【文章內(nèi)容簡介】 技術方案建議書 第 11 頁 第 3章、 技術解決方案 、 技術分析 目前 視頻監(jiān)控解決方案也有一些不足，這是由固定 監(jiān)控和有線網(wǎng)絡監(jiān)控 解決 方案所決定的， 主要 存在以下三個問題： 1. 固定 監(jiān)控 依然存在 盲點 2. 如果采用有線光纖方式解決，固定監(jiān)控 實現(xiàn)全覆蓋的監(jiān)控，每添加一個點都要再施工布線，而且如果租用電信的專線每年要繳納很大一部分的費用 3. 對于突發(fā)事件 ，臨時監(jiān)控是個大問題，每次都要出動大批的警力，采用 移動 視頻監(jiān)控，可以有效地發(fā)現(xiàn)問題和隱患并及時排除 根據(jù)以上分析， 平安城市 城區(qū) 的視頻監(jiān)控方案應該滿足如下條件： ? 攝像頭可以根據(jù)實際情 況 臨時增加、 改變安放位置 ? 在安裝一個新的攝像頭時，可以不鋪設線纜 ，不受光纖點位置的限制 ? 可以臨時布監(jiān)控點 ? 支持移動監(jiān)控 在 警用 車 輛或者應急車輛 內(nèi)對現(xiàn)場進行實時監(jiān)控并 回傳 傳輸視頻 綜上所述， 固定監(jiān)控＋無線監(jiān)控＋移動監(jiān)控都是現(xiàn)實生活需要的監(jiān)控模式，只有把這些方式都結合起來才能更好地滿足 城市 的需求 。 視頻監(jiān)控方案包括： ? 有線網(wǎng)絡 /無線網(wǎng)絡 ? 數(shù)字攝像頭 /無線數(shù)字攝像頭 ? 硬盤錄像機 ? 監(jiān)控軟件 技術方案建議書 第 12 頁 Strix Access/One 無線 網(wǎng)絡具有自我組織、自動配置、性能自動調節(jié)、鏈路自動修復等特性，支持負載均衡 和冗余備份功能，為區(qū)域范圍內(nèi)的無線監(jiān)控和移動無線監(jiān)控提供了穩(wěn)定可靠的承載平臺。 基于 Mesh 技術的 Access/One 無線網(wǎng)絡支持完全無線的方式進行網(wǎng)絡建設，可以迅速地進行無線網(wǎng)絡搭設，具有高機動性、快速部署展開的特點；同傳統(tǒng)的有線和無線網(wǎng)絡技術相比極大地降低了初期的安裝和部署成本；僅需要在網(wǎng)絡邊緣加入新的 Strix 無線節(jié)點設備，就能達到網(wǎng)絡擴容的要求，因此，有效地降低了網(wǎng)絡建成后的運營維護成本以及網(wǎng)絡的擴容和升級成本 、 無線系統(tǒng)特性 、 系統(tǒng)介紹 本方案采用 Strix Mesh 無線組網(wǎng)解決方案，實現(xiàn)城域無線網(wǎng) 絡覆蓋，對固定監(jiān)控、移動監(jiān)控和應急臨時監(jiān)控提供寬帶無線接入。 室外無線基站對 區(qū)域 進行無縫的無線覆蓋，保證 無線攝像機 在運行過程中 一直處于無線連網(wǎng)狀態(tài)， 視頻信號傳輸不中斷 。公安和應急工作人員可使用寬帶無線網(wǎng)絡 ，對攝像監(jiān)控信息進行遠程查詢，提高城市平安水平和網(wǎng)絡使用效率。 技術方案建議書 第 13 頁 系統(tǒng) 特性 ? 區(qū)域中的固定基站采用 OWS2400系列產(chǎn)品 ，每基站提供直徑為 1~2km的無線覆蓋 （視具體監(jiān)控攝像機的密集度而提供的覆蓋范圍有所不同） ? 固定基站的系統(tǒng)骨干連接 采用 頻段的無線的方式 和有線方式相結合 ，配合 高增益 的 定向 天線，節(jié)省光纖架設和租用成本 ? 固定基站與遠端站配合，可采用有線方式直接連接攝像頭，然后通過無線多跳組網(wǎng)進行回傳 ，如下圖所示： 技術方案建議書 第 14 頁 ? 遠端站 和車載站點均 采用 HSx 產(chǎn)品 ，該產(chǎn)品是硬件指標與 Mesh 基站相當，非常適合作為遠端設備和移動設備與 OWS2400 基站配合組網(wǎng) ? 考慮到對車輛移動視頻監(jiān)控“動中通”組網(wǎng)的支持，兩個固定無線基站的間距不超過 2公里，部分狹窄路段或者多樹木路段，兩個固定無線基站間距不超過 1 公里 ? 兩個相鄰的固定基站具有 15%左右的重疊區(qū)域，車輛移動到重疊區(qū)域，自動的、快速的完成切換，保證了流暢的視頻（切 換時間小于 100ms） ? 對移動車輛進行無縫的無線覆蓋，系統(tǒng)支持的移動速度高達 150km/h，完全可以滿足系統(tǒng)需要 ? 在視頻傳輸?shù)耐瑫r，該無線系統(tǒng)還同時支持其他的應用 ? 數(shù)據(jù)傳輸 ? 語音功能 ? 以上應用可以和視頻監(jiān)控同時傳輸 、 工作方式 無線基礎架構 系統(tǒng) 由 Strix Access/One 網(wǎng)絡節(jié)點 ，使用 multichannel、 multiradio的方式組建 Mesh 無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡 。 ? Mesh 拓撲結構保證任何兩個之間鏈路視距可達 ，基站 就 近相連 ? 每無線網(wǎng)絡節(jié)點內(nèi)置多個功能不同的模塊，分別處理用戶接入和 Mesh 骨干業(yè)務，每跳帶寬損耗低 ? 每無線網(wǎng)絡節(jié)點可采用多個不同的信道同時工作，全網(wǎng)充分利用了 和 5GHz 技術方案建議書 第 15 頁 頻段，提供效能并且避免大規(guī)模覆蓋的干擾 ? 支持高速移動 和快速切換 Mesh 基站配置 無線寬帶系統(tǒng)中主要使用 三 種 Mesh 基站 : ? 監(jiān)控中心 – OWS240030 ? 中繼節(jié)點 – OWS240020 ? 邊緣節(jié)點 – HSx 根節(jié)點 OWS240030 根節(jié)點 均須放置 1 臺 OWS240030，該 Mesh 基站內(nèi)置了 3 塊 模塊和 3 塊 模塊，可以為系統(tǒng)提供更高的整體性能。按照實際環(huán)境的經(jīng)驗值，在 1 公 里內(nèi)可提供 15Mbps 匯聚吞吐量 。 該基站的具體配置如下： ? OWS240030，無 線核心設備 ? OWS240030 有線接口與站點處的交換機相連 —100 兆以太網(wǎng) ? OWS240030 無線空中接口匯聚站點周邊的固定 Mesh 基站 — 空中接口 ? 內(nèi)置 3 塊 11a 模塊和 3 塊 11g 模塊 ? 多扇區(qū)組區(qū) ? 每個射頻模塊均外接一個 120 度扇區(qū)天線 ? 3 個 扇區(qū) —匯聚該區(qū)間內(nèi)的 無線中繼節(jié)點 OWS240020 ? 設備安裝 ? 抱桿 安裝，安裝高度取決于現(xiàn)場勘測結果 ? 具體安裝設備和天線參考 OWS安 裝手冊 ? 供電選擇 ? 設備支持 本地 交流 或直流供電，交流電壓范圍 110240V，直流供電范圍 1224V 無線中繼點 OWS240020 無線中繼基站使用 OWS240020設備。該設備內(nèi)置 2塊 2塊 模塊。兩塊 模塊分別處理 Mesh 上行、 Mesh 下行的通信，保證了無線網(wǎng)絡多跳的 技術方案建議書 第 16 頁 高帶寬和低時延。 該基站的具體配置如下： ? OWS240020 ? 內(nèi)置 2 塊 11a 模塊和 2 塊 11g 模塊 ? 多模塊節(jié)點作為多跳 Mesh 骨干中繼節(jié)點 ? 1 個 模塊 用于 Mesh 上行無線鏈路 ? 1 個 和 2 個 模塊用于 Mesh 下行無線鏈路 ，用于其他無線中繼點或邊緣節(jié)點接入 ? 設備安裝 ? 設備和天線抱桿安裝，抱風機桿安裝 ? 具體安裝設備和天線參考 OWS安裝手冊 ? 供電選擇 ? 設備支持 本地 或直流供電，交流電壓范圍 110240V，直流供電范圍 1224V ? 若采用風能或太陽能供電，需要考慮系統(tǒng)設計，使系統(tǒng)在連續(xù)多個陰天的情況下依然可以提供充足的電量，保持系統(tǒng)正常工作 設備接口和天線配置如下圖所示： 固定 Mesh 基站安裝在專用的抱桿之上，配合 定向天線進 行設備無線互聯(lián)和 無線接入。如下圖所示： 邊緣節(jié)點 HSx 技術方案建議書 第 17 頁 邊緣節(jié)點采用 HSx 設備與中繼節(jié)點相連，將現(xiàn)場監(jiān)控信息回傳。 HSx 設備內(nèi)置 1 個 無線模塊和 1 個 無線模塊 ，支持 的無線鏈路的建立 ，設備提供 1 個 10/100 兆以太網(wǎng)接口， 與監(jiān)測設備相連。 設備 配置如下： ? HSx ? 內(nèi)置 1 塊 11a 模塊和 1 塊 11g 模塊 ? 雙模多用途 Mesh 節(jié)點 ? 任意一個模塊 用于 Mesh 上行無線鏈路 ? 另一個 模塊用于 周邊區(qū)域 無線終端的覆蓋 ? 10/100 兆網(wǎng)口連接 本地監(jiān)測設備 接入其他視頻、語音和數(shù)據(jù)終端 ? 供電 直流范圍： 1048VDC，正常工作耗電量低于 10W 、 Mesh 網(wǎng)絡時延估算 操作 時延 回程數(shù)據(jù)包轉發(fā)時間（基于 2020 pps) ms 1500 字節(jié)數(shù)據(jù)包傳輸 (基于帶寬為 24Mb/sec 以上的無線網(wǎng)絡 ) ms AP 數(shù)據(jù)包轉發(fā)時間 (基于 2020 pps) ms 1500 字節(jié)數(shù)據(jù)包傳輸 (基于帶寬 100Mb/sec 以上的有線網(wǎng)絡 ) ms 總計 ~ ms 基于以上的數(shù)據(jù)， 在 采用無線互連的無線網(wǎng)絡節(jié)點之間 傳輸 1500 字節(jié)的數(shù)據(jù)包 將帶來3ms 左右的延時 ，也就是說在傳輸 1500 字節(jié)的數(shù)據(jù)包的情況下，每跳最多 帶來 3ms 左右的延時。 、 鏈路信號強度預算 通常說來，由于較多的高大建筑物的影響，在城市范圍內(nèi)部署無線網(wǎng)絡都會遇到非視距 技術方案建議書 第 18 頁 (Line of Sight)問題，導致無線網(wǎng)絡的中心基站與邊緣基站之間存 RF 射頻衰減因子模型為： ][)log (10])[(])[( 00 dBFAFddndBdLdBdL sf ??? 節(jié)點之間的連接最大范圍基于明確的視線條件，在天線波束 (Fresnel Zone)路徑中沒有任何障礙物。實際應用中，使 10dB 的 Link Margin，保證 %的無線傳輸可靠性。基于 RF 衰減公式和經(jīng)驗數(shù)據(jù)，對實際的射頻情況進行精確的計算和規(guī)劃設計。 在長距離的橋接的情況下，必須考慮地球的曲率引起的地表障礙。應該架高天線，減小信號與地表接觸所引起的信號削弱的可能，同時由于無線信號的傳送不是完全直線的（ Fresnel Zone 現(xiàn)象） ,在架設天線的時候還必須考慮到 Fresnel 半徑問題。因此天線的高度必須結合這兩種因素來確定，保證無線連接的穩(wěn)定高效。 、 多普勒效應 對于高速移動和快速切換的應用中，需要考慮多普勒效應的影響。 當波源與接受方存在速度差異時，頻率會有不同程度的 ―扭曲 ‖，這就是多普勒效應。多普勒效應對電磁波（ RF 信號）同樣具有影響。 波源靜止，觀察者相對于媒質運動 如上圖 ,當觀察者 O 向著波源運動時（ v0＞ 0）時，在單位時間內(nèi)，原來處在觀察者處的波面向右移動 u 的距離，同時觀察者自己向左移動了 v0 距離。這就相當于波通過觀察者的總距離為（ u+v0），因此，在單位時間內(nèi)，觀察者接收到的 ―完整波 ‖數(shù)目等于（ u+v0）距離內(nèi)的完整波數(shù)目，即觀察者收到的頻率為 S v1 u v0 O 技術方案建議書 第 19 頁 式中 υ為波的頻率。由于波源在媒質中靜止，波的頻率等于波源頻率，因此有 ?????? ?? uv010 1?? 這表明，當觀察者以速度 v0 向著靜止波源運動時，接收到的頻率為波源頻率的 (1+v0/ u)倍。當觀察者背離波源運動（ v0＜ 0）時，上式仍然適用，只要將 v0 以負值帶入即可，那時觀察者接收到的頻率要小于波源頻率。當 v0=－ u 時，則 υ0=0，相當于觀察者隨著原來的波陣面一起運動，也就接受不到振動了。 Strix 無線設備可以有效地處理多普勒頻移效應帶來 ，無線模塊可以有效的控制多普勒頻移帶來