交警系统WIMAX无线通信试验网介绍.doc

交警系统WIMAX试验网介绍一、概述宽带无线接入(BWA)技术作为一种新的接入解决方式，为电信运营商提供了一种新的选择。目前在国内，BWA系统主要被用于集团用户、中小企业、监控、酒店、小区、高档商住楼等等。我们浙江省现阶段主要在数字化城市、交通和治安监控以及快速提供宽带接入能力三个方面进行推进，开展一些有效的试验工作。从运营商角度看，国内电信运营商的格局正从绝对垄断走向多元竞争。南方电信在有线网络建设方面有深厚基础，尤其在有线接入网建设方面具有绝对优势，牢牢把握住固定用户接入的手段，从 分公司的角度出发，必须打破目前这一局面，宽带无线接入系统是 近期切入电信接入市场的一个重要选择，它可以给 带来投资少、建网周期短、提供业务快等优势。随着802.16d技术的不断成熟，802.16e的推出；芯片厂商Intel的5116芯片组的加入，大大加快了整个产业的进程，从而将形成一个完整的WiMax产业链。二、 公安交通监控项目概述 交警道路监控项目是第一个利用WIMAX来实现其道路监控功能的行业解决案例。年初我们了解到： 公安交警部门计划分期在全市部署和改造交通监控网络，在全市所有交通路口安装摄像头，及主要路段安装雷达测速设备。为此交警部门需配套部署相应的传输接入设备，将摄像头和照相机所拍摄的照片上传至控制中心。其中，每个摄像头上传需要的带宽为300kbps,卡口照片上传需要的带宽为500kbps；下行均无要求。 分公司仔细分析了 交警交通监控对组网的实际需求，发现交通监控需要传送的数据流主要包含以下三部分：1)视频实时监控传送主要用于监控十字路口的车流量, 针对每个街口都有一个监控探头，以便当道路发生堵塞时及时调整警力疏导流量和远程控制红绿灯转换；2)卡口图象传送用于市区干道出入车辆拍照；3) 交通违章（超速、闯红灯）拍照图象传送是非实时业务的监控点,仅对发生违章现象时才产生数据。以上数据业务中，卡口图像传送所需的带宽较大。对于这样一个全市范围的接入网络建设， 分公司将利用各种技术手段来完成接入。其中，利用WIMAX技术能充分发挥其非视距，低成本，安装迅速等优势。为了验证公安交警监控项目中WIMAX无线接入方案的实际效果， 分公司先行在市区安装了二个基站扇区，商都大厦可覆盖江东区江南公路以南10个远端站，天元大酒店可覆盖海曙区客运中心以北的7个远端站。在试验使用现网后，验证其效果比较理想，能为交警监控项目的全业务提供传输链路，得到了交警方面的一致认可。WIMAX很好地实现了远程监控的功能，为交警监控乃至城市管理、公共安全等方面的业务拓展提供了广阔的平台。三、WiMax试验网情况 3.1 整体网络架构根据 交警支队交通监控点分布的位置, 结合 已有的可安装无线接入基站的机房资源，现有其它无线基站设备、数据网络节点的分布情况以及可用频率资源情况，选择合适的机房设立无线接入中心站（基站），各监控点作为无线接入的远端站，通过和基站间的空中链路实现和中心基站的连接，中心基站通过100M端口接入 传输专网，这样各监控点的数据通过无线接入的方式或直接接入 传输网的方式，在我 公司的中心机房汇聚后接入交警支队控制中心机房。网络结构如图：该系统无线接入部分采用点到多点的结构，主要包括中心站、终端站和网管系统三大部分。与终端站相接的用户（通过10/100M以太网接口）可以是单个的用户终端，也可以是一个用户驻地网(本地局域网)。针对交通监控系统的业务特点，用户终端选用室外型的ProST。中心站从逻辑上可分为两个部分：扇区基站和扇区天线部分。扇区基站是业务汇聚部分，并提供到 公司传输专网的100M以太接口。中心站所覆盖的服务区可以划分为多个扇区，每一个基站设备交天线对应一个扇区，为扇区内的一个或多个终端站提供服务。现有的扇区天线波束角一般有60、90、120或180度角等。可以将来自各个扇区不同用户的上行业务量通过汇聚设备进行汇聚，提交给传输专网。终端站（ProST）置于用户驻地，可服务于一个或多个用户终端设备。终端站使用小波束角定向天线。终端站在上行方向上将来自用户终端或用户驻地网的业务适配、汇聚，通过无线链路传送到基站；在下行方向上提取本站业务，分配给终端用户。网管系统完成设备基本的配置、管理信息的采集。3.2 中心站网络结构爱立信公司提供的宏蜂窝基站Macromax在3.5M频段下整机具备13MBPS上行和13MBPS下行的数据传输能力,除去空中链路开销,一个扇区可以支持上下行各约10M的净负载能力.通过增加扇区数，可以有效的提高同一个基站的可用带宽能力。如图： 中心站分两部分，扇区基站和扇区天线部分。扇区天线负责空中链路部分数据的接收和发送，通过7/8馈线和扇区基站连接; 扇区基站是无线信号的处理和业务汇聚部分，同时提供到 传输专网的100M以太接口，在扇区基站部分,我们可以采用FE直接连接到汇聚交换机，以实现一个中心站多个扇区基站的部署,也可以直接接入 的传输专网。3.3道路监控无线接入网中心站部署和覆盖解决方案根据 交警支队提供的32个超速抓拍监控点分布的位置, 结合 提供的已有的可安装无线接入基站的机房资源、现有其它无线基站设备、数据网络节点的分布情况以及可用频率资源情况, 可以建设8个中心站,以实现现有的32个远端站点的、覆盖计划。由于受机房等资源限制，宜根据各机房的现有情况，综合考虑远端和中心机房的距离和视距限制以完成安装部署。考虑到 的机房一般均位于建筑物的地下至二层，故在选择机房时应考虑建筑物的高度以及实际布线后的馈线长度，否则将影响覆盖效果。另外， 市区的建筑物难以通过反射完成Wimax的远端接入，实际安装时仍需要远端和中心站以视距条件为妥，非视距的远端的反射效果应根据实际机房的高度以及远端周边的建筑物状况来判定，部分非视距远端可能能够接收到信号但传输速率无法保持较高的数值。3.4试验结果：针对 交警支队道路监控系统三种类型的业务模型的试验情况：1 ) 实时监控业务:用于监控十字路口的车流量, 针对每个街口有一个实时监控探头, 以便当道路发生堵塞时及时调整警力人工疏导流量.该业务仅在需要的时候才会人工进入本地摄像设备实时查看,同时该业务存在一个数据上传的需求,当监控点产生有价值的数据时,需要通过传输网将该段数据上传到交警支队信息管理中心.通过对杨木契路（五环大厦旁）监控点的分析，视频监控点每小时在本地硬盘上产生一个220M BYET的文件，一天产生24个同样大小的文件；如果在该文件的基础上实时查看的话需要的传输带宽如下:220M(byte) /3600S=0.062M(byte)=0.062*1024*8(bit)=490k(bit)算上其他开销一个这样的视频监控点保证800K的带宽可以满足实时查看的需求。因此,一个扇区可以同时满足10个以上的监控点同时查看.2 )“卡口”监控拍照：一般位于进出市区的道路上，针对每辆通过车辆进行拍照, 卡口监控拍照业务的特定是，针对每辆车进行拍照,每辆车产生的数据量大致是1.6M Byte，通过本地识别系统，真正需要上传到数据中心的数据大约是150Kbyte左右，如果按一个卡口每天经过的车辆4万辆计算,每天产生的数据量如下:40000 x 150k(byte)/1024=5860M(byte)平均到每小时产生的数据量5860/24=244M(byte)综合实时视频业务带宽计算公式可知，如果不考虑FTP传输效率的问题，“卡口”监控拍照点平均每天经过4万辆汽车,需要保证传输带宽500K BPS.Macromax 完全可以满足要求。根据我们卡口监控点的实际测试， 24小时共采集24G Byte的数据，平均一个小时1G Byte数据，需要的上传链路为2.3 M bit以上，在这种方式下；WiMax系统一个扇区能支持4个用户（卡口业务）。3）交通违规(超速, 闯红灯等 )拍照这些非实时业务的监控点,仅是发生违规,超速等现象时才产生数据，每次违规拍照产生的数据大约在几兆BYTE，一天的产生的数据总量不会很大，同时因为有本地硬盘的存在,对无线传输系统不产生压力。四、WiMax目标用户的定位今年，随着建设和谐社会地广泛推进，政府部门在交通和治安监控方面的投入非常巨大。交通和治安监控的特点是监控点多面广，并且对带宽有一定的要求。而象浙江这样的南方 公司采用有线接入满足不了要求，并且牵涉破马路、光纤施工等问题，影响整个项目的进度。有了WIMAX这一技术手段后，我们有线可以到的地方采用有线接入，有线难以到达的地方采用WIMAX接入，增强了我们公司在此类组网中的竞争能力。对于802.16d的WiMax技术将主要定位于无线城域网，在城市有线传输铺设比较困难的情况下解决最后一公里的覆盖，或者利用WiMax开通迅速的特点快速抢占市场。其典型应用于包括中小企业综合语音/数据接入，无线DSL，WI-FI回程，数据VPN，监控等。在实际应用中，WiMax可以与NGN相结合，利用NGN网络提供多种业务，如语音，视频等。1、已有的交警项目如每个扇区下带10个远端。 2、外贸公司和物流公司： 作为港口城市，有许多的外贸公司和货代、船代公司