矿区无线监控系统技术方案.doc

矿区数据无线传输控制系统 第 1 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 关关于于山山西西某某矿矿区区数数字字化化监监控控工工程程 建建设设管管理理提提升升 系系统统 实实 施施 方方 案案 设设 计计 矿区数据无线传输控制系统 第 2 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 目 录 第一章第一章 项目概况项目概况.3 1.1 前言.3 1.2 用户需求分析.5 1.2.1 矿区通信联网需求分析 .5 1.2.2 矿区通信联网建设原则 .5 1.2.3 矿区通信联网注意问题 .6 1.3 项目建设目标.7 第二章第二章 设计依据与原则设计依据与原则.7 2.1 设计依据.7 2.1.1 遵循标准 .7 2.2 设计原则.8 2.2.1 先进性原则 .9 2.2.2 实用性原则 .9 2.2.3 可扩充、可维护性原则 .9 2.2.4 可靠性原则 .9 2.2.5 经济性原则 .9 第三章第三章 系统方案设计系统方案设计.9 3.1.系统总体设计.9 3.1.1.系统方案概述 .9 3.1.2.系统建设总体结构拓扑图 .10 3.2 无线传输链路建设12 3.2.1 无线接入的经济性 .12 3.2.2 无线传输技术概述 .13 3.2.3 传输技术对比分析 .14 3.2.4 无线传输系统流程图 16 3.2.5 无线主干链路设计与选型 16 3.2.6 前端中继站接入链路设计与选型 .17 3.2.7 方案说明 19 3.3 系统建设特点19 3.3.1 链路规划（可视，大容量，频率，备份） 19 3.3.2 Ip 地址规划 19 3.3.3 美观性考虑 20 3.3.4 无线安全性设计 20 3.3.5 防雷设计 20 第四章第四章 产品介绍产品介绍.22 4.1 BWB-205 电信级无线网桥22 4.2 BWB-210 电信级无线网桥24 4.3 BWB-310 电信级无线网桥26 4.4 BWB-320 电信级无线网桥28 矿区数据无线传输控制系统 第 3 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 4.5 BWB-510 电信级无线网桥30 4.6 德国进口高清摄像头.32 高分辨率摄像机可代替 6 台普通高清摄像机 . .32 矿区数据无线传输控制系统 第 4 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 第一章第一章 项目概况项目概况 1.1 前言前言 在我国煤矿行业，大多数企业都已经或正在进行煤炭安全监测系统的建设，这些系统的建立在实现安全 生产的过程中起到了重要的作用；但是由于各种系统建于不同时期或者是系统建设受限于现有的复杂环境，使 得系统无法有效的集成，使安全生产监测信息不能很好的整合、利用。将安全生产监测信息及时共享、加强各 站点间的数据传输、将数据信息准确的传送到各级相关人员手中，缺乏有效的手段。 近年来，关乎国家、社会及企业利益的资源价值被高度关注，煤矿业获得了快速发展。在煤炭行业，安 全生产是摆在各级领导面前的一件大事，是煤矿企业生产过程中的重中之重，及时发现事故隐患，加强各工作 站点间的信息传递与共享显得尤为重要。充分利用当前先进的通信网络及信息技术，结合实际应用，是提高安 全生产监督、监察、管理的有效手段，使得矿业建立安全可靠的通讯系统势在必行，同时这也是矿区安全调度 管理信息共享的重要内容。 根据产煤量的不同，煤矿一般分为特大、大、中、小型矿井，产煤量越高，配套规模越大，生产系统越复 杂，对通信的要求越高，本方案结合我们自身实战经验，主要针对各矿井地面网点通信系统的建网提出一个有 效的解决方案。 以往系统建设现状分析：以往系统建设现状分析： （一）传输系统落后，施工量巨大 现代化煤矿生产企业离不开现代化安全生产监测系统与各种自动化设备。目前,我国煤炭生产企业的各种 自动化设备,其数据通信环节大多采用有线传输,但在矿区这种复杂环境下，系统建设时往往很容易受到距离和 开挖的影响使得施工量极大甚至无法施工，最终导致系统组网建设不全面。 （二）组网模式不合理 很多煤矿从地面到井下，从主要生产环节到辅助环节安装有很多分站点，他们各自独立，成为信息孤岛， 系统间联系十分不畅，通信效率低，非常不利于生产和指挥，也不利于员工在生产环节中的互相联系，给正常 生产经营造成较大影响。 矿区数据无线传输控制系统 第 5 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 （三）不适应抢险的需要 当遇到矿井突发事故，由于通信网络不畅、通信手段单一，往往造成领导层信息不通、指挥不灵、数字不 准，非常不利于事故的抢险，极易造成事故损失的扩大。 综上所述，煤矿采用现代成熟的无线传输系统组件局域网络，轻松打造矿区数据无线传输系统，可明显提 高煤矿的安全水平和安全生产管理效率，加强了信息的沟通，具有很强的实用价值。 面对以上矿区建设系统的个性化需求，相对于目前部分矿区通信系统采用的光纤有线、CDMA 等解决方 案，数字微波无线传输技术方案优势相对突出。面对矿区复杂的地理环境，BITWAVE 的无线微波通讯产品可 以突破地域环境的制约，以其高度的灵活性、便捷性、高带宽、移动性、低成本、保护用户投资等特性成为 矿区组网的最佳通讯传输解决方案。该系统可以很好的解决带宽问题、链路安全问题、综合无线网络，实现 实用化的无线联网系统，是矿区信息采集和智能化管理的优质解决方案。该系统融合了最先进的无线通讯技 术，移动传输技术,智能网络管理技术,智能控制技术,在满足无线联网建设原则的基础上，使得系统具有极 高的稳定性和可用性。 1.2 用户需求分析用户需求分析 1.2.11.2.1 矿区通信联网需求分析矿区通信联网需求分析 （一）矿区生产的特点（一）矿区生产的特点 由于矿区环境复杂，存在工作环境恶劣、潮湿、有腐蚀性，不安全因素多（主要有水、火、瓦斯、顶板等 事故的威胁），人员、设备流动性大等诸多特殊的因素。从生产作业流程上看，还具有多工种联合流水作业的 特点，这种作业经常性的有很多重型设备参与其中，设备之间的运输、安装、调试配合要求很高，信息传输必 须及时、准确。同时，煤矿地面的管理部门、生产辅助环节又具备地面工厂生产的一切特点。所以煤矿通信网 必须既满足生产的需要，又要满足地面生产、指挥、管理以及人们生活等各方面的需求。 （二）高可靠的生产调度通信系统作保障（二）高可靠的生产调度通信系统作保障 由于煤矿生产存在诸多特殊因素，因此，煤矿生产必须把各站点相互联网建设系统摆在十分突出的位置 矿区数据无线传输控制系统 第 6 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 （三）满足新形势下对通信信息量的需求（三）满足新形势下对通信信息量的需求 在计划经济时代，煤矿通信内部通信信息量大，矿与矿之间的通信量小。因此，通信系统的建设必须充 分认识到信息量的需求，使网络设计既能满足联网需求又能保证系统的稳定性及实用性。 （四）矿区生产的现代化对通信要求越来越高（四）矿区生产的现代化对通信要求越来越高 随着矿区生产的现代化程度不断提高，对通信手段、系统功能的要求也在不断增多。保证通信信息能够及 时、准确、快速的传递对于煤炭生产、经营来说极为重要。光缆、无线通信应该在矿区通信系统得到广泛的应 用。 1.2.21.2.2 矿区通信联网建设原则矿区通信联网建设原则 （一）统一规划，科学合理地构建满足矿井生产、安全、经营以及人们日常生活的数字通信网络，形成手 段多样，达到矿区地面各工作站点间通信畅通，无线通信及时高效，能够保证应急通信的业务范围广泛的扩展 性以及灵活性强的立体通信网络。 （二）新建的矿区通信网要站在大通信的高度来设计，要保证通信系统实现可运营、可管理，可平滑升级 及日后网络的扩展，不断满足市场经济条件下对通信提出的新要求。 （三）与数据、控制等多种信息业务组网，构成综合业务数字网。对现有通信网的改造要综合利用好已有 资源，做到近、远期相结合，既符合现实情况，又适应未来发展。特别是对于局（所）的布局、网络结构、交 换功能等对网络发展和业务开发有较大影响的问题，要以超前的意识分析，避免在不远的将来再对网络进行大 规模的改造，为煤炭专网的发展打下良好的基础，更好地为生产和生活服务。做到“一次规划，分步实施，一 次投资，长期受益”。 （四）不仅能适应平时的通信需要，而且能够保证在自然灾害、矿井事故等情况下进行应急通信。 一个现代化的矿井，其通信系统必须做到既能保证数据信息的数据共享、实时传递，又具有很大的扩展性， 这样才能保证系统新添加网点很好的接入，才有较大的发展空间，也为向下一代网络的演进打下基础。所以， 新的煤矿通信网将是集安全性、管理性、扩展性、生存性于一身的网络。没有这样一个网络支撑，通信很难保 证煤矿安全生产的正常进行，很难适应煤矿发展的需要。 矿区数据无线传输控制系统 第 7 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 1.2.31.2.3 矿区通信联网注意问题矿区通信联网注意问题 （一）结合实际情况建议大力采用无线传输方式。除井下不利于无线传输的场合外。因为现代的无线通信 已经完全突破带宽瓶颈，并被广泛的用于公安网，平安城市，景区，森林公园等的大规模无线传输系统建设， 有带宽、信号容量大、传输质量高、保密性好、对环境要求低等很多优点，最主要的是组网快，避免的施工的 麻烦，在这种复杂环境中可以很轻松的完成系统组网架设。 （二）建议有可靠的备用电源系统作保证。虽然煤矿的电力系统都有很可靠的保证，但由于煤矿生产的特 殊性，煤矿的通信任何时候都不能中断。一旦矿井动力电源中断，通信的备用电源必须对本系统内的所有设备 实现不间断的投入，且供电时间不小于 8 小时，为矿井抢险提供保障。 由于通信业务技术的逐步增长，对于老矿区的通信改造，建议在原有网络的基础上进行无线通信的延时， 充分结合利用现代科技手段轻松打造矿区各工作站点无线通信系统。 总之，要根据通信业务发展的实际需要和现有的技术经济条件来确定建设规模、容量和采用先进的适用 技术装备和技术措施，扎扎实实地按照现代通信网的要求，经济合理、分期分批地改造矿井通信系统，使得整 个系统更加完美。 1.3 项目建设项目建设目标目标 为矿区数据无线传输系统搭建一个健壮的平台为矿区数据无线传输系统搭建一个健壮的平台 和以往的有线不同，此建设系统省去了大量施工的麻烦，利用最短的周期建设起无线通讯系统，最主要的 是解决了各种复杂环境下很多有线无法涉及的环境下的组网，在保证用户投资的情况下给用户带来了实实 在在的好处更为日后网络的扩展提供了很大的空间。 灵活的无线传输系统充分保护用户的投资灵活的无线传输系统充分保护用户的投资 该项目中所有的设备都可以根据需要灵活得进行安装变更，多年后其性能可以基本保持不变，这样用户的 投资就不会贬值。随着无线通讯系统不断的产生社会价值，其自身价值依然坚挺，可以说是固定资产中贬 值最慢的一类设备。 系统具有任意的扩展性，和灵活性系统具有任意的扩展性，和灵活性 随着矿区规模的扩大，业务的扩张，系统业需要进行扩张，正是因为采用无线传输设计，所以系统可以任 意进行扩充，而不需要更换设备，只需要增加少许设备，就可以快速匹配矿区业务的扩充。 矿区数据无线传输控制系统 第 8 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 上述内容充分阐述了系统的功能要求和系统的建设目标上述内容充分阐述了系统的功能要求和系统的建设目标, 其先进性在国内数传领域，甚至是国外的无其先进性在国内数传领域，甚至是国外的无 线通讯、数据传输领域，这样的系统是一个设计先进、考虑全面的全天候无线通讯系统，该系统完全充分线通讯、数据传输领域，这样的系统是一个设计先进、考虑全面的全天候无线通讯系统，该系统完全充分 结合了矿区系统的业务特点，该系统的建成必将给矿区带来全新的管理手段。日后其他的网点也可以就近结合了矿区系统的业务特点，该系统的建成必将给矿区带来全新的管理手段。日后其他的网点也可以就近 接入此平台连入矿区无线局域网系统，可以说为矿区搭建了一个性价比极高的信息通讯网络平台。接入此平台连入矿区无线局域网系统，可以说为矿区搭建了一个性价比极高的信息通讯网络平台。 第二章第二章 设计依据与原则设计依据与原则 2.12.1 设计依据设计依据 通过对“矿区各工作站无线联网”项目建设的需求分析，结合目前矿区通信系统建设的实际情况，设计以 下建设方案。该方案设计严格按照中国建筑电气设计规范、工业企业通信规范、中华人民共和国通信行业标准， 符合各有关专业主管部门的要求。 2.1.12.1.1 遵循标准遵循标准 安全防范系统通用图形符号 （GA/T74-2000） 工业电视系统工程设计规范 （GBJ115-87） 智能建筑设计标准 （GB/T 503142000） 民用建筑闭路监视电视系统工程技术规范 （GB50198-94） 民用建筑电气设计规范 （JGJ/T16-92） 中国电气装置安装工程施工及验收规范 （GBJ232-82） 安全防范工程技术规范 （GB50348） 安全防范工程程序与要求 （GA/T75-94） 安全防范系统 （DB33/T334-2001） 视频安防监控系统工程设计规范 (GB50395) 视频安防监控数字录像设备 (GB20815) 视频安防系统技术要求 （GB/T367-2001） 通信系统机房设计 （GBKJ-90） 固定无线接入工程设计规范 （YD/T 5097-2005） 中华人民共和国公共安全行业标准 （GA38-92） 防盗报警中心控制台 （GB/T16572-1996） 报警图像信号有线传输装置 （GB/T16677-1996） 建筑物防雷设计规范 (GB50057) 矿区数据无线传输控制系统 第 9 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 建筑物电子信息系统防雷技术规范 (GB50343) 系统接地的形式及安全技术要求 （GB14050-93） 风险等级和防护级别的规定 （GA/T38-92） 同时，考虑到一些关键性问题和固有特点，在传输上，我们提供用户的方案应该尽量采用国际上先进而成 熟的无线网络技术和标准的网络协议（TCP/IP、CSMA/DS、SNMP）等，坚持开放性，采用国际标准（如 ISO、CCITT、IEEE） 、国家标准、工业标准等。 在网络通讯中，我们为了保证网络整体的运行可靠和保持可兼容性、可扩展性，我们严格遵循： IEEE 802.3 10BASE-T； IEEE 802.3u Ethernet (100BASE-T)； ANSI FDDI/ TPDDI 100 Mbps； IEEE 802.11a/b/g。 H.264 编码标准 计算机网络建设标准 2.22.2 设计原则设计原则 为了确保用户的投资利益与应用需求，我们在系统设计时充分考虑到系统的先进性、实用性、可扩 充性和可维护性,保证系统运行的可靠与安全保密，建立经济合理、资源优化的系统。 2.2.12.2.1 先进性原则先进性原则 采用 OFDM，COFDM 等多种通信技术相结合的方式，使系统安全性、无线信道抗干扰能力、抗衰 落能力大大增强，并提高了无线信道的传输速率。 采用开放、透明的无线网技术：对于基础传输设备参数应符合无线网 IEEE802.11 标准的，同时也符 合在全球范围内免许可证的有关规定，对于非视距传输设备应严格按照相应的程序及标准，因此能 够保护投资和保证与未来符合标准的其他厂商的无线局域网络产品进行互操作。 硬件与协议透明：在有线网方面，符合 IEEE802.3 标准。可以顺利的和其他网络连接。 2.2.22.2.2 实用性原则实用性原则 设备接口与网络操作系统的透明性，无论对系统现行安装与今后的需求扩展都提供方便性与可操作 性。 2.2.32.2.3 可扩充、可维护性原则可扩充、可维护性原则 组网后如果需要增加新点，不需要对正在使用的设备做任何改动，只需要做新增加的设备的安装即可。 矿区数据无线传输控制系统 第 10 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 对设备的维护也应非常简单，通过远程控制就可以看到每一个无线设备的工作情况，并可修改参数，改善 无线信道传输性能。 2.2.42.2.4 可靠性可靠性原则原则 抗干扰性强、故障率低、接收灵敏度高、室外安装防风雨老化性要强、要有很强的抗高低温能力。 2.2.52.2.5 经济性经济性原则原则 所使用产品具有一次性投资永远受益的特点, 建立无线网络系统时要最大限度地提高资金的利用率， 使其具有方便、经济的扩充，更重要的是点位的裁剪变换功能。 第三章第三章 系统方案设计系统方案设计 3.1.3.1.系统总体设计系统总体设计 3.1.1.3.1.1.系统方案概述系统方案概述 ( (一一) )各点位设计原则各点位设计原则 前端网点前端网点 前端无线网点的部署具备机动性和灵活性，方便前端点随着矿区工作网点的转移而转移（前端网点需具备 易拆卸、易迁移的特性） ； 中心网点设计中心网点设计 具有强大的接入能力，以实现大规模、大范围的前端网点覆盖； 数据的高安全性，数据安全应无条件服从矿区数据传输系统的安全原则，传输线路应采用专用线路； ( (二二) )无线传输网络设计无线传输网络设计 系统支持灵活的接入方式，前端网点的数据传输以无线方式为主，经过无线传输汇聚后，最终统一回传到 管理中心。 必须能够兼容已有的、分散的各个网点，个别点位网点撤销，前端应易于拆除并快速应用于新建设点位， 以保证最大程度的利用现有资源，避免重复投资； 通信系统应严格遵守矿区系统建设的安全标准，做到传输线路、编解码设备的运行稳定和安全可靠。 矿区数据无线传输控制系统 第 11 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 3.1.2.3.1.2.系统建设总体结构拓扑图系统建设总体结构拓扑图 1）矿区组网示意图 矿区数据无线传输控制系统 第 12 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 2）监控传输组网图 整个系统完全基于 TCP/IP 网络进行通信的传输。同时，须保证前端每条链路有一定的带宽余量。 3.23.2 无线传输链路建设无线传输链路建设 根据矿区建设系统要求结合自身实战经验，本次项目前端网点，具有点位分布分散、传输距离不等、线缆 敷设工程量大等特点。倘若采用传统的有线方式造价不菲，工期及难度也是不允许的。 通过以上分析，建议采用无线的传输方式，即前端部分以无线的方式和中心基站通过无线的方式互联。 在整个系统中充分利用信息化手段，实现对矿区各网点的互联。 3.2.13.2.1 无线接入的经济性无线接入的经济性 无线的接入方式是性价比最高的一种接入方式，远比光纤和其他无线技术节约投资，一次性投资，而 无须支付昂贵的租用费用； 网络视频技术的应用使系统具备了足够的灵活性，可以方便的进行扩充，任意的调整； 无线监控最大的优势在于设备可以重复使用，当中心站调整以后，所有的设备都可以重新搭建使用， 不影响任何使用效果； 使用无线基站技术可以充分的保护用户的投资，提高政府部门的办公效能，使之达到最佳的投资收益 比。 矿区数据无线传输控制系统 第 13 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 3.2.23.2.2 无线传输技术概述无线传输技术概述 根据客户建设宽带无线传输系统的现实情况和具体需求，我们将遵循可靠性高、运行速度快、安全保 密性好、扩展性强、维护简单、成本较低的原则选择最新的高稳定性的 OFDM 技术实现实时数据的高速 稳定传输。 OFDM(正交频分复用)技术实际上是 MCM(Multi-Carrier Modulation，多载波调制)的一种。其主要思 想是，将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上 进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰(ICI)。 每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除 符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。 802.11a 是一种新技术的代表，与 802.11g/b 互不兼容。它工作在 5GHz 的频带，采用正交频分复用 （OFDM）的独特扩频技术；最大传输速率为 108 Mbps。其优点是：高带宽；5GHz 频段存在干扰少；8 个不重迭信道，具有更高的部署灵活性。非常适合搭建无线主干传输链路。 802.11g 工作在 2.4Ghz，同样采用正交频分复用（OFDM）的独特扩频技术；最大传输速率为 54 Mbps。是目前比较流行的无线网络覆盖技术，全国正在大规模的推动无线城市覆盖，笔记本，PDA，双 模手机就可以通过这个网络无线上网。如果在无线监控应用中使用 2.4Ghz 的无线技术，将会降低系统的 稳定性，使网络易受到手机和 PDA 等用户的干扰，同时，面对众多的 个人客户，系统非常容易受到入侵 攻击，降低系统的安全性。故 5Ghz 的 802.11a 技术是优于 802.11g 技术的。 选择无线通讯技术最好是流行的，大量使用的，安全的，成熟的，价格比较适中的技术。802.11a 完 全满足我们这个方案的所有技术要求： 1技术比较成熟：标准建立于 1999 年，20052007 年大量使用； 2抗干扰能力：由于独特的 OFDM 技术整合定向天线技术，使无线传输具有很强的抗干扰能力； 3躲避干扰的灵活性：基站要具有比较宽的频率使用范围 5.125GHz5.85Ghz 共 28 个信道，使其具有 规避干扰的灵活性； 45GHz 频率为非 WiFi 上网频率，所有躲避了大量民用设备的干扰，入侵； 5支持桥接技术，和 SuperA 技术，使其具有极强的技术扩展能力。启用 SuperA 技术，可以使带宽翻 倍（在链路较多的情况尽量不使用，因为这个技术降使用比较宽的频率） ； 6在此无线监控方案中，采用 802.11a 的技术可以建立足够多的传输链路，保证未来更多监控点的需要。 矿区数据无线传输控制系统 第 14 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 3.2.33.2.3 传输技术对比分析传输技术对比分析 随着无线网络技术的进步，将无线技术应用于监控领域可以为用户提供更高的投资收益比。 连接图参考 传输技术对照表传输技术对照表 比较项目比较项目无线传输无线传输有线模拟传输有线模拟传输有线传输有线传输 传输方式无线，OFDM有线电缆光纤 施工难易只需架设无线基站和天线， 即可在无线覆盖范围内任何 地方安装网点 需要挖沟布线，挖墙钻洞，甚 至破坏建筑原装修 需要挖沟布线，挖墙钻洞， 甚至破坏建筑原装修 可扩展性可以随时添加新的网点 增加传输点需要进行布线施工， 比较烦琐 增加传输点需要进行布线施 工，比较烦琐 可扩展性可以随时添加新的网点 增加传输点需要进行布线施工， 比较烦琐 增加传输点需要进行布线施 工，比较烦琐 使用方便 在网络中任何一台电脑上均 可和其他网络节点通讯 必须在机房才能集中控制必须在固定点才能集中控制 矿区数据无线传输控制系统 第 15 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 标准化 遵循全球统一的通信技术标 准和协议 TCP/IP 模拟传输系统之间彼此兼容性 较差，很难互通 遵循全球统一的通信技术 标准和协议 TCP/IP 传输范围 50 最远可达百公里以上、可 提供从 64Kbps 到 54Mbps 的 通信速率 当传输距离大于 1000 米时，信 号容易产生衰耗、畸变、群延 时，并且易受干扰，使图像质 量下降 2 到 10 公里 维护管理 采用电信级设备基本可做到 免维护 复杂，出现问题，需找专业人 员解决 复杂，出现问题，需找专 业人员解决 录像存储 数字化信号，任何一台联网 电脑都可以存储、检索和回 放录像，也可配置专门的服 务器及相应软件来进行统一 集中存储和管理 模拟信号，需用专用录像机和 磁带进行存储 可配置专门的服务器及相 应软件来进行统一集中存 储和管理 设备成本距离越远，成本越低成本低距离越远，成本越高 接口方式标准以太网模拟接口转换为以太口 多网点支持只能点对点支持 矿区数据无线传输控制系统 第 16 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 3.2.43.2.4 无线传输系统流程图无线传输系统流程图 3.2.53.2.5 无线主干链路设计与选型无线主干链路设计与选型 在设计无线主干链路时要充分考虑各种因素，以达到最佳系统设计，原则如下： 1、 主干链路应优选使用高功率的无线传输设备，这样才不容易受到干扰，使得带宽稳定可靠； 2、 主干链路应优选使用定向天线，这样可以把信号集中传输到接收对端，同时由于定向天线的发射角很 小，所以只有在该角度内的干扰信号才会造成极小的干扰，所以定向天线具有更强的抗干扰能力和更 高的信号增益功能，保证主干链路获得更好的信噪比（SNR） 。 3、 主干链路要达到独享 CPU，因为主干链路承载着下级节点众多的数据流，故要求传输模块独享 CPU，使得系统运转稳定，不受 CPU 的异步工作影响。 4、 区中心主干链路必须做到两级防雷处理，设备与天线之间必须要加装射频防雷器，在主机房内需要加 装以太网络防雷，既要保护设备本身，又要保护主机房众多设备的防雷安全。因为一但主干链路遭受 雷击，那么下面一片点就无法回传，造成重大影响。 矿区数据无线传输控制系统 第 17 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 3.2.63.2.6 前端中继站接入链路设计与选型前端中继站接入链路设计与选型 在设计中继站接入链路时要充分考虑各种因素，以达到最佳系统设计，原则如下： 1、 如果个别点位有阻挡，需要考虑加置中继，中继链路需优选高功率的无线传输设备，因为每个中继点 现在或者将来可能会接入多点，当接入多点设备时，要求使用扇区或者功分器加外接天线的方式，这 时能量会比较分散，所以需要功率更高的设备，才可以使得地面点获得良好的信号。 2、 中继楼接入链路设备如果采用双模块设计网桥，须考虑到两个模块间的负载均衡问题，就是说模块 1 接入的监控点数量和模块 2 接入的监控点数量要接近，最多相差 1 个，只有严格按照此原理架构设计 网络才得以使系统运转效率比较均匀，数据流的实时性较好，杜绝出现偶尔的带宽波动大，或者带宽 骤降进而带来图像卡的现象，充分保证网络带宽的稳定。 3、 如果某中继楼下面的 14 个监控点的水平夹角小于或等于 45 度，或者垂直夹角小于或等于 30 度，监 控点距离中继楼不超过 1 公里。则中继设备应该采用内置扇区天线的无线双模块设备，这样可以帮助 矿区数据无线传输控制系统 第 18 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 用户节约投资，另一个模块则可以采用外接功分器的方式连接定向天线，因为扇区天线本身信号发散 角度较大，增益相对不高，所以不能再采取功分的方式。只有采用天线内置方案，才得以保证在大面 积覆盖的同时做到高质传输，保证网络带宽。如下图： 4、 如果中继楼周围的点比较分散，且大于 45 度，则只能采用外接天线的方式，使用功分器连接定向天 线，这样不但可以将大角度分散的点实现无线接入，且由于定向天线技术，从而大大降低了信号干扰。 5、 在工程初期阶段设计接入链路时要尽量减少功分器的使用，为下一步增加地面监控点留有扩充余量， 如果开始连接了一个定向天线，而进一步则可以增加 1 分 2，1 分 3，1 分 4 的使用，帮助用户在几乎 不增加中继点设备的情况下进行大量的地面点扩容。 6、 中继楼接入点设备必须要连接射频避雷器，以保障设备的安全，内置天线的无线设备应该增加以太网 络避雷器，以增加对其他设备的保护。 矿区数据无线传输控制系统 第 19 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 3.2.73.2.7 方案说明方案说明 为保障各个无线监控点的有效带宽和整个无线链路的稳定性，对于点数多的系统，我们整体上设计为采用 分布式无线逐步分区汇聚，最终通过高带宽基站网桥统一汇聚于中心。对于点数相对较少的无线传输系统，我 们设计采用基站覆盖的方式把前端的点位以点对多点的方式接入。 前端监控点（可视）采用美观高速率的一体化无线网桥设备，根据现场实际情况，当距离较远时，每个分 中心和二级中继全部放置高性能双模电信级无线网桥设备，每台无线网桥 x2+2 个交换以太口，这种多功能多 端口的设备可以大大简化网络连接，提高传输速率，同时大大节约无线设备和交换机设备。双模设备的设计选 型不仅仅保证了各个链路的带宽，更加节省了成本。无线设备 BWB510 每个无线模块分别以点对点或者点对 多点的方式把前端各个监控点位接入到无线网络。 考虑到前端各个监控点与监控中心的不可视性，根据现场实际情况，结合了非视距高性能技术，利用现有 中继就近对阻挡的点位进行覆盖，用以提高信号强度保证阻挡下的稳定传输。最终所有点位通过中继的方式， 将前端各个点汇聚到制高点后再统一传回中心。使得整个系统更加健壮，无线信号汇聚到分监控中心后以有线 的方式直接和指挥中心联网，从而轻松完成所有前端到监控中心的图像传输， 达到对其进行实时监控的目的。 3.33.3 系统建设特点系统建设特点 3.3.13.3.1 链路规划（可视，大容量，频率，备份）链路规划（可视，大容量，频率，备份） 在无线实施中，最重要的就是链路规划，因为只有合理的规划才能有效的实现数据传输，保证链路的安 全，合理避开自身系统的干扰。 在此项目中，我们已经充分考虑到可视性，数据流量，频率干扰，链路冗余。对于可视性，传输带宽和 链路冗余在上面的设计图中已经有着清晰的描述，在下图中我们初步完成了对频率的规划： 在频率规划上，远距离主干链路多采用 5.7GHz 以下，近距离传输采用 5.7Ghz 以上 3.3.23.3.2 IpIp 地址规划地址规划 考虑到各种网络设备数量，以及今后系统升级我们有必要对所有网络设备进行合理的管理，进行 IP 地址规划，可以大大方便管理，提高网络管理效率。 IP 地址以设备类别进行区分，建议每类设备都设成不同的地址段，这样方便管理，也方便扩充。 规划原则：采用特殊的 3 类地址段；为了便于管理，所有设备在同一个网段内，将不同类型的设备划 分不同的地址段。 矿区数据无线传输控制系统 第 20 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 3.3.33.3.3 美观性考虑美观性考虑 在设备选择上一定要考虑美观性，BITWAVE 无线网络基站采用天线一体化设计，天线比较小。 立杆监控点上的设备为 BWB-310 采用 303x303x90 的无线设备（含天线） ，且外观非常漂亮。 3.3.43.3.4 无线安全性设计无线安全性设计 有线等效私密(WEP)数据加密技术提供了数据安全保护能力。WEP 共享密钥认证和 WEP 数据加密将封锁 除最确定的侦听者之外的所有侦听。如果启用 WEP，可以手动或自动对 4 个数据加密密钥编程，这些值必 须在网络中所有 PC 及接入点上完全相同。(所有 PC 及接入点必须采用相同的密钥 1；所有 PC 及接入点必 须采用相同的密钥 2；等等)创建 WEP 加密密钥的方法有两种： 64 位 WEP：输入 5 个十六进制位(0-9, a-f 或 A-F 的任意组合)。 128 位 WEP：输入 13 个十六进制位(0-9, a-f 或 A-F 的任意组合)。 152 位 WEP：输入 16 个十六进制位(0-9, a-f 或 A-F 的任意组合)。 无线网桥具有独特的硬件加密措施，加密以后，数据吞吐量降低将不会超过 5%。本方案中将采用唯一的 152 位加密方式，破解一条无线链路都需要几年的时间，可以说保证了无线传输的绝对安全。 3.3.53.3.5 防雷设计防雷设计 1防雷措施 前端设备直击雷防护前端设备直击雷防护 前端设备无线网桥应置于接闪器（避雷针或其它接闪导体）滚球半径的保护范围内。 传输线路的防护传输线路的防护 电源线路与信号线路宜全程分开穿金属管并保持整个金属管道的电气连通，在金属管两端最好做接地 处理，对防护雷电干扰和电磁感应是非常有效，这主要是由于金属管的屏蔽作用和雷电流的集肤效应。 等电位连接（接地）等电位连接（接地） 无线网桥外壳、摄像机外壳、金属立杆、防雷器接地等均应与地网做等电位连接。 安装防雷器安装防雷器 在射频线、网线接口处尽量安装防雷器，可以有效地保护设备，防雷器要保证良好接地。 接地接地 可以采用铜或者碳接地棒进行接地，如果土壤导电性能差，可以再配合降阻剂，接地电阻要求小于 1 矿区数据无线传输控制系统 第 21 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 欧姆。 2、项目防雷 无线监控项目安装在楼顶和马路上，楼顶设备的安装要和大楼进行良好接地，马路上监控设备的安装 要保证支撑铁杆有良好的接地，设备的避雷保护措施才会有效果。 监控专用防雷器 以太网避雷器 射频避雷器 矿区数据无线传输控制系统 第 22 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 第四章第四章 产品介绍产品介绍 4.14.1 BWB-205BWB-205 电信级无线网桥电信级无线网桥 产品概述产品概述 BWB-205 系列产品采用了先进的 OFDM 调制技术，工 业级生产，保证设备在远距离传输性能上有卓越的表现。 是构建远距离无线传输网络的最佳选择。BWB-205 多功 能室外网桥是构建企业网络、校园网络、WLAN 热点和新 一代宽带无线接入的理想选择。 BWB-205 采用最新的一体化产品设计理念，具有独特的防水 防尘设计，内置 17dbi/20dbi 天线，配备 POE 远程供电，用户 可以快速轻松搭建无线远程传输网络。BWB-205 无线网桥工 作在 2.4/5.8GHz 频段，符合 IEEE802.11a/b/g 标准。经过实际 的测试应用，BWB-205 在室外-4070温度下可以稳定提供 无线高带宽的信息传输。BWB-205 提供 152 位 WEP、WPA、802.1x 等多种安全机制为用户提供更高的数据 安全。 设备接口设备接口 以太网接口: IEEE 802.3 10/100 Base T ( RJ-45 ) 无线网络连接无线网络连接 标准: IEEE 802.11a/b/g 频率范围: 24002484 MHz / 5.1255.850GHz 传输率:自动可达 11 / 54 Mbps 吞吐量:最大 22Mbps 可选频道: 13 channels (11g/b )18 channels(11a ) 调变: 64QAM / 16QAM / BPSK / QPSK / CCK 输出功率: 100mW 协定协定 安全: WEP Encryption 64-bit / 128-bit / 152-bit 支持 802.1x 认证系统/MAC 捆绑 网络: TCP/IP, IPX/SPX, NetBEUI 内置天线内置天线 型号型号频率频率天线增益天线增益波瓣宽度波瓣宽度 BWB205a5GHz20dbi水平水平:15垂直垂直:15 BWB205g2.4GHz17dbi水平水平:15垂直垂直:15 网络架构网络架构 PTP 连接 ( 点到点 ) PTMP 连接 ( 点到多点) 电力需求电力需求 输入: AC 100264V, 5060Hz, POE:48V，1A 功率：待机 3W,传输 4W 尺寸尺寸/重量重量 (261 长 261 宽 100 高) 毫米; 2.5KG 操作环境操作环境 操作环境操作环境 操作温度 : -30 70 储存温度 : -35 80 湿度范围 : 95%, 无水珠凝结下 规规 格格 产品特色 ISM 5.8GHz IEEE 802.11a/g OFDM 技术技术 54Mbps 无线局域网无线局域网(软件可调软件可调) 支持支持 54Mbps 网桥模式网桥模式 实际速率最高可达实际速率最高可达 22Mbps 网桥模式可达网桥模式可达 58 公里传输距离公里传输距离 100mW 输出功率输出功率 采用采用 GUI 界面简化管理界面简化管理 广泛操作温度从广泛操作温度从-30 到到 70C 支持支持 STP 生成树协议生成树协议/环路备份环路备份 支持路由支持路由/NAT 技术技术 MAC 地址控制地址控制 64/128/152bit 的的 WEP 加密加密 内置内置 17/20dbi 天线（可外接天线）天线（可外接天线） 支持支持 IEEE 802.3af POE 以太网供电以太网供电 防水室外单元防水室外单元 IP66 国际国际 A 级防水级防水 可支持点对可支持点对 8 点的点的 远端模式远端模式 矿区数据无线传输控制系统 第 23 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 保修保修一年有限保修 设备 内置天线频率范围：5150MHz5850MHz/2400MHz2497MHz 天线增益：20dBi/17dbi 波瓣宽度：水平15，垂直15 驻 波 比：1.5 极化方式：垂直或水平 最大功率：50W 天线尺寸：261mm261mm85mm 输入阻抗：50欧 以太网口 1 x RJ-45 10/100Mbps Auto MDI/MDI-X support 电源支持内部电源输入5V/2A，外部电源输入48V/1A(POE) 设备安装抱杆安装，直径40mm50mm 硬件 MAC/BaseBan d Atheros AR2313 x1 802.11a/b/g Wireless MAC/Baseband processor 射频Atheros AR5112 x1 802.11a/b/g 双频三模 Radio SDRAM8M*16 x2 (32MB) FLASH4M*8 x1 (4MB , bottom boot) 性能 无线网络IEEE802.11a 5GHz OFDM IEEE802.11b 2.4GHz CCK IEEE802.11g 2.4GHz OFDM Atheros 专有 Super A/G mode 频率范围2400 -2483.5MHz or 2400 -2497MHz 4900 5825 MHz 调制方式BPSK,QPSK,16QAM,64QAM 无线传输速 率 (灵敏度) 802.11b: 1(-94), 2(-91), 5.5(-89), 11(-87) Mbps(dBm) 802.11g: 6(-89), 9(-88), 12(-88), 18(-86), 24(-82), 36(-79), 48(-75), 54(-72) Mbps(dBm) 802.11a: 6(-90), 9(-89), 12(-88), 18(-86), 24(-82), 36(-79), 48(-74), 54(-71) Mbps(dBm) 输出功率100MW（20dBm） 软件特性 系统内核Linux with 2.4.18 kernel 安全 WEP/802.1x/WPA/WPA2/MAC Control/Hidden SSID 管理Web,SNMPv1/v2,telnet MIBs 1. MIB2 (RFC1213);2. EtherLike-MIB (RFC-2665) 3. IF-MIB (RFC-2233) WirelessBridge/Access Point/Repater/Client/ISP Client Router/WDS 工作特性 操作温度-40 70C 储存温度-45 75C 操作湿度5% 95% (非冷凝) 平均无故障时 间 3 年以上 遵从标准 电磁 兼容 FCC part 15 FCC part 90 EN301 893, EN301 489-1 and 17,EN300 328 TELEC ARIB STD-T66,ARIB STD-T33(It is used for 802.11b ch14),ARIB STD-T71 Wi-Fi 兼容 Wi-Fi 2.4 GHz band (802.11g) Wi-Fi 5 GHz band (802.11a) Wi-Fi Protected Access 矿区数据无线传输控制系统 第 24 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 矿区数据无线传输控制系统 第 25 页 共 35 页 矿区无线联网建设系统 4.24.2 BWB-210BWB-210 电信级无线网桥电信级无线网桥 BWB-210 系列产品采用了先进的 OFDM 调制技术，工业级生产，保证设备在远距离传输性能上有卓越的表现。BWB- 210 多功能室外网桥是构建大型企业，高速公路，公园，港口，油田等骨干无线网络和无线视频监控的理想选择。 BWB-210 无线网桥工作在 2.4/5.8GHz 频段，符合 IEEE802.11a/b/g 标准，采用最新的一体化产品设计理念，具有 独特的防水防尘设计，内置 23dbi 天线，配备 POE 远程供电，用户可以快速轻松的搭建无线远程传输网络。BWB-210 多功 能室外网桥产品采用了先进的 OFDM 调制技术，遵循工业级生产规范要求，使设备在远距离传输性能上有卓越的表现，是构 建远距离无线传输网络的最佳选择。和光纤通讯相比较有着无以伦比的价格优势，BWB-210 无线网桥经过实际的测试应用， BWB-210 在室外-4070温度下可以稳定提供无线高带宽的信息传输。BWB-210 提供 WEP、WPA、802.1x 等多种安 全机制为用户提供更高的数据安全。 随着网络发展不断普及，无线网络应用的需求日益迫切，以往的市场缺乏高性能且低价格的无线产品，以至于构建无线网 络的总拥有成本居高不下，在很大程度上制约了无线市场的发展和应用，在这样的市场环境下，高性价比的 BITWAVE 无线 网桥的推出恰逢其时，不但可以大大降低用户的投资，而且设备天线一体化设计可以使用户更快速搭建应用，高性能，低价格， 一体化设计，安装简便，专业的技术支持，是未来无线网络市场发展的主要趋势，相信 Bitwave 为无线市场迎来一个新的高 速发展阶段。 产品概述产品概述