用戶需求分析:
用戶為某地質(zhì)減災(zāi)監(jiān)測部門,需要在野外某區(qū)域容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地方安裝一系列的監(jiān)測設(shè)備,同時需要將這些監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測指揮中心去,監(jiān)測指揮中心和現(xiàn)場距離大約40-50公里遠。使用傳輸?shù)挠芯€方式將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸回去需要投入大量的人力、物力、財力。架設(shè)周期長,維護成本大,此種方案已經(jīng)不太現(xiàn)實。因此用戶需要使用無線的方式傳輸回去。現(xiàn)場的情況如下;
目的地點距離監(jiān)控中心大約50公里的距離,且被監(jiān)控所在地與監(jiān)控中心無法直視(非視距),被監(jiān)控所在地?zé)o4G覆蓋,并且無電力供應(yīng);
需要監(jiān)測目的地點水流數(shù)據(jù),以便洪水來臨時發(fā)出預(yù)警;需要監(jiān)測山體滑坡數(shù)據(jù);進行視頻實時監(jiān)控(由于視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)量較大,所占用的傳輸帶寬較高,并且視頻監(jiān)控攝像頭的耗電量較大,后期根據(jù)現(xiàn)場情況及太陽能供電量決定是否實施)。
無線方案思考與設(shè)計
根據(jù)以上用戶現(xiàn)場的情況描述,使用無線傳輸?shù)姆绞揭呀?jīng)確定,但是由于現(xiàn)場沒有4G運營商信號,不能使用4G設(shè)備進行傳輸,只能使用數(shù)字無線網(wǎng)橋的方式進行遠距離傳輸,另外,前端的監(jiān)測點及中繼傳輸點都沒有電力供應(yīng),所以在方案設(shè)計的時候供電需要采用太陽能供電的解決方案,必要的話還可以搭配風(fēng)力發(fā)電機做電力補充。
在數(shù)字無線傳輸設(shè)備的選型上面,我公司針對此種應(yīng)用現(xiàn)場推薦使用以下兩款設(shè)備,SF-5040G系列產(chǎn)品和SF-5823WJ系列產(chǎn)品,根據(jù)用戶的應(yīng)用現(xiàn)場,改方案的無線傳輸拓撲圖如下圖所示:
根據(jù)上述方案圖中所示,在前端河谷監(jiān)測點和滑坡監(jiān)測點上安裝的無線設(shè)備由于一般情況下是安裝在比較低的位置,不能直接看到遠距離的監(jiān)測指揮中心,所以在一些相近的監(jiān)測點周圍需要選取一個比較高的位置做為中繼傳輸點,先把前端監(jiān)測點的數(shù)據(jù)使用無線設(shè)備匯總到比較高的中繼傳輸點,再使用一對遠距離數(shù)字網(wǎng)橋傳輸?shù)胶蠖吮O(jiān)測中心附近比較高的山上,然后通過有線的方式傳輸?shù)奖O(jiān)測指揮中心。
我公司推擠使用的兩款數(shù)字無線傳輸設(shè)備可滿足上述方案中的傳輸需求,SF-5040G是一款中近距離無線傳輸設(shè)備,適合把前端的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸匯總到中繼傳輸點,做支線匯總設(shè)備使用。前端的監(jiān)測數(shù)據(jù)匯總以后,由遠距離設(shè)備SF-5823WJ這款設(shè)備搭配高增益定向天線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?0公里外的監(jiān)測指揮中心。
節(jié)點所需設(shè)備:
水流監(jiān)控點1、2、3 :SF-5040G、風(fēng)光一體發(fā)電儲存系統(tǒng)、水流數(shù)據(jù)采集傳感器;
山體監(jiān)控點1、2 :SF-5040G、風(fēng)光一體發(fā)電儲存系統(tǒng)、山體數(shù)據(jù)采集傳感器;
無線中繼點:SF-5040G-W、角度天線、SF-5823WJ、碟狀天線、交換機、風(fēng)光一體發(fā)電儲存系統(tǒng);
監(jiān)控中心:SF-5823WJ、碟狀天線
實現(xiàn)過程:
水流監(jiān)控點、山體監(jiān)控點使用SF-5040G將傳感器采集到的數(shù)據(jù)傳送到位于高點的無線中繼設(shè)備點,無線中繼設(shè)備點處有SF-5040G-W配合外置角度天線接收來自水流、山體監(jiān)控點的傳感器信息;然后通過交換機將信息對接到遠距離無線網(wǎng)橋SF-5823WJ上發(fā)射,處于50KM之外的至高接收點設(shè)置一臺同樣的SF-5823WJ(配對SF-5823WJ設(shè)備的傳輸路徑無阻擋),使用數(shù)據(jù)電纜或者光纖將接收到的信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。
本方案中,如果后期考慮加入實時視頻監(jiān)控系統(tǒng),可在現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上,在監(jiān)控點增加攝像頭,監(jiān)控中心增加視頻儲存設(shè)備即可實現(xiàn),無需額外的傳輸設(shè)備。
選用無線設(shè)備介紹
3.1 SF-5040G
產(chǎn)品外觀:
SF-5040G高功率室外型無線網(wǎng)橋,適用于野外惡劣環(huán)境的無線網(wǎng)路連結(jié)服務(wù),提供部署企業(yè)、工業(yè)用戶的高帶寬網(wǎng)絡(luò)連接和多媒體IP數(shù)據(jù)的傳輸需求,不僅適合網(wǎng)絡(luò)傳輸也適合大型IP監(jiān)控的需求。SF5040G高功率室外型無線橋接設(shè)備可利用內(nèi)置18dBi增益天線將兩個遠距離的節(jié)點進行有效的網(wǎng)絡(luò)連接,傳輸距離可以達到8km,傳輸帶寬可達80-90Mbps,可提供不亞于有線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的無線傳輸品質(zhì)。
SF-5040G高功率室外型無線橋接設(shè)備支持AP模式、WDS模式、 ClientBridge+Repeater AP 模式,不同模式之間的配合可實現(xiàn)不同的功效,可以做點對點傳輸、點對多點傳輸。在WDS模式下,可以實現(xiàn)1對8(填入8臺不同的MAC地址)的鏈接形式,在AP模式下,理論可支持32個客戶端。該設(shè)備支持中英文界面,操作簡單,去掉了繁瑣的操作方式,使調(diào)試更加快捷方便,有利于快速部署,非常適合工程技術(shù)人員的快速上手。供電采用DC12~24V寬電壓輸入設(shè)計,而且設(shè)備實際功耗<5W,在野外無市電的情況下可靈活搭配蓄電池、太陽能、風(fēng)能等多種供電方式進行工作。
網(wǎng)絡(luò)標準 |
IEEE 802.11a/n;IEEE802.3; IEEE802.3u |
芯片組 |
Atheros AR7240+ AR9280 |
SDRAM |
32 M Byte |
Flash |
8 M Byte |
以太網(wǎng)接口 |
2 x 10/100 基礎(chǔ)-TRJ45 接頭 |
無線射頻 |
OFDM |
數(shù)據(jù)傳輸速率 |
802.11a:54, 48, 36, 24, 18, 12, 9, 6Mbps |
802.11n:20-MHz 帶寬: MCS 0~15 for支持的數(shù)據(jù)速率 |
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40-MHz帶寬: MCS 0~15for 支持的數(shù)據(jù)速率 |
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工作頻率 |
5.15~5.35 GHz |
5.47~5.7 GHz |
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5.745~5.825 GHz |
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發(fā)送功率 |
Up to 29 ± 2 dBm |
敏感度 |
-92dBm@11Mbps,-73dBm@54Mbps,-73/-69dBm@T20/HT40 MCS15 |
安全性 |
64-bit/128-bit/152-bitWEP encryption |
WPA/ WPA2(-PSK using TKIP or AES) WPA/ WPA2 (-EAP using TKIP) |
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802.1x身份驗證; 隱藏的SSID |
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天線端口 |
2 x MCX 接頭 |
天線增益 |
內(nèi)置18dBi雙極化平板天線 |
操作模式 |
咨訊選擇模式– AP/ Client Bridge/ WDS Bridge PtP andPtMP (up to 8 links) |
通道選擇 (Setting varies by Country) |
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步進功率1dBm step |
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工作環(huán)境 |
工作溫度-30~+70℃,工作濕度10~90% |
供電方式 |
POE供電:12~24V±5% |
尺寸 |
270*270*80mm |
重量 |
2.2Kg(不帶包裝);3Kg(帶包裝) |
3.2 SF-5823WJ
產(chǎn)品外觀:
SF-5823WJ系列高容量遠距離免許可頻段點對點數(shù)字無線網(wǎng)橋,基于動態(tài)TDD的點對點專有無線協(xié)議,數(shù)據(jù)被封成大包進行傳輸,提高了傳輸效率(轉(zhuǎn)發(fā)能力:35000 PPS),提高了帶寬的利用率(頻譜利用率:7.5bit/Hz)增加了系統(tǒng)的傳輸距離,吞吐量和PPS轉(zhuǎn)發(fā)能力。系統(tǒng)64字節(jié)傳輸延時<2ms,能夠?qū)崿F(xiàn)語音、視頻等數(shù)據(jù)的實時傳輸。采用 2×2 MIMO 突破性技術(shù),實現(xiàn)吞吐量高達 220 Mbps(110 Mbps 全雙工),具備卓越的PPS 數(shù)據(jù)包處理能力和較高的抗干擾能力。
SF-5823WJ系列產(chǎn)品可適用于電信級的點對點網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,是專線接入或回程應(yīng)用(包括 VOIP 及其他小數(shù)據(jù)包傳輸應(yīng)用)的理想設(shè)備。該系列產(chǎn)品通過將靈活的信道帶寬(20或40MHz)和專門定制的遠距離傳輸私有協(xié)議相結(jié)合,達到 7.5 bit/Hz 的極高頻譜利用率。產(chǎn)品內(nèi)置雙極化天線(SF-5823WJ)或 配備2個N型接頭(SF-5823WJ),堅固耐用的鑄鋁外殼達到IP-67防護等級。
SF-5823WJ/ SF-5823WJ-W產(chǎn)品融合了一系列先進的軟件機制,可為高吞吐量遠距離的鏈路應(yīng)用提供最佳的點對點連接性能。專有的點對點通信機制利用動態(tài)時分雙工(TDD) 技術(shù)為所需的傳輸方向動態(tài)分配帶寬,從而提高鏈路效率,并顯著降低傳輸距離對鏈路吞吐量的影響。我們的點對點產(chǎn)品還采用了選擇性重傳 ARQ 技術(shù),增強糾錯能力,優(yōu)化數(shù)據(jù)流量,使得設(shè)備在大帶寬、遠距離甚至存在干擾的情況下仍然能夠達到非常高的吞吐量。
全新的WJ系列產(chǎn)品的內(nèi)置射頻模塊發(fā)射功率達28 dBm(+/-2 dBm),并且在最高調(diào)制模式(MCS 15)上仍可達23 dBm(+/-2 dBm),從而使用內(nèi)置天線即可建立穩(wěn)固的遠距離鏈路。產(chǎn)品配備千兆以太網(wǎng)口,支持802.3af 標準,使用更加靈活方便。同時,內(nèi)置符合IEC 61000-4-2(ESD)標準的靜電防護,以及IEC61000-4-5(Surge)標準的浪涌保護。
由于該產(chǎn)品具備的高帶寬,高穩(wěn)定性等特點,所以該設(shè)備廣泛應(yīng)用于森林防火,海島監(jiān)控,礦區(qū)、工廠大數(shù)據(jù)傳輸?shù)阮I(lǐng)域。
無線規(guī)格 |
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無線技術(shù) |
專有點對點通信協(xié)議,2x2 MIMO |
工作模式 |
點對點 |
無線頻段 |
4.900 - 6.100 GHz |
最高發(fā)射功率 |
28(+/-2)dBm |
天線 |
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類型 |
內(nèi)置定向平板天線(SF5823WJ)2個N型接頭(SF5823WJ-W) |
增益 |
(垂直/水平):23/23 dBi(SF5823WJ) |
數(shù)據(jù)接口 |
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物理接口 |
10/100/1000 Base-T |
接口類型 |
RJ45 |
浪涌保護 |
內(nèi)置 IEC6100-4-2(ESD)和IEC6100-4-5(Surge) |
鏈路性能 |
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吞吐量 |
220Mbps合計(110Mbps全雙工) |
最高數(shù)據(jù)處理速度 |
60,000 包/秒 |
數(shù)據(jù)包延時 |
2毫秒(64字節(jié)數(shù)據(jù)包) |
推薦鏈路距離 |
35公里, 視距(SF5823WJ) 100公里, 視距(SF5823WJ -W+外置天線增益≥32dBi) |
物理特性 |
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尺寸 |
寬335毫米, 高335毫米, 深90毫米(SF5823WJ-W) 寬218毫米, 高218毫米, 深70毫米 (SF5823WJ) |
重量 |
3.3 公斤(SF5823WJ) ;2公斤(SF5823WJ-W) |
電源輸入 |
9-48V直流, PoE |
功耗 |
8W |
環(huán)境 |
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工作溫度 |
-40°C ~ +65°C |
工作濕度 |
0 ~ 90 %(非凝露) |
管理 |
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安裝輔助 |
OLED屏幕顯示和聲音提示 |
系統(tǒng)配置界面 |
用戶友好 WEB圖形界面, SSH CLI, SNMP v1/2c/3, 中央遠程控制管理系統(tǒng) |
管理系統(tǒng) |
WNMS(無線網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)) |
防護等級 |
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防護等級 |
IP-67 |