩容方便。5、有线通信除电信部门外，其它单位的通信系统没有在城区挖沟铺设电缆的权力；而无线通信方式则可根据客户需求灵活定制专网。6、有线链路的维护需沿线路检查，出现故障时，一般很难及时找出故障点，而无线扩频通信只需维护扩频电台，出现故障时则能快速找出原因，恢复线路正常运行。7、建设通信线路时一般需要备份，如果主备通道皆为有线线路，往往会存在相关故障点。若一条有线中断，另外一条很可能由于整个电缆被挖断或被破坏、配线架损坏、转接局断电等原因，同时中断。如果有线通信线路利用无线扩频进行备份，当有线线路中断，时则可将通信链路切换到无线链路上，仍可保证通信线路的畅通。8、无线扩频通信可以迅速（数十分钟内）组建起通信链路，实现临时、应急、抗灾通信的目的，而有线通信则需要较长的时间。9、在安全性能方面无线扩频通信本身就起源于军事上的防窃听技术；有线链路沿线均可能遭搭线窃听。10、与x.25和ddn 相比，无线扩频网具有速率高，安装简单，运行费用低（无须租费，仅投入少量维护费用），无须申请频率资源，容易扩展、投资少等优点。另外，如使用x.25 或ddn 作为网间互连的链路，在链路两端要使用路由器，多路复用器等设备，而无线扩频产品有网桥、路由器、调制解调器等多种选择节省设备和投资，因此无线扩频网比x.25 和ddn 在数百公里范围内联网要有明显的优势。综上所述，无线扩频通信在可靠性、可用性和抗毁性等很多方面超出了传统的有线通信方式，尤其在一些特殊的地理环境下，更是体现出了其优越性。当然，无论是选择有线还是无线通信手段，都应根据具体情况因地制宜，量体裁衣。1.4 无线局域网的未来 有线lan的技术发展历史可用一句话来概括，“更快、更好、更便宜”。无线lan技术已经开始沿着同一道路发展：数据传输速率从1兆位/秒增加到54兆位/秒，随着ieee 802.11g标准的出现互操作性已经成为事实，而且价格已经大大降低。 1.5 价格 不断下降的wlan设备价格开创了一个全新的市场。随着数量的持续增加，制造效率得到提高，成本下降，价格将进一步下跌。尽管无线客户机适配器的价格不太可能与有线的客户机适配器相提并论（已计入布线和人工成本），但价格上的差别将变得越来越不重要。 第二章无线局域网可行性分析2.1 安全可靠性原则802.11标准中与有线系统相当的保密性（wep）选项只是满足客户安全需要的第一步。senao能够提供目前无线网络可以达到的最高级别的安全性，可以提供256位加密功能，并可支持802.11标准的加密和身份验证选项。按照标准中的规定，senao使用了具有64、128或256位密钥的rc4算法。当实现wep支持时，每个台站（客户机和接入点）最多可以有4个密钥。密钥用于在使用无线电波对数据进行传输之前对其进行加密。如果一个台站接收的数据包没有经过适当密钥的加密，该数据包将被丢弃，永远也不会被发送到主机上。2.2 先进性开放性及实用性原则在网络建设中，施工周期最长、对周边环境影响最大的，就是网络布线施工。在施工过程中，往往需要破墙掘地、穿线架管。而wlan最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点 (access point) 设备，就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。 2.3 使用灵活性原则在有线网络中，网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而一旦wlan建成后，在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。由于有线网络缺少灵活性，这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要，这就往往导致预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划，又要花费较多费用进行网络改造。而wlan可以避免或减少以上情况的发生。 2.4 可维护可扩展性原则wlan有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。这样，wlan就能胜任从只有几个用户的小型局域网到上千用户的大型网络，并且能够提供像漫游（roaming）等有线网络无法提供的特性。 第三章 设计方案3.1 需求分析为保证电力塔周边的安全，避免发生安全事故，也为保证电力设施齐全，经过长时间的调研和成本规划，*市供电局根据现实状况的需要，计划在*市内的每个电力塔实施监控，由于电力塔分布范围广，而且多数电力塔都在高山上，有线的方案实施起来困难重重。经过3个月的测试与磨合，一个节约成本，易维护无线的方案被采纳，通过无线网桥把电力塔的监控信息传到有光纤接入的小区楼顶，通过光纤线路传回监控中心，达到对各个电力塔监控的目的。与中国电信的全球眼业务相结合，在任何区域，客户端只要能登入internet网络，就可查看到监控信息。 3.2 方案设计根据上述描述，考虑到现行主要无线产品都是基于的ieee 802.11g标准，而基于ieee 802.11a的标准也相当成熟，越来越被人们认可，今后基于ieee 802.11a的产品也将越来越多。所以考虑到将来的扩展性，在该方案中我们首先将产品的标准锁定在符合ieee 802.11a标准的产品，因为ieee 802.11a的产品都是工作在5.8g hz的无线频率上，是国家开放的民用频率不需要在国家无线电委员会申请和备案。另外选用ieee 802.11a产品最主要的原因是，该标准完全错开了现有的ieee 802.11b和ieee 802.11g的产品频段，避免周边ieee 802.11b和ieee 802.11g设备造成的干扰，保证传输信道的干净，稳定。又因该项目覆盖福田区，罗湖区，龙岗区，宝安区，南市区，盐田区，所以无线设备的信号尽可能的集中在小区的光纤机房，然后监控信号走光纤到监控中心，由此解决带宽问题。该方案中选用台湾中华电信旗下senao电信级设备eoc-8610splus(室外覆盖、桥接)的设备对上述6个区域进行无线网络信号桥接。为监控系统提供一个超稳定、快速的无线监控信号传输环境。无线局域网在物理布局、通信距离等方面有其特殊性。采用无线方式，架设方便，运行、维护成本低，周期短。本方案的设计综合考虑经济性、施工可行性等多方面因素，力求做到最优。3.3 无线监控传输拓朴图如图1如图2如上图示，在铁塔a，设备由监控报警器组成，网桥b把监控报警器的监控信号传输到选定的有光纤的电信机房高楼，多个网桥的信号集中到机房后由光纤把监控信息传回监控中心。网桥的无线传输网络根据实际环境，采取以下的几种方式桥接到电信机房。（一） 监控的电力塔能直接与附近选定的电信光纤机房连接，此种方式现场环境比较简单，能实现较远的传输距离，在20公里甚至30公里的距离下，带宽表现仍然出色，其点对点传输模式示意图如下：如图3如图所示：在一个距离大于10公里，小于30公里的可目视环境，可架设一套eoc-8610sext的设备和nao-5858c的定向天线，实际测试23公里远距离传输仍有12兆的传输速率。（二） 点对点多数应用于10公里以上距离的传输，当10公里以下有几个电力塔的监控数据要接入电信光纤机房时，可采用点对多点的桥接方式，具体桥接示意图如下：如图4如图所示：在电信光纤机房楼顶架上一套eoc-8610s的设备和nao-5812的室外全向天线，在开阔没有任何阻挡的情况下，可以与2到8公里外的无线网桥建立通信，带宽能满足5-6个监控报警器传输视频信号的需要。如图5（三） 上述的两点适用于电力塔可以目视到电信光纤机房楼顶的状况，如果电力塔不能目视电信光纤机房楼顶，则要选定一位置作中继，为电力塔的监控报警信号传输到电信光纤机房做接力。其示意图如下：如图所示：电力塔与监控大楼之间因有其它的阻挡物而不可视，无线设备之间不能通信，频监控信号传输不了。因此，我们在电塔与监控大楼的中间位置增加了一个中继点，一栋大楼作为传输信号的中继点。第四章 设备清单及报价需要监控的电力铁塔大概有250个，那么整个工程所需要的无线设备大概要480个。名称型号及说明数 量单 价（元）总 价（元）54m电信级无线apeoc-8610s-plus400台54m电信级无线apeoc-8610s-ext80台室外全向天线nao-581250根室外定向天线nao-582480面同轴避雷器nca-23rp80个网线避雷器nca-7500400个进口高频馈线cable-n-xm-n320根室外双屏蔽网线amp网线20箱网络交换机tp-link80个光电收发器200个无线设备小计设备备用48电源电箱电表100其它总计：大楼租金与电费：工程大概需要征100栋楼左右，每栋楼的年租金和电费大约需要5000元征楼栋数年租金与电费年数总价征楼公关费：征楼栋数每栋费用总价维护费：设备维护点每月维护费维护期数总价工程损耗费：每期按总设备费的2%的损耗费，工程第一年费用不计，后2年共24期。费用如下：总设备费用每期损耗率期数总价工程预算工程项目价格总价设备费用大楼租金与电费征楼费用维护费损耗费合计第五章 设备选型5.1 5.8ghz 11a 54m电信级无线ap/网桥eoc-8610splus eoc-8610splus是一种802.11a标准的电信级无线网桥。能桥接一个远距离的设备和覆盖一个大范围的无线网络，并提供最高54mbps的带宽，为无线网络应用提供了可靠的、性价比极高的解决方案。先进的ofdm调制技术，使得在非视距（nlos）的运行条件下，同样有出色的性能表现。该系列产品采用全天候防水、防尘全密封设计，拥有超强的免维护特性。不论室内还是室外恶劣环境都可以长期稳定工作。功能强大的管理软件提供了专业级的网络管理工具，便于无线网络的管理和监控。一、主要特点和优势1、出众的覆盖性能和高传输速率数据传输速率高达54mbps，5倍于802.11b产品。2、简单易用的高级网络管理工具3、远程配置 允许管理员从网络上管理无线设备，需要无线设备和管理站点要设在同一个子网。4、安全保护wep：为无线网络数据传输提供64、128和256位wep加密。5、分离式天线（可选）分离式天线设计可以适应连接一个高增益的天线，以便让高传输质量的信号覆盖更远的距离（单跳可达30公里左右），或在干扰较大的频率环境中使用。6、可靠性保护装置采用全天候防水、防尘全密封设计，拥有超强的免维护特性。不论室内还是室外恶劣环境都可以长期稳定可靠工作。7、以太网供电支持远距离以太网供电，方便网络设备灵活布局。二、规格说明1. 产品简述senao eoc-8610splus 是室外型 ，内置16dbi定向天线，大功率，多功能于一体，具有桥/ap/wds模式，可以工作于2.4g和5g两种主频上，支持802.11b(2.4g/11mbps),802.11g(2.4g/54mbps)/802.11a(5g/54mbps)无线标准，输出功率可达28dbm.2. 产品特性特色好处相容2.4ghz ieee802.11a/b/g适用于ieee802.11a/b/g产品高速传输速率达54mbps可负载大量的数据的传输，有如mpeg video 的流量支持wpa/wpa2/802.1x保障数据的安全支持点对点，点对多点无线桥接让用户在两点或多点间传输数据dhcp server / client 提供动态ip分配服务wds(wireless distributed system)提供ap+桥接无线覆盖方式poe(power over ethernet)网线供电，方便灵活3. 技术指标数据传输速率1, 2, 5.5, 6, 9, 11, 12, 18, 58, 36, 48, 54 mbps网络标准ieee802.11a/b/g, ieee802.3, ieee802.3u, ieee802.3af, ieee802.1f, ieee802.1x认证fcc part 15/ul, etsi 300/328/cerf连接器无安全性ieee802.1x 认证 / radius client (eap-md5/tls/ttls) , wpa/wpa2 ,wpa2/wpa / pre-share key (psk)/ aes/tkip mac 地址过滤 (ap 模式) 隐藏ssid 无线射频信息频段2.4122.4835 ghz,5.155.85ghz通路11北美,14日本,13欧洲,2西班牙,4法国工作信道802.11a: 5.155.25ghz, 5.255.35ghz, 5.475.725ghz, 5.7255.825ghz 802.11b/g: u.s., europe and japan product covering 2.4 to 2.484 ghz实体规格leds无接口rj-45天线内置16dbi定向天线,可外接天线尺寸118(l) mm x 54(w) mm x 6.3(h) mm环境温度范围-10c to 50c (14f to 132f)湿度5%95%5.2 5.8ghz 11a 54m室外专用无线ap/网桥 eoc-8610sextsenao系列产品中eoc-8610sext无线网桥，外型及简介如下所示：eoc-8610sext是和eoc-8610splus性能指标相似的产品，也是采用802.11a频段进行信号传输，与eoc-8610splus不同的是，eoc-8610sext没有内置天线，采用外接天线实现远距离的通讯，一般应用在中继或者点对多点。其主要优势特点和详细参数不再重复。5.3 全向天线 nao-5812a主要参数：频率范围：58005883 mhz带宽：83 mhz增益：12 dbi电压驻波比： 1.5标称阻抗：50极化：垂直最大功率：100 w接头型号：n座垂直面波瓣宽度： 9天线尺寸：1.2 m重量：1.2kg抗风强度：60 m/s5.4 定向天线 nao-5824主要参数：频率范围： 58005883 mhz带宽： 83 mhz增益： 58 dbi波瓣宽度： e面14 h面10电压驻波比： 1.5标称阻抗： 50极化： 垂直或水平最大功率： 100 w接头型号： n座或用