卧龙自然保护区无线覆盖网络解决方.docx
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卧龙自然保护区无线覆盖网络解决方
波迅WBS无线网络
Wi-Fi通信系统
卧龙自然保护区
无线覆盖网络解决方案
目录
第一章概述-3-
1.1无线局域网发展现状-3-
1.2厂商介绍-3-
第二章项目需求及设备选型-5-
2.1项目概述-5-
2.2项目需求分析-5-
2.3设计原则-6-
2.4设备选型-7-
2.5波迅WBS无线网络产品优势-8-
第三章无线网络方案设计-10-
3.1方案设计-10-
3.2方案配置说明-11-
3.3方案设计依据-13-
第四章无线网络应用-15-
4.1无线基站数据传输-15-
4.2无线网络接入-17-
4.3保护区无线监控-18-
4.4无线应急通信-19-
4.5保护区机动覆盖-20-
第五章工程实施配套要求-22-
5.1设备安装方式-22-
5.2接地-23-
5.3系统防雷设计-24-
第六章产品规格和性能-26-
6.1波迅WBS无线网络产品介绍-26-
6.2WBS-2400(全向)基站-30-
6.3WBS-5800SCT扇区基站-32-
6.4波迅接入设备和远端站-34-
6.5波迅高级服务功能-35-
第一章概述
1.1无线局域网发展现状
1997年IEEE推出了802.11无线局域网2Mbps标准后无线局域网并未得到普及,而1999年802.11b技术的出现使得的无线局域网的速率可以到达11Mbps,由于技术成熟以及移动终端的普及使无线局域网的市场不断扩大,随之而来的新的标准如802.11g、802.11a又将无线局域网的速率提到了一个新的高度,使之完全可以满足复杂的室内外环境部署以及高带宽媒体应用的需求。
中国的无线局域网在2003年得到了充分的发展,主要体现在以下几方面:
无线局域网芯片的规模化生产,使得其产品的市场价格为大多数消费者所接受,进一步扩大的用户市场,从而形成了良性循环。
无线局域网络技术的进步,尤其是成熟的802.11g产品的推出使得新的无线局域网环境既满足了用户对高带宽媒体的应用又兼容现有的大量的802.11b用户。
国际互联网运营商大量的部署无线局域网热点以及对该业务的推广,使得无线局域网的概念在大用户群中已经取得了一定的普及,为进一步扩大热点的用户市场打下了有力的基础。
移动客户端如便携电脑、PAD等产品的不断的普及,使得通过无线局域网上网的业务需求不断扩大。
2000年,以色列波迅公司成立,凭借独有的空间自适应波速赋形专利技术,推出了具有超强覆盖和接入能力的,免许可证频段宽带无线接入的完美解决方案。
如今,波迅的强大无线产品已进入中国,致力于为国内用户提供这一优越的,实用而经济的无线解决方案。
1.2厂商介绍
1.2.1以色列波迅(Wavion)公司介绍
以色列波迅无线网络凭借独有的自适应波束赋形专利技术,在免许可宽带无线接入市场提供全面高效解决方案。
波迅的端到端解决方案产品包括2.4G/5.8G,全向/扇区基站,可以提供包括接入,骨干回传,客户端,网络管理,服务定制和计费管理一系列完成的解决方案。
凭借超强的覆盖和接入能力,波迅的完美解决方案可以帮助运营商,集成商和政府在城市和农村应用中提供高品质服务,并能减少50%以上的投资。
波迅成立于2000年,总部在以色列,并在全球超过50个国家有分支机构,包括美国,巴西,阿根廷,俄罗斯和印度等。
1.2.2BHU公司介绍
北京华信联创科技有限公司专注于中国无线网络市场,主要从事军用(BHUSYSTEM事业部)、民用(分销业务群组)无线通信产品的开发、生产、销售和工程服务等业务。
BHUSYSTEM事业部自主开发的BHUSYSTEM非视距音视频/IP链路/E1通道动中通无线网络系统,立足于军工需求,以其强大的技术性能和优异的可靠性,在野外作战、部队演习、应急指挥、边防保障、海事巡逻等任务中发挥了突出的作用,获得了部队首长和政府领导的一致好评。
分销业务群组作为以色列波迅(Wavion)室外无线覆盖系统以及HyperLink无线配件产品中国区分支机构、美国UBNT无线宽带产品中国区独家分销商、MOTOROLACANOPY/PTP系列无线宽带接入系统全球铂金合作伙伴,涵盖无线各个领域,可以提供一揽子的统一解决方案,集分销代理、解决方案提供、技术服务于一体,是全球众多知名品牌无线产品及技术在中国区的核心合作伙伴。
公司已通过ISO9000国际质量认证体系,拥有经验丰富的技术服务团队,凭借强大的技术背景以及先进的技术优势,借助全国性的统一销售服务平台(北京、沈阳、上海、成都、广州),我们将为广大合作伙伴提供最好最全面的解决方案。
我们的目标是:
为每一个客户提供最好的产品以及最佳的服务!
第二章项目需求及设备选型
2.1项目概述
卧龙保护区地处我国西南地区,原有比较落后的信息化基础设施也在地震灾害中遭受了严重的破坏。
借灾后重建之契机,进行卧龙保护区数字化建设总体规划,并以此为基础,分步有序地开展保护区数字化建设,是实现卧龙保护区灾后重建,以及实现可持续发展、跨越式发展的重要步骤和途径。
2.2项目需求分析
2.2.1客户环境分析
卧龙自然保护区总面积为203601.0公顷,其中核心区面积约占保护区总面积的69%,缓冲区面积约占保护区总面积的22%,实验区面积约占保护区面积的9%。
林业用地面积为118285.4公顷,占58.1%;非林业用地面积为85315.6公顷,占41.9%。
在林业用地中,有林地面积为86683.3公顷,占73.3%;疏林地面积为84.5公顷,占0.1%;灌木林地面积30491.8公顷,占25.8%;未成林造林地面积274.6公顷,占0.2%;苗圃面积为4.3公顷;无林地面积为747.9公顷,占0.6%;在有林地中,林分面积为86681.8公顷;经济林面积仅为0.5公顷。
保护区总面积按权属分:
国有林面积为202508.5公顷,占99.5%,集体林面积为1092.5公顷,占0.5%。
非林业用地中,自然保护区两乡(镇)的耕地面积2831亩,其中,卧龙镇耕地面积1313.33亩;耿达乡耕地面积1487.9亩。
2.2.2项目需求分析
卧龙保护区内森林覆盖率超过57%,植被覆盖率超过98%,在卧龙保护区20万公顷的范围内分布了约30条巡护线路,这些地区没有通信线路,也没有中国移动和中国联通的通信网络。
区内大片区域目前没有通信信号覆盖,这给野外保护和科研工作造成极大的不便,降低了工作效率。
因此,网络基础环境是“数字卧龙”的基础设施和支撑平台,卧龙保护区需要建设一个基于TCP/IP技术,有线无线结合,安全可靠、结构合理、功能完善的网络平台,以满足开展保护和科研工作、电子政务、公众教育、宣传以及各种网络应用的需求,网络平台所支持的多种网络应用服务,也可为卧龙保护区的各项工作提供现代化的工具和手段。
通过无线覆盖回传网络,将所有监控点视频数据传输到中心点,要求系统稳定、高速、安全的实现覆盖回传应用,使视频数据实时到达监控机房,保证良好的监控效果。
无线覆盖回传网络系统不仅能够满足现在的监控网络通信需要,同时考虑到未来发展,无线覆盖回传网络要具备良好的兼容性和扩展性,满足系统长期使用,稳定使用的目的。
经过详细分析,该无线网络系统应具备如下特点:
⏹便捷性:
只要选取楼侧合适的位置就可架设,采用组合全向天线的模式,不需要调整任何角度,信号以无线电波的方式传输。
⏹稳定性:
具备工业级的稳定,保证良好的网络通信质量,保证无线网络系统的长期稳定运行。
⏹安全性:
支持WEP、WPA、WPA2、802.1x、RADIUS等丰富的加密方式,保证网络通信的安全,保证用户的网络安全性。
⏹高品质:
采用高品质无线产品,保证室内的传输质量,具有很强的抗干扰能力。
系统保证满足用户的网络带宽需求,满足实现用户的视频、音频传输和其它无线网络应用。
⏹维护性:
在网络上任何节点可进行远管理维护,配置和软件升级。
⏹经济性:
无线网络系统可通过尽量少的Wi-Fi蜂窝基站,而取得最让用户满意的网络接入效果,有较高的经济型。
2.3设计原则
随着网络技术和软件技术的飞速发展,特别是Internet/Intranet的出现及其相关技术的迅速发展,信息革命带来了全球范围市场竞争的日益加剧,对传统的通信方式产生了巨大冲击。
本建议方案的最终目的是,为用户提供一个安全的、高效的、先进的、适用的、经济的信息交换网络,保证用户在信息管理系统的基础上健康、高速、有效、稳步地向前发展,建设好数字卧龙项目。
根据用户的具体情况,在网络设计中应遵循下列原则:
2.3.1先进性原则
采用先进的设计思想,选用先进的网络设备,使网络在今后一定时期内保持技术上的先进性。
2.3.2开放性原则
网络设计及网络设备选型遵从国际标准及工业标准,使网络具有高度的开放性和所提供设备在技术上的兼容性。
2.3.3可伸展性原则
网络设计在充分考虑当前情况的同时,必须考虑到今后较长时期内业务发展的需要,留有充分的升级和扩充的可能性。
充分利用现有通讯微波资源,为以后扩充到更高速率提供充分的余地。
另一方面,还必须为网络规模的扩展留有充分的余地。
2.3.4安全性原则
网络系统的设计必须贯彻安全性原则,以防止来自网络内部和外部的各种破坏。
贯彻安全性原则体现在以下方面:
1.设备采用的是扩频技术;
2.提供了射频信道的加密;
3.用户可以通过设置自己的网桥或另加独立加密设备实现更高的安全性;
4.网络内部对资源访问的授权、认证、控制以及审计等安全措施:
防止网络内部的用户对网络资源的非法访问和破坏。
2.3.5可靠性原则
网络系统的设计必须贯彻可靠性原则,使网络系统具有很高的可用性。
可靠性原则体现在以下方面:
1.选用技术先进、成熟高可靠性的网络设备;
2.系统增益储备高;
3.链路的可维护性好;
2.3.6可管理性原则
网络系统应具有良好的可管理性,使得网络管理人员能方便及时地掌握诸如网络拓扑结构、网络性能统计、网络故障等信息,能简便地对网络进行配置和调整,确保网络工作在良好状态。
2.4设备选型
经过详细分析和充分考虑,我们采用波迅(Wavion)WBS-2400基站和WBS-5800SCT结合来实现“数字卧龙”无线覆盖回传网络。
WavionWBS-2400WiFi蜂窝基站,2.4GHz免许可频段的技术领先型WiFi无线宽带蜂窝基站。
基于6根天线组成的智能天线阵列以及6套射频发射装置,以Wavion专利的BeamForming(空间自适应波束赋形)技术为手段,WBS-2400WiFi蜂窝基站可以工作在LOS(视距)或者NLOS(非视距)环境下,并提供更大的覆盖范围以及更稳定的无线连接。
除此之外,Wavion独有的领先技术SDMA(空分多址)技术可以使802.11b/g的带宽容量成倍增加。
对于运营商、政府以及企业客户等来说,这些在无线业内最领先的技术特点使得我们在使用很少数量WBS-2400WiFi蜂窝基站的情况下就能够提供高质量的WiFi服务,这不仅能够节省设备的投资费用,其所带来的管理上的便利性是具有深远意义的。
基于Wavion独有的业内最先进的BeamForming(空间自适应波束赋形)技术和兼容当前市场所有在售客户端WiFiCard的能力,WBS-2400WiFi蜂窝基站将在提升WiFi覆盖范围、带宽容量、室内穿透力以及强干扰环境下工作等关键性能点上具有显著的效能。
WavionBaseStation2400这将使运营商可以提供低成本投资的高质量服务,可以避免陷入因为投资成本过大而降低服务质量的恶性循环。
2.5波迅WBS无线网络产品优势
●更远的距离
相比普通WiFiAP接入点,WBS-2400可以达到其3倍的距离,9倍的面积。
不同环境相同的无盲点覆盖能力WBS-5800的Beamforming(空间自适应波束赋形)具有优秀的非视距覆盖能力,从而使每个基站在任何环境都可以具有更大的无盲点覆盖范围。
●优秀的室内穿透性以及深度非视距能力
超强的链路增益储备以及信号发射接收的多路径智能合并,使得WBS-2400具备优秀的室内穿透特性和深度非视距能力。
●更高的带宽
超强的链路增益储备使得WBS-2400大大提高了带宽的容量,而且,SDMA(空分多址)技术的应用使得带宽容量成倍增加。
●优秀的抗干扰能力
Beamforming(空间自适应波束赋形)技术固有的空间过滤功能以及独有的动态干扰处理能力使得WBS-2400工作在强干扰环境成为可能。
●节省投资
WBS-2400无论环境更大的覆盖范围、低廉通用的ClientCard以及优秀的室内穿透特性,都使得每条客户的线路成本降至最低。
●运营商级别可靠性
基于IP-67平台可靠耐用以及全室外设计,可以在极端气候环境下稳定工作。
第三章无线网络方案设计
3.1方案设计
根据无线网络的具体需求,经过详细分析,我们提供以下方案设计:
无线网络覆盖卧龙保护区内主要的保护和科研机构,以及区内的省道沿线区域。
具体包括:
卧龙镇沙湾、中国保护大熊猫研究中心(神树坪)、五一棚大熊猫野外生态观察站、邓生保护站、三江保护站、木江坪保护站、鹿耳坪保护点、鸡心包保护点、三道桥保护点、耿达保护点,实现保护站(点)、省道沿线的延伸覆盖,以及所有该区域范围内行车道路附近的机动覆盖。
由于卧龙保护区的植被茂盛,在实施道路沿线覆盖时,以600-2000米架设一台WBS-2400无线设备;在实施有线网路末端的信号延伸覆盖时,使用WBS-5800SCT建立桥接无线链路,再用WBS-2400实施无线信号覆盖;对保护站(点)、研究所和镇上等用户聚集点的无线覆盖,则视现场的实际建筑环境,在勘察后确定无线设备的架设地点。
各基站架设点通过就近的光纤线路接入数据,或通过无线桥接方式接入数据网络,实现用户端的接入,并提供多方面的增值服务,如宽带、监控、WiFi语音、应急通信等。
WBS-2400基站无线覆盖,如图:
数字卧龙无线覆盖回传系统平面图
在无线网络搭建基础上,还可以通过WCPEN2、WCPEP2、WCPEN5、WCPEP5等无线终端设备实现无线网络的进一步延伸扩展,覆盖更远距离大范围的地区,车载巡逻通信以及移动监控等业务。
数字卧龙拓扑结构:
数字卧龙无线覆盖回传系统拓扑图
3.2方案配置说明
根据下列无线网络方案设计和详细配置,可以满足卧龙保护区无线覆盖网络的需求。
设计采用多台波迅WBS-2400基站和WBS-5800SCT蜂窝基站实现无线回传和覆盖,实现各用户终端无线联网,通信控制。
序号
名称
型号
数量
备注
1
无线基站
WBS-2400
120
预估
2
无线基站
WBS-5800SCT
根据实际延伸情况确定
3
无线远程终端
WCPEN2/5
根据实际情况确定,通信距离5km
4
无线远程终端
WCPEP2/5
根据实际情况确定,通信距离15km
1)采用多台WBS-2400蜂窝基站同周围360°的各个终端站进行连接。
采用独立的WBS-5800SCT基站,提供满足需求的回传链路。
波迅WBS系列基站带宽采用业界最先进的BeamForming(空间自适应波束赋形)技术,以及独有的领先的SDMA(空分多址)技术,通过6套智能天线阵列射频发射装置,提供显著高于普通无线AP的更大覆盖回传范围,具有优秀的非视距传输能力和室内穿透力。
无线回传网络链路质量、传输距离、非视距能力和稳定性都处于业界领先水平。
2)WBS-2400基站得益于独有、领先的SDMA(空分多址)技术,以及强大的非视距传输能力和优秀的室内穿透性,优秀的抗干扰能力等一系列独特的技术,保证强健的无线网络通信。
每台WBS-2400基站可以提供25-30Mbps的链路总带宽,满足用户实际需求。
波迅无线回传网络在远距离、点对多点、高带宽、非视距的回传应用环境中,使用更为经济,无线网络整体利用率和效费比高。
3)WBS-2400Wi-Fi蜂窝基站具有强大的自回传功能,可提供5台一组WBS-2400灵活无线组网功能。
无需校对角度,WBS-2400可自动建立无线组网,可以选择主基站(由人工设定)或其中几个基站连接有线网络,而其它基站通过无线回传链路接入有线网络,无需直接连接有线网络。
因此,可根据环境特点和实际需要(如空旷地带、不易铺设光纤的地点),将一些WBS-2400采用无线回传链路连接,可以大大减轻网络基础设施的施工量和施工难度,同时也可以简化基站的选址要求,合理放宽条件。
4)用户根据设备管理需要,可选择采用波迅Net-NMS作为WBS-2400Wi-Fi蜂窝基站的集中管理控制器。
波迅的网络管理系统是一个综合的,运营商级的工具,可以让网络运营方技术人员有效的控制和监控Wi-Fi网络。
波迅Net-NMS可以对各个网络管理方面的需求提供支持,可以让网络管理员能够部署每天的监视和控制活动,实施经过详细规划的网络管理工作,提高网络管理的科学性、规范性。
对于今后可能出现的网络扩容,Net-NMS也可以进行扩容管理。
WBS-5800SCT基站在网络接入上通过5类网线连接监控室交换机,接入监控机房局域网就可以了。
远端站(CPE)同样通过5类网线连接视频服务器或交换机,将摄像机的视频数据回传。
5)WBS-2400Wi-Fi蜂窝基站的安装位置如塔架、中高层建筑物楼顶等制高点。
原则上,建议基站采用安装在地面杆架、低层建筑或中高层建筑楼顶的方式,要求高于建筑物楼顶2米,水平方向距离杆架1米以上,从而达到最佳的覆盖效果。
覆盖高层建筑应采用在地面或一二层楼顶安装的方式,要求高于地面2米以上,水平方向距离杆架1米以上,这样可以取得高层建筑覆盖的良好效果。
WBS-2400Wi-Fi蜂窝基站通过专用卡具固定,天线垂直向上,并需做好避雷防护。
6)WBS-2400Wi-Fi蜂窝基站具有优秀的电信级别无线通信基站的稳定性和可靠性,采用IP-67的平台耐用等级和全室外设计,保证系统的长期稳定运行。
WBS-2400Wi-Fi蜂窝基站通过POE方式馈电,安装时对基站设备只需通过一根网线(10/100Mbps)连接,POE电源可以在机房接入交流电,也可以安装在其它合适的位置接电。
7)根据用户实际需要,可以选择波迅Service-Pro服务管理解决方案,实现客户端接入管理、计费等功能。
波迅Service-Pro是一个综合的OSS/BSS服务管理解决方案,为无线宽带提供商提供服务,共分成三个部分:
Radius服务器,计费管理模块和接入控制器。
Service-Pro套装提供广泛的服务,包括用户端管理,带宽管理,计费,服务计划和强制网络认证等。
同时,波迅(wavion)无线产品支持第三方用户认证、计费控制等网络管理系统和服务软件,用户可以自行选择。
3.3方案设计依据
波迅(Wavion)WBS-2400的多项先进专利技术决定了其超强的技术性能。
与传统的高端网桥相比具有以下优势:
●超强回传能力,提供至少x3倍的距离;x9倍的面积;x6倍的容量
●超高接收灵敏度(-105.5dBm),目前市场上其他较好的设备最多能达到-94dBm,WBS-5800超过其11.5dBm,通常6dB代表着传输距离增加一倍。
●发射功率仅为19dBm(不足100mw),带来最高42dBm的等效输出功率
●超强抗干扰能力,智能天线阵列可有效控制对干扰信号的接收以及有效控制发射信号对其他设备的干扰,因此在终端非常密集的极端情况下,同一点或者同一方向可以放置多台设备来扩容巨大的客户数量而不会产生干扰。
3.3.1Beamforming智能天线功能优势
●根据终端位置以及信号传输路径确定通信地址
●产生多路径高增益定向点波束(指向终端所在位置)
●发射和接收时均智能自动合并多路径信号
●智能高增益波束的多路径发射接收带来优秀的深度非视距功能
●区别于普通全向天线,智能天线产生的定向点波束自动避开经过干扰信号的路径
3.3.2SDMA空分多址技术优势
●同频点并发与众多客户真正同时通信(区别于TDMA)
●同频点多信道并发,极大提高频点利用率,SDMA技术使带宽容量成倍增长
●自适应波束赋形技术可以提供峰值带宽所需的增益
通过实际的测试,可以发现一块普通笔记本内置无线网卡经测试可以通过4栋宿舍楼的遮挡仍然稳定高带宽通信,无论任何复杂遮挡干扰环境,均可至少有效回传500米,采用室外型CPE最远可达15KM以上。
第四章无线网络应用
4.1无线基站数据传输
无线基站安装方便,组网灵活,可实现网络的快速建立和灵活调整。
无线网络常与光纤网络结合使用,可以最大程度节省投资成本,实现网络资源的最大化利用;wavion无线网络设备之间也可以建立无线链路,并实现远距离骨干级数据业务通信。
无线基站数据传输常用连接方式:
基站数据获取方式:
方式一:
直接光纤或网线到基站,wavion无线基站支持POE供电,在为基站提供电源和数据时按照下图方式连接基站和电源、交换机等。
方式二:
远端基站可以通过基站间的回传功能,以无线的方式获得数据再实施本区域的无线覆盖,适合某些区域需要无线覆盖但光纤又难以到达的地方。
方式三:
以无线远端站的方式提供给基站数据,这种方式也适合调过来由基站给WCPE提供数据接入,WCPE可后接一个LAN,如图:
4.2无线网络接入
无线WiFi网络可直接为保护区用户提供无线宽带接入,并实现移动化办公,随着国内现代化建设进程的快速发展,无线网络已成为发展的潮流。
“热区”可提高卧龙保护区部门之间的工作效率,实现保护区的“热区”理念,以及研究中心对各保护站(点)网络的统一管理。
无线信息中心将分布在区内的游客、监测人员、科研人员等连成一个整体的局域网。
波迅(Wavion)基站结合了波束赋形和空分多址技术,每台基站都能覆盖一个较大的区域,并提供各种标准化的无线终端接入,以及VOIP服务。
如图所示:
在无线WiFi信号覆盖区域内,打开任意WiFi终端设备均能搜索到基站信号和SSID,选择合适的SSID连入基站,即可拨号上网。
常见的无线终端有带迅驰的笔记本电脑、台式电脑使用的桌面型无线网卡或优盘型无线网卡,带WiFi模块的手机或PDA终端等…
4.3保护区无线监控
保护区无线网络,可以为公共安全事业提供快速高效的无线数据服务,覆盖保护区的无线信号可实时回传景区内道路、保护站(点)视频监控的各种信息资料,实时了解环境变化情况,为保护区大熊猫嬉戏繁殖提供保护。
保护区无线监控点多为道路、野外监控和地质监测,环境监测方面的信息监控,通常根据道路环境和大熊猫常出没地带实施监控,安装布设,在实施过程中根据监控点与基站间的距离选择不同的WCPE建立无线传输,确保监控图像快速回传至中心。
如图:
4.4无线应急通信
无线网络,除了可为保护区科研人员提供无线网络接入,还可以为保护区公安、消防、急救和公共事业等政府服务部门提供统一协调、指挥调度和一个对保护器突发事件做出高效协同处置的平台。
例如:
公安巡警或者交警可以通过无线手持设备上传数据或提供现场报告等,通过
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