城市应急通信无线解决方案

1、城市应急通信的无线解决方案目录1程序概述32网络示例43系统功能54系统技术指标55网络拓扑65.1网络返回模式65.2平面网络75.3三维网络75.4移动网络86技术选择96.1第三代多模块网状网络96.1.1简单部署和维护自动配置和自动发现106.1.2网络稳定性-自动调整和链路自愈106.1.3多模块、多通道和多射频技术网络116.1.4车辆移动支撑156.2多业务无线网络166.2.1标准端子支架166.2.2多用户安全访问166.2.3服务质量176.3安全206.3.1WEP/TKIP/AES支持206 . 3 . 2媒体访问控制地址认证和SSID广播控制216.3.3802.1x

2、认证216 . 3 . 4虚拟专用网透明传输226 . 3 . 5网络回程安全226 . 3 . 6多SSID/VLAN226.3.7非法设备发现236.4可管理性256 . 4 . 1管理器/一个有自己的网络管理256 . 4 . 2网络管理程序和系统日志支持286.5模块化产品设计297方案30的优势1计划概述在一些安装网络设备不方便、建立有线网络成本过高的小区域，有必要寻找一种方便、灵活、低成本的网络使用方式。随着无线网络的出现，在网络资源几乎无法使用的环境中进行网络通信成为可能。例如，在野外工作、临时移动会议等不方便安装网络设备的地方，可以通过无线产品快速建立小区域无线局域网。只需要为

3、每个终端设备配置相应的无线适配器，通过无线信号进行通信，达到资源共享的目的。应急网络主要包括：1.野外应急覆盖野外是无线网络覆盖最简单的场景之一。在没有建筑物、山脉、高大树木等障碍物的环境中，单台设备的覆盖面积大，对设备架设高度没有额外要求。设备覆盖天线采用全向天线，尽可能增加覆盖范围，保证终端可以从各个方向顺利接入系统。2.山区应急覆盖山区地形复杂，不能很好地保证山点之间的视距。此外，山上的植物正在茁壮成长，这极大地削弱了无线信号。因此，要实现山区应急通信的无线信号覆盖，单位面积所需的设备数量要多于野外和野外。同时，对天线架设的高度也有相应的要求。通常，无线网状网络中无线回程天线的高度应该高

4、于周围的树。覆盖天线可根据具体需要配置定向天线或全向天线。3.城市应急覆盖面城市覆盖主要受建筑物影响。为了保证网络中设备之间的无线连接，节点一般布置在交叉路口或建筑物顶部，便于互联，保证了街道等场所的覆盖效果。本方案以城市应急联网应用为重点，面向城市应急防灾、防洪、体育场馆、大型展览等领域的临时应急联网，确保数据、语音、视频的快速分发和传输。2网络示例现场无线网络中的互连网络节点由若干移动车辆和若干独立人员团队组成。车辆和人员配备无线网络节点，车辆、人员和群体需要实时互联互通。下表说明了信息传输模式和服务类型。表2-1现场网络和通信系统传输信息传输路径传送介质传递信息车辆之间的通信无线网状网1

5、-3个视频通道单通道数据人员节点到车辆无线网状网1通道视频单通道语音单通道数据人员节点之间无线网状网1通道视频单通道语音单通道数据3系统功能(1)在无干扰的情况下，在现场建立正常的通信链路；(2)在保证无线通信畅通和数据传输安全的前提下，完成所需图像和声音的传输和交换。4系统技术指标(5)在便携式网状模块10跳跃之后，网络延迟不超过200毫秒(6)便携式MESH模块配有独立的电源设备(电池)，MESH模块和电池作为一个整体应该是统一的封闭结构(7)对于系统的不同应用模式，各MESH模块可以灵活适应，无需人工分析和配置(8)在车载单兵系统中，至少有一辆车可以通过城域无线网状网络进行回传5网络拓扑

6、5.1网络返回模式应急通信网络是利用网状网技术，在车辆之间、车辆与人员之间建立的一个移动的、自组织的应急通信网络。然后，网状紧急网络的信息通过任何车辆传输回指挥中心。如何实时传输车队的视频、语音和数据信息是应急通信面临的主要挑战。目前，主要有以下三种方式：(1)。光纤采用有线网络将任何车辆与最近的光纤网络连接起来，从而将网状应急网络信息传回指挥中心(2)。卫星在其中一辆车上安装卫星发射和接收设备(3)。无线返回模式该方法充分利用无线Mesh网络的特点，在市区主要高层建筑中每隔2-5公里设置固定基站，为市区车辆提供无线连接。固定基站通过无线网状协议相互通信，最后传输回控制中心。如下图所示，当车辆

7、进入事故现场时，负责无线回程的车辆和最近的固定基站将与最近的固定基站互联，从而实现整个团队的信息回程。在城市应急通信网络中，无线回程模式是最常见、最有效的组网模式。车载个人临时应急通信系统的回程网络通过部署在城市中的城域无线Mesh网络实现，现场信息实时传回指挥调度中心。5.2平面网络图3-1平面网络布局其中，场地的场地面积在500米半径范围内，每辆车与人员的相对位置是随机的，可能导致任何情况。因此，无线网络系统需要是灵活的并且没有边缘点。车辆和人之间形成网状拓扑，无线通信不受相互位置变化的影响。5.3三维网络当人们在现场监测和采集信号时，他们经常需要三维移动，例如，地铁或高层建筑的深穿透。如

8、图所示，地铁人员通过网状网络以多跳方式将场景图像无线传输给地面车辆。图3-2三维网络部署图5.4移动网络在野外环境中，为了进行有效的保护，车辆会相互移动。在这种情况下，仍然有必要保持车辆之间的必要通信。网状网络的移动性被用来解决这个问题。在平坦地形和全向天线的情况下，网络可以在有效通信范围内以120公里/小时的高速达到6Mbps的数据传输速率。如图所示，当车辆移动时，场景图像通过网状网络传输到后方。图3-3移动网络部署图6技术选择6.1第三代多模块网状网络Strix接入/One产品支持网状拓扑组网技术，设备节点间采用无线级联通信。同时，每个节点可以以点对多点模式与其他节点连接。这样，构建的网状

9、网络中的每个节点都具有不止一个无线上行链路，这提高了无线传输服务的可用性。从拓扑角度来看，网状拓扑超越了传统无线网桥的点到点和点到多点拓扑，从根本上解决了建筑物等障碍物对城市大规模无线网络部署的影响。基于802.11g/a/j技术的网状网络无线链路带宽为54Mbps，采用Turbo模式，无线链路带宽可达108Mbps，为大规模城域网的使用提供了高带宽基础。Strix网状系统同时支持2.4千兆赫、4.9千兆赫和5.8千兆赫，并支持多种电线如上图所示，Strix mesh系统可以采用802.11g (2.4GHz)或802.11a(5.8GHz)作为节点间的无线互联技术，每个无线mesh节点提供8

10、02.11g或802.11a的用户覆盖。目前，2.4 GHz的802.11g/b有3个非重叠信道，5.75.8GHz的802.11a有5个非重叠信道。如果同时使用5.1 5.3千兆赫和5.4 5.7千兆赫，将提供24个不重叠的802.11a通道。这种多频多信道无线组网模式可以有效避免2.4千兆赫和5.8千兆赫频段的外部干扰。Strix mesh的室外基站OWS在支持2.4GHz/5.8GHz的基础上，也支持使用4.9GHz，作为需要授权使用的频段，4.9ghz的频率更干净，可以提供更多的无线频率资源，既可以用于无线覆盖，也可以用于无线回程。6.1.1简单的部署和维护自动配置和自动发现Strix

11、网格系统具有自动配置的能力。当网络节点启动时，节点中的各个模块会自动发现彼此，并自动确定自己的工作模式、智能扫描通道等功能，无需手动配置每个设备。当网络中添加一个或多个新节点时，系统也可以自动发现新节点。在节点通过管理界面获得网状网络授权后，新节点将自动下载配置。Strix mesh系统的自动配置和自动发现能力减少了网络部署和管理操作维护的工作量。6.1.2网络稳定性自动调整和链路自愈无线网络连接建立后，形成网状结构，每个网络节点以一定的时间间隔连续执行决策算法。每个节点都具有分布式智能，以信号强度和网络性能为指标，选择最佳路径在多个无线链路中路由流量，并不断动态调整数据路径，从而限制广播并消

12、除瓶颈。这确保了可以立即检测到由网络元件的添加或移除引起的任何网络拓扑变化，并且可以采取相关措施来确保网络总是处于最佳性能和运行状态。这样，网络必须具有以下两个自组织网络特征：自调整性能自我调节自愈链接的自动修复如下图所示，在故障发生之前，网状网络节点保存主链路和备用链路的信息，并不断动态更新链路信息列表；当网络中某一点由于供电、损坏等原因出现故障时，其他外围设备会快速选择参数最优的备选链路作为备选链路列表中的主链路；Strix Mesh系统的SMFR(可扩展网状网快速重路由)算法提供快速链路修复，并在几毫秒内完成活动链路和备用链路的切换。整个过程对网络中的终端用户是透明的，不会造成用户数据、

13、语音或视频应用的中断。网状拓扑图故障发生前网状拓扑图故障后6.1.3多模块、多通道和多射频技术网格Strix接入/One产品支持多模块、多信道、多无线电的网状网络技术，如下图所示每个节点有多个不同功能的无线模块，分别处理无线终端接入、网状回程和网状扩展等。并使用多个专用模块来提高无线mesh的内部性能。如下图所示802.11G2.4 GhZ802.11G2.4 GhZ802.11G2.4 GhZ802.11 a4.9至5.8 Ghz802.11 a4.9至5.8 Ghz802.11 a4.9至5.8 Ghz同时，每一跳使用不同的2.4千兆赫或5.8千兆赫信道进行传输，这极大地改善了多个网状节点

14、或外部射频环境之间的干扰。这种多模块、多信道、多无线技术的无线网状网具有很好的多跳能力，其多跳TCP吞吐量指标如下：在实验室条件下，每跳吞吐量低于1%，在实际应用环境下，低于10%。多部门Strix户外网状系统，OWS支持各种类型的外部天线，如全向天线，定向天线，扇形天线和抛物面天线。Strix OWS公司的多模块架构可以与各种扇形天线(如120度扇形天线)相结合，形成一个具有三个扇区的网状网络节点。Strix OWS支持的多扇区可以是2.4千兆赫、4.9千兆赫或5.8千兆赫，根据网络性能要求，可以由3个扇区、4个扇区、6个扇区或8个扇区构成。每个扇区都有一个专用的无线模块来处理流量，这样多个

15、扇区就可以在提供360度覆盖的前提下成倍增加节点的整体容量。扇形天线也可以提供比全向天线更高的增益。例如，120度扇形天线的增益通常是360度全向天线的两倍，理论上可以将覆盖范围提高50%。通过这种方式，多扇区架构可以提供更大的覆盖区域，并通过墙壁和窗户更好地传输无线信号，以实现从室外到室内的无线覆盖。频率规划Strix mesh支持灵活使用2.4千兆赫、4.9千兆赫和5千兆赫，上述三种技术中的任何一种都可以用作主干互连或终端覆盖。考虑到目前2.4千兆赫频段的高使用率，建议采用4.9-5.8千兆赫频段作为网状节点无线互联的无线技术，以提供更多的非重叠信道。网状多扇区架构非常类似于GSM/CDMA移动通信中的多小区部署，能够充分利用多信道频谱资源，并具有自动动态降低干扰的功能。通过使用多无线电技术和合理的多信道规划，相邻扇区使用的信道间隔为2个信道以上，相邻网状中继节点使用的信道间隔为1个信道以上，充分保证了系统的整体性能，降低了干扰的影响。4.9千兆赫作为未来可能出现的公共安全专用频段，只有经过无线电管理机构的授权和批准后才能使用，这样可以更有效地避免频段开发带来的干扰。Strix OWS室外基站支持4.9千兆赫，通过软件配置可以在4.9-5.8千兆赫的全频带内选择频点。降低总体成本多模网状网络的内部性能损失非常低，因此