宜兴水利监控系统方案

监控项目技术方案多点视频监控技术方案摩托罗拉(中国)电子有限公司CanopyTM无线宽带产品部2008年04月宜兴水利视频监控项目Page2of38一．项目概述需要建立一套视频监控系统，用于水利监控管理。其中，每路视频采用1Mbps的流量，共23个视频监控点，组建河道系统联网监控管理。二．设计方案2.1方案描述由于实际链路状况不清楚，我们暂且假设系统中所有链路均为视距链路LOS。假定每路视频流量为1Mbps定码率时，1对BH10可以带接力传递5路视频，1对BH20可以带接力传递14路视频。设备数量和站点类型如下所示：站点类型站点数量设备类型设备数量10M点对点11BH102220M点对点12BH2024考虑到该项目今后的扩容，为了避免系统内自干扰问题，我们建议用户采用CMM模块保证系统内所有设备的同步。集群管理模块(CMM)通过接收GPS卫星的时钟信号来保证所有设备的时钟严格同步，同时还提供数据交换机和电源模块，大大降低了设备安装的复杂性。此外，为了有效避免外界电磁干扰，Motorola建议用户在用户端采用反射板天线，从而有效保证系统的稳定性。2.2设备配置宜兴水利视频监控项目Page3of3823个点对点系统配置清单设备名称描述数量单价总金额5700BH5.8GHz10M点对点接入点模块225700BH205.8GHz20M点对点接入点模块24600SS浪涌抑制器46ACPSSW-0890-230VAC/50-60HZ电源模块461070CKBA集群管理模块N(可选)27RD27DB反射天线套件23SMMB1通用安装托架46(可选)三．MotorolaCanopy系统描述3.1点对点传输距离当两端均采用反射板天线时，MotorolaCanopyBH和BH20的传输距离均可超过50公里，最远可达56公里。3.2点对点链路性能计算两种Canopy点对点设备分别采用BFSK和4FSK的调制方式，提供空中10Mbps和20Mbps两种接入速率，有效传输带宽分别是7.5Mbps和14Mbps。Canopy的点对点链路也可以调制上下行速率比例。当使用Canopy点对点设备传输E1业务时，我们须将点对点链路设置成上下行速率相等，即上下行各占50％。也可以灵活设置成上行75%，下行25%，满足与大视频流量单向望监控中心。链路性能计算：1）CanopyBH峰值速率：10Mbps有效速率：7.5Mbps上行速率：7.5Mbps×50％＝3.75Mbps下行速率：7.5Mbps×50％＝3.75Mbps传输距离：56公里以内2）CanopyBH20峰值速率：20Mbps有效速率：14Mbps上行速率：14Mbps×50％＝7Mbps下行速率：14Mbps×50％＝7Mbps宜兴水利视频监控项目Page4of38传输距离：56公里以内点对点接入示意图：3.5网络频率规划3.5.1MotorolaCanopy点对点频率规划对于高带宽用户的需求我们可以架设一个点对点的链路，这样可以更好的利用带宽。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使用点对点BH设备使用5.805GHz中心频点。3.5.2频率规划原则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。3.6系统域名和IP地址规划根据用户要求分配Canopy的IP地址即可。Motorola的Canopy5.8GHz无线宽带接入设备非常简单，它对于用户的网络来说是一个透明设备，像是一个HUB，如果不给Canopy模块设置IP地址就使用默认IP地址169.254.1.1Canopy模块也能正常工作，但是为了全网的管理方便，并且跟网管系统的结合，我们可以采用同现有网络上其它网络设备相同地址段的IP地址，其中给每个AP和BH（Master）设备一个上面使用的IP地址即可。我们据此设立具体IP地址规划可以和现有网络相结合。最好所有网络设备采用私有地址段10.0.0.0。这样可以防止外宜兴水利视频监控项目Page5of38部无关人员非法进入网络设备。Canopy的用户模块（SM）可以不用设置IP地址，这样可以防止用户非法进入到用户模块中去。管理员可以通过AP使用私有IP地址来管理SM。如果我们希望通过网管系统管理用户模块（SM）那么我们可以给SM设置一个同AP同网段的IP地址即可。Canopy设备不需要配置域名，它只是一种网络设备，本身只提供网络接入服务，因此不必一定要配置域名。如果我们希望采用域名方式以方便的进行管理，我们建议对于Canopy设备定义统一的域名格式。比如我们可以采用如下统一格式：其中{locationn}是每个安装地点的名称，如果同一个地点安装了多套设备以序列号n做区分。例如我们在医药大厦上面安装了一个AP和两个BH，我们可以定义如下域名：{YiyaoAP1}和{YiyaoBH2}3.7MOTOROLACanopy无线宽带接入系统特性及功能Canopy是Motorola公司在5.8GHz(UN-II)频段，使用非线性调频技术，以点对点、点对多点方式进行数据接入的固定无线接入系统.3.7.1Canopy系统主要特点如下一体化设计，结构紧凑，系统集成度高安装简便、快速抗干扰能力强，工作效率高，适合5.xGHz频段工作要求性能稳定，在大用户量接入的时候吞吐率不下降延时稳定，不管用户数量多少，保持20ms稳定的延时覆盖范围广，点对点工作加无源反射天线距离可达56公里上联接口直接为10/100BaseT以太网接口，适用范围广系统容量大，单扇区AP可以最大接入200个用户模块系统管理配置简单方便，界面友好Canopy无线宽带系统可以提供高达10Mbps的空中传输速率Canopy无线宽带系统可以提供两种工作模式，点对点和点对多点方式Canopy无线宽带系统的BAM（BandwidthandAuthenticationManage）软件可以提供完善的带宽控制和用户认证功能。3.7.2系统结构、设计和组网Canopy的基本模块有3种类型接入点模块（AccessPointModel），用户端模块宜兴水利视频监控项目Page6of38（SubscriberModel）和回传模块（BackhaulModel）。通过这些模块，Canopy无线宽带系统可以提供两种工作模式：点对点和点对多点方式。一个基本的点对点接入服务链路由Backhaultimemaster和BackhaultimeSlave组成。集群管理模块（clustermanagementmodule）是Canopy系统中的关键模块。BackhaulTimingMaster必须和集群管理模块相连接这样GPS的时钟脉冲才可以同步它们的传输周期。通过点对点的无线链路接入服务，我们可以提供一个空中速率达到10Mbps的高速专线链路给用户。一个基本的点对多点无线宽带覆盖由一个接入点模块（AP）和若干个用户端模块（SM）组成，通过AP/SM模块可以对周围的用户提供无线宽带网络服务。同样我们可以通过多个接入点模块（AP）组合成一个接入点集群（APCluster）提供一个全向覆盖的无线宽带接入网络。集群管理模块是Canopy系统运行的关键。在每一个接入点集群站点或整个系统，集群管理模块为每一个模块提供GPS定时脉冲，这样他们的发射周期就可以达到同步。如果有一个接入点模块没有同步，那么它就可能在其它模块的接收周期内发送而使接收器的灵敏度降低。点对点和点对多点设备不仅可以各自使用，我们还可以在网络中组合使用，这样通过点对点和点对多点的双重工作方式完成一个复杂全无线网络的无线宽带接入系统。如下图示：3.7.3Canopy无线宽带的技术优势宜兴水利视频监控项目Page7of38摩托罗拉公司Canopy系统采用了非线形FM技术，这项技术在世界上已经使用了70年，至今仍在广泛的应用，它的最大特点就是抗干扰能力强、可靠性高，因此非常适合在室外复杂的无线环境下应用，作为室外无线宽带接入系统Canopy选择这项技术来保证在干扰环境下的工作可靠性。其次Canopy无线宽带系统采用了定向天线，可以保证在小发射功率下最大限度的提高无线接入的覆盖范围，减小干扰影响。Canopy的无线模块都是60覆盖角，因此我们可以采用6个接入点模块（AP）组成一个接入点集群模块（APCluster）来提供360全向覆盖。为了提高抗干扰能力Canopy系统还采用了GPS信号作为系统的时钟同步保证了全系统内的Canopy无线模块做到同收同发，把干扰降到最低。在媒体接入控制（MediaAccessControl）上面Canopy系统通过减小帧大小，减小报头的方式，有效降低了丢包的数量，它的空中帧只相当于802.11b帧的1/24。有效的提高了传输效率。采用了TDD/TDMA工作方式，同802.11系统相比，系统的收发都有中心站控制，避免了多用户时由于争抢信道资源带来的冲突和性能的下降。使得系统的吞吐率在单用户和大用户量的时候都保持非常高的效率。参看下图。摩托罗拉公司的Canopy系统同时支持两种工作协议，点对点协议和点对多点协议。采用Canopy系统就可以同时提供不同类型的服务，可以完成复杂的网络配置。摩托罗拉公司还为Canopy系统开发了一套带宽和认证管理系统（Bandwidthand宜兴水利视频监控项目Page8of38AuthenticationManage）。通过这套系统可以帮助运营商精确的控制用户购买的带宽，可以开发出更多的业务模式。3.8系统的硬件设备及配置Canopy5.8GHz产品提供了两种工作方式的产品，点对点产品（BackhaulModule）和点对多点产品（AccessPointModule和SubscriberModule）。并且同时提供了各种配件，包括电源模块，天线套件，安装托架，集群管理模块，浪涌抑制器等等。产品5750APAccessPointModule接入点模块5700SMSubscriberModule用户模块5700BHRFBackhaulModulewithReflectorKit回传模块包括反射天线套件27RDReflectorKit反射天线套件1070CKBAClusterManagementModule集群管理模块SMMB1UniversalMountingBracket通用安装托架600SSSurgeSuppressor浪涌抑制器ACPSWW－0890-230V/50-60Hz电源模块BAM001-CDBandwidthAndAuthenticationManagerCanopy认证服务器软件CD（单处理器服务器）说明1070CKBA－2-ClusterManagementModule(集群管理模块)内置GPS接收机内置以太网交换机AC电源模块，负责6个AP模块和回传模块的供电群管理模块是Canopy系统运行的关键。在每一个群站点或整个系统，群管理模块为每一个模块提供GPS定时脉冲，这样他们的发射周期就可以达到同步。如果有一个接入点模块没有同步，那么它就可能在其它模块的接收周期内发送而使接收器的灵敏度降低。5750AP-CanopyAPModule(接入模块)体积：29.9cmx8.6cmx8.6cmCanopyAP（接入模块）是一个基站，它可以和1到6个AP组合。每个模块采用宜兴水利视频监控项目Page9of38一个60的定向天线对一个区域进行覆盖。它采用独特的时分双工方法，使带宽的使用具有很高的自适应性。每个室外AP模块通过CMM模块采用GPS信号使网络上面的Canopy模块进行时钟同步，使干扰降到最小。一个AP模块可以覆盖3.2公里的区域，如果用户端加反射天线可以覆盖16公里。它的空