MotorolaCanopy无线传输方案模版.doc

Motorola Canopy无线传输解决方案2009年7月Motorola目 录一、项目概述31.1 项目背景31.2 项目需求3二、方案论述42.1 整体方案设计42.2 Motorola WiBB无线宽带产品介绍52.2.1 Motorola PTP300/500/600系统简介52.2.2 Motorola PTP300/500/600核心技术优势52.2.3 Motorola PTP300/500/600系统优点72.2.4 Motorola 5700 Canopy系统介绍72.2.5 Motorola 5750 Canopy系统介绍102.3 无线传输系统性能计算112.3.1 覆盖范围计算112.3.2 链路性能计算122.3.3 系统频率规划132.3.4 系统域名和IP地址规划152.4 总体方案配置17一、项目概述1.1 项目背景1.2 项目需求实现总厂和两个分厂之间的网络连接。每个分厂到总厂的网络连接速率要求达到10Mbps。二、方案论述2.1 整体方案设计总厂和两个分厂分别位于高速公路的两侧，无法采用有线的方式进行连接。相隔距离只有不到一公里，可以直接采用Motorola Canopy系统完网络传输。由于要求分厂和总厂之间的网络连接速率达到10Mbps，因此需要采用Motorola Canopy BH20设备完成连接。整体方案系统拓扑示意图如下：系统拓扑图2.2 Motorola WiBB无线宽带产品介绍2.2.1 Motorola PTP300/500/600系统简介集成天线外接分体天线Motorola 5.8G PTP300/500/600无线传输系统是电信级、大容量的真正非视距系统，提供最大高达300Mbps的双向速率，是能以合适的费用提供强大而又稳定可靠网络能力的最佳选择。由于采用了高度模块化的设计，Motorola PTP300/500/600的集成度非常高，整套PTP300/500/600系统，由室外单元室内单元连接组成，系统连接图如下：图5 Motorola PTP 300/500/600 系统连接示意图2.2.2 Motorola PTP300/500/600核心技术优势i-OFDM技术提供真正的非视距! 典型参考距离:非视距 10km / 近视距 40km / 视距200km电信级产品:设备可用度高达 99.999%STC空时编码技术：极大的提高系统可靠性和非视距能力 天线的多波束发射 基带信号被一个串并转换器转换为并行的多路信号，然后多路信号去进行STC空间时间编码，再被多相PSK或QAM调制。多路的接收端解调时先经过多相PSK或QAM的解调，然后通过一个最大线性似然译码器，恢复成基带的信号。值得关注的效果是抗衰落和根本上增加接收信号的概率。发信机和接收机分别使用S/T编码器(Coder)和解码器（Decoder）电路。使用了多波束STC编码，与单载波比较，可以节省25dB 的Fade Margin余量，足以在部分非视距区接收其他系统无法收到的信号。最大256QAM的调制方式(自适应调制)提供高达300Mbps(双向总和)净速率 自适应调制是无线通信系统通常会采用的技术。采用15种调制方式，从BPSK，到不同卷积码的256QAM。设备根据条件的变化，收发自动协商找到一个互相可接受的最大速率，为在当前功率值下提供最大的性能。如：最低3Mbps时，采用的是BPSK，最高可达300Mbps，采用256QAM调制方式。这实际上起到了增加数据速率的容量以及系统可靠性的作用。软件无线电的应用也大量应用在该系统中，因为调制方式转换后，很多参数也由软件控制相应调整了。最高级别的无线性能：系统增益高达167dB(集成天线型) 领先的167dB的链路预算（Link budget），是我们最接近的竞争对手性能的25倍。发射部分贡献了47dB：输出口的发送功率 24dBm ，天线增益23dBi;接收部分贡献了120dB：接收灵敏度 -104dB，天线增益23 dBi，噪声系数减掉7dB。对于普通的距离和地形，“一跳”解决了问题，配套的基础建设成本自然降低，而且可靠性随之提高。iDFS(智能动态频率管理)技术提供强健的抗干扰能力 5.8GHz频段有125MHz带宽可用，现可分为19个信道，每个信道带宽12MHz（收发各占6MHz）。i-DFS技术是加电后，自动扫描整个频段并转换到最空闲的信道，这使得“在无须许可的频段也有很好的抗干扰性能”。旧的移动通信方式大都是固定信道，信道利用率低。而动态频率选择，可以自动选择空闲的信道建立通信，不仅提高了信道利用率，还避免了干扰。专有的数据扰乱、加密及可选的AES128比特密钥-确保数据安全 Motorola PTP300/500/600系统提供了较好的无线链路加密，具有24小时更换密钥，及128位加密鉴权的功能，并支持所有的互联网防火墙及加密软件。很好地解决了固定无线设备互联网的安全问题。同时PTP300/500/600不是一种WLAN技术，即使是5.8GHz的WLAN的设备和技术也不能通过空中接口，物理层或链路层来侵入5.8GHz 宽带网，所以完全可以保障传输一些内部指标和文件时，不被侦听。软件无线电，易于升级2.2.3 Motorola PTP300/500/600系统优点Motorola PTP300/500/600系列产品可以为客户带来以下的好处: 减少中继，降低网络建设成本 支持高带宽应用、可为AP集合或流量负荷大的AP提供到骨干网的回连 在以前不可能建立无线连接的地理环境下轻松建立可靠的无线连接 节约宝贵的塔位资源、减少天馈线方面的成本 保证系统在复杂电磁环境下正常工作、免受干扰影响，在非许可频段获得许可频段的性能 快速安装、早日提供服务 确保客户敏感数据安全 事先准确预估链路性能，极大方便工程实施、提高工程成功率和客户满意度 不用申请频率、即装即用，不需交纳频率使用费。 管理人员可通过任何万网连接对设备进行设置和监视 方便诊断故障或干扰，系统升级方便2.2.4 Motorola 5700 Canopy系统介绍通过摩托罗拉Canopy l0Mbps点对多点无线宽带接入系统(包括AP和SM)，使用户能够获得稳定的数据传输速率，良好的链路可靠性和较远的传输距离。摩托罗拉Canopy 10Mbps点对多点无线宽带接入系统主要可以提供以下应用： IP数据传输 VoIP传输 视频传输 局域网互联 视频会议 VPN互联概述Canopy系统灵活的设计使系统安装维护十分便捷。通过使用Canopyl0Mbps点对多点无线宽带接入系统，运营商和ISP将可以提供给用户更加安全可靠的通信链路、更远的传输距离和6.2Mbps的实际传输速率。Canopy接入点设备AP和用户端设备SM采用高集成化设计，全天候使用，接入点设备AP的天线分为集成天线和外接天线(天线类型可根据用户需求选择)，用户端设备SM的天线分为集成天线和无源反射板天线两种类型，使用户可根据实际需要进行选择。特征 10Mbps数据传输速率，能够有效传输用户数据。速率稳定，没有数据速率回退现象。 抗干扰能力强，C/I比值很低，有效抗外界干扰，采用GPS同步技术或设备自身产生同步时钟，从而根本解决系统内部自干扰问题，提供比802.11系统更可靠的信号质量。 传输距离远，通过Canopy 10Mbps点对多点无线宽带接入系统的远距离通信能力(最远可达16公里)，运营商和ISP将可为用户提供更好的服务和更广阔的覆盖范围，并且投资建设成本很低。 内置高效的信道加密技术使安全级别达到军用级别，从而有效保证数据传输安全性。优势摩托罗拉Canopy系统是经多次实践验证的安全可靠并可升级的无线宽带解决方案。Canopy 10Mbps点对多点无线宽带接入系统具有以下优势： 价格廉、运营省Canopy点对多点系统采用了摩托罗拉成熟简单高效的射频技术，使得设备价格较同类产品有较大的优势。全球范围的产品热销使得成本大幅降低。建立系统的初始价格门槛低，大规模扩容能力强，可使成本进一步下降。总之，设备性能价格比优异。低廉的5.8G频率使用费，使得系统运营成本很低。 用户多、覆盖大Canopy点对多点系统中每个接入模块(AP)支持200个用户模块(SM)。六扇区的一个基站最多支持1200个最终用户。Canopy点对多点系统的最大覆盖半径是16公里。 设备小、安装易设备小巧，集成度高，无室内单元，不需要象其他系统那样复杂的布线及机房环境。因此安装Canopy系统简单、快捷。熟练的工程师每天可安装数点。Canopy系统模块内置了所有的网络管理和诊断的功能，使得调试非常简单。 速率高、带宽稳空中速率为10Mbps，有效速率约6.2Mbps。系统对高负载进行了吞吐量的优化，所以当更多用户加入的时候吞吐量不会下降。不管用户数量或平均负荷是多少，系统带宽保持恒定。同时通过使用Canopy带宽认证管理系统（BAM），系统可对每个用户模块进行严格的用户认证及完善的动态带宽控制。系统还支持动态密钥更新，使其具有卓越的加密功能。 时延小、利应用Canopy点对多点系统提供一致的20ms包延时。Canopy系统专为QoS敏感的IP包预留高优先级信道，同时确保一致的往返延时，这样双管齐下使得系统对需要QoS服务的传输，例如语音和图像传输，提供良好支持。 载干低、强抗扰Canopy点对多点系统中，AP和SM的C/I(载干比)值均小于3dB。一般额定的C/I值根据不同参数测试约为2dB。这个值是在同类产品中最低的。因此Canopy系统在面对外部强干扰和自干扰的情况下最稳定可靠。而其他同类系统的载干比一般高于8dB，甚至大于10dB。 全同步、扩容易整个系统的所有基站都可使用GPS达到全同步，它可用来消除系统内部模块的自干扰。这种独特的能力可以让系统管理员在任何需要扩充系统覆盖或容量的地方加入Canopy基站，而不影响原有系统的性能。 为应用、巧优化系统在整体设计时，专门为最热门的应用如上网浏览、VOIP语音、视频监控等业务进行了优化。如将分组包缩短至2ms，大大提高了对上行申请的反应速度。对VOIP的小且多的分组传输包，具有极高的处理效率。 网管全、升级便Canopy设备均采用内置的Web服务界面。为本地安装和远程管理提供了友好、直观的操作界面。Canopy平台也对中心管理服务器提供了Telnet、FTP和SNMP的支持供网管使用。设备软件升级全部可通过在线远程方式进行，几乎无需中断运营服务。 支持多、服务好依托摩托罗拉遍布全国的产品销售及技术支持网络，Canopy的用户可以在他们需要的时间和地点得到产品和服务。2.2.5 Motorola 5750 Canopy系统介绍Canopy 20Mbps点对多点系统特性 更高的数据吞吐量； 更低的延时； 强大的管理和控制能力； 原有的10Mbps点对多点系统能够软件升级至20Mbps点对多点系统。目前，Motorola Canopy已经基于7 Mbps的点对多点系统推出了15 Mbps的点对多点系统，网络延时降低至57毫秒。Canopy 20Mbps点对多点系统采用一种高级智能的技术平台，能够为广大用户提供更高质量、更高性能的服务。在该系统中，增加了“承诺信息速率（CIR）”和虚拟局域网（VLAN）控制界面。 加强和拓展现有的Canopy网络 与以前的Canopy 10Mbps点对多点系统相比，Canopy 20Mbps点对多点系统具有多项特性，描述如下。 l 增强的性能： 数据吞吐量提高 采用高级智能平台的Canopy 20Mbps系统能够为Canopy用户提供更高的数据吞吐量。在该系统中，接入点模块（Canopy 20Mbps AP）能够为采用用户端模块（Canopy 20Mbps SM）的用户提供每扇区15Mbps的有效数据吞吐量。 延时降低 在提高系统性能的同时，这种高级智能平台的Canopy 20Mbps系统的延时大大降低。系统延时从以前的20毫秒降低至大约6毫秒。系统延时降低至以前的1/3以下。延时的大幅度降低使这种系统能够更好的支持VoIP和在线游戏等低延时业务。 l 承诺信息速率(CIR) 通过该项参数，用户可以软件设置各用户端的最低流量，从而能够更好的满足服务等级协议（SLA）的要求。 l 虚拟局域网(VLAN) 虚拟局域网能够为企业级用户提供更高的安全性能，提高网络效率，有效避免广播风暴。根据局域网内的用户业务类型、业务流量、IP地址、MAC地址等，用户可以自行定义、划分虚拟局域网。2.3 无线传输系统性能计算2.3.1 覆盖范围计算Motorola PTP 300/500/600骨干传输部分：PTP 300/500/600在视距情况下可以传输超过100KM，即使在非视距的情况下，也能传输超过10KM；Motorola Canopy 5700APSM点对多点中心站部分：当用户端站与基站距离不超过3.2公里时，用户端SM无需采用反射板天线。当用户端站与基站距离超过3.2公里时，用户端SM需采用反射板天线。此时，基站最远覆盖距离可达16公里。因此，我们可以覆盖如下两种接入区域：最小：p3.2公里3.2公里32平方公里最大：p16公里16公里803.84平方公里Motorola Canopy 5750APSM点对多点中心站部分：当用户端站与基站距离不超过1.6公里时，用户端SM无需采用反射板天线。当用户端站与基站距离超过1.6公里时，用户端SM需采用反射板天线。此时，基站最远覆盖距离可达8公里。因此，我们可以覆盖如下两种接入区域：最小：p1.6公里1.6公里8平方公里最大：p8公里8公里200.96平方公里2.3.2 链路性能计算Motorola PTP 300/500骨干传输部分：PTP最大传输带宽为双向共292Mbps（上下行各145Mbps），按照每路摄像机的视频监控图像码流大小500kbps计算，当PTP的传输效果达到最佳时，一对PTP单向可同时传输视频图像的路数为：145Mbps/500kbps290路。Motorola Canopy 5700APSM点对多点中心站部分：Canopy系统采用FSK的调制方式，提供10Mbps的空中接口速率。对于点对多点的中心接入点模块5700AP它的有效传输带宽是6.5Mbps。由于视频监控业务数据流量的非对称性，绝大部分的流量都是从前端摄像机流向监控中心，即从5700SM流向5700AP。Canopy系统支持上下行带宽的调整，因此我们建议将系统的上行流量设置为80。这样可以更好的满足用户的实际需求。 链路性能如下： 有效带宽：每个接入点（AP）流量是6.5Mbps上行带宽：6.5Mbps805.2Mbps下行带宽：6.5Mbps201.3Mbps按照每路视频图像大小为512kbps，则单个5700AP可传输10路视频图像。 覆盖半径：基站周围316公里Motorola Canopy 5750APSM点对多点中心站部分：Canopy5750系统的有效带宽是Canopy5700系统的两倍。对于点对多点的中心接入点模块5750AP它的有效传输带宽是14Mbps。由于视频监控业务数据流量的非对称性，绝大部分的流量都是从前端摄像机流向监控中心，即从5750SM流向5750AP。Canopy系统支持上下行带宽的调整，因此我们建议将系统的上行流量设置为80。这样可以更好的满足用户的实际需求。 链路性能如下： 有效带宽：每个接入点（AP）流量是6.5Mbps上行带宽：14Mbps8011.2Mbps下行带宽：14Mbps202.8Mbps按照每路视频图像大小为512kbps，则单个5750AP可传输20路视频图像。 覆盖半径：基站周围38公里系统连接图如下： 2.3.3 系统频率规划 Motorola Canopy点对多点频率规划由于Canopy系统具有13dB的低C/I值，同时采用了GPS时钟同步、定向天线等多种技术手段提高系统的抗干扰能力。因此Canopy的频率规划很简单，不需要使用专门的软件进行频率规划。Canopy的每个信道带宽是20MHz，因此频率间隔不应该设置得比20MHz小。Canopy模块允许运营商以5MHz为间隔来选择频率。因此在同址安装其他设备时，运营者可以根据互用性来制定频率规划。我们推荐使用4个不重叠的信道。（注释：一个6扇区基站实际只需3个信道。）这四个信道也可以在回传点到点链路中使用。 5.745 GHz 5.765 GHz 5.785 GHz 5.805 GHz在本期的网络建设中，每个单接入点集群频率都是在180度偏移的扇区中复用，每个中心基站使用6个AP组成一个6扇区的接入点集群。6个扇区我们建议按下表进行频率规划和扇区ID的分配：接入点扇区的方向频 率扇 区ID符 号北 (00)5.745GHz0A东北(600)5.765GHz1B东南(1200)5.785GHz2C南(1800)5.745GHz3A西南(2400)5.765GHz4B西北(3000)5.785GHz5C所以在两个接入点集群（AP Cluster）每个集群只需要使用3个频点（5.745GHz，5.765GHZ，5.785GHz）。每个频点做二次复用就可以正常工作。 Motorola PTP点对点频率规划Motorola PTP系列设备采用了先进的i-DFS（智能动态频率分配）技术，使得PTP设备可以对5.8G频段进行自动扫描，并发现其中是否已经有频点被其它设备占用。一旦发现被占用的频点，PTP设备会自动选取其它没有受到干扰的频点工作。除了使用i-DFS模式进行自动频率分配外，从频率规划管理的角度出发，我们还可以对PTP采用指定固定频率的方式来进行频率规划。由于Canopy系统可以使用4个不重叠的信道，当架设一个360覆盖的中心站的时候，每个60方向上只使用了一个信道，因此我们可以为在这个方向上的点对点链路使用另外3个信道。以避免同频干扰。如果两个设备与点对多点基站同址架设我们建议点对点PTP设备使用5.805GHz中心频点。 系统频率规划原则对于多中心多扇区的无缝覆盖，我们推荐按照下图的方式来排列集群。Canopy系统支持四个无干扰的信道，因此对于单个扇区，我们可以最多架设四个Canopy设备。4个Canopy设备分别使用5745MHz，5765MHz，5785MHz和5805MHz中心频点。2.3.4 系统域名和IP地址规划根据用户要求分配C