交警系統(tǒng)WIMAX無(wú)線(xiàn)通信試驗(yàn)網(wǎng)介紹詳解

1、交警系統(tǒng) WIMAX 試驗(yàn)網(wǎng)介紹一、概述寬帶無(wú)線(xiàn)接入 (BWA) 技術(shù)作為一種新的接入解決方式， 為電信運(yùn) 營(yíng)商提供了一種新的選擇。目前在國(guó)內(nèi)， BWA 系統(tǒng)主要被用于集團(tuán) 用戶(hù)、中小企業(yè)、監(jiān)控、酒店、小區(qū)、高檔商住樓等等。我們浙江省 現(xiàn)階段主要在數(shù)字化城市、 交通和治安監(jiān)控以及快速提供寬帶接入能 力三個(gè)方面進(jìn)行推進(jìn)，開(kāi)展一些有效的試驗(yàn)工作。從運(yùn)營(yíng)商角度看， 國(guó)內(nèi)電信運(yùn)營(yíng)商的格局正從絕對(duì)壟斷走向多元 競(jìng)爭(zhēng)。南方電信在有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面有深厚基礎(chǔ)， 尤其在有線(xiàn)接入網(wǎng) 建設(shè)方面具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)， 牢牢把握住固定用戶(hù)接入的手段， 從 分公 司的角度出發(fā)， 必須打破目前這一局面， 寬帶無(wú)線(xiàn)接入系統(tǒng)是 近期

2、切入電信接入市場(chǎng)的一個(gè)重要選擇， 它可以給 帶來(lái)投資少、 建網(wǎng)周 期短、提供業(yè)務(wù)快等優(yōu)勢(shì)。 隨著 802.16d 技術(shù)的不斷成熟， 802.16e 的推出；芯片廠(chǎng)商 Intel 的 5116 芯片組的加入，大大加快了整個(gè)產(chǎn) 業(yè)的進(jìn)程，從而將形成一個(gè)完整的 WiMax 產(chǎn)業(yè)鏈。二、 公安交通監(jiān)控項(xiàng)目概述交警道路監(jiān)控項(xiàng)目是第一個(gè)利用 WIMAX 來(lái)實(shí)現(xiàn)其道路監(jiān)控功 能的行業(yè)解決案例。年初我們了解到： 公安交警部門(mén)計(jì)劃分期在全 市部署和改造交通監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)， 在全市所有交通路口安裝攝像頭， 及主 要路段安裝雷達(dá)測(cè)速設(shè)備。 為此交警部門(mén)需配套部署相應(yīng)的傳輸接入 設(shè)備，將攝像頭和照相機(jī)所拍攝的照片上傳至控制

3、中心。其中，每個(gè) 攝像頭上傳需要的帶寬為 300kbps, 卡口照片上傳需要的帶寬為 500kbps ；下行均無(wú)要求。 分公司仔細(xì)分析了 交警交通監(jiān)控對(duì)組網(wǎng) 的實(shí)際需求，發(fā)現(xiàn)交通監(jiān)控需要傳送的數(shù)據(jù)流主要包含以下三部分： 1) 視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控傳送主要用于監(jiān)控十字路口的車(chē)流量 , 針對(duì)每個(gè)街 口都有一個(gè)監(jiān)控探頭， 以便當(dāng)?shù)缆钒l(fā)生堵塞時(shí)及時(shí)調(diào)整警力疏導(dǎo)流量 和遠(yuǎn)程控制紅綠燈轉(zhuǎn)換； 2) 卡口圖象傳送用于市區(qū)干道出入車(chē)輛拍 照； 3) 交通違章(超速、闖紅燈)拍照?qǐng)D象傳送是非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的監(jiān) 控點(diǎn),僅對(duì)發(fā)生違章現(xiàn)象時(shí)才產(chǎn)生數(shù)據(jù)。以上數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，卡口圖像 傳送所需的帶寬較大。對(duì)于這樣一個(gè)全市范圍的接入網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

4、， 分 公司將利用各種技術(shù)手段來(lái)完成接入。 其中，利用 WIMAX 技術(shù)能充 分發(fā)揮其非視距，低成本，安裝迅速等優(yōu)勢(shì)。為了驗(yàn)證公安交警監(jiān)控項(xiàng)目中 WIMAX 無(wú)線(xiàn)接入方案的實(shí)際效 果， 分公司先行在市區(qū)安裝了二個(gè)基站扇區(qū)， 商都大廈可覆蓋江東 區(qū)江南公路以南 10 個(gè)遠(yuǎn)端站，天元大酒店可覆蓋海曙區(qū)客運(yùn)中心以 北的 7 個(gè)遠(yuǎn)端站。 在試驗(yàn)使用現(xiàn)網(wǎng)后， 驗(yàn)證其效果比較理想， 能為交 警監(jiān)控項(xiàng)目的全業(yè)務(wù)提供傳輸鏈路，得到了交警方面的一致認(rèn)可。 WIMAX 很好地實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能，為交警監(jiān)控乃至城市管理、 公共安全等方面的業(yè)務(wù)拓展提供了廣闊的平臺(tái)。三、 WiMax 試驗(yàn)網(wǎng)情況3.1 整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)根

5、據(jù) 交警支隊(duì)交通監(jiān)控點(diǎn)分布的位置 , 結(jié)合 已有 的可安 裝無(wú)線(xiàn)接入基站的機(jī)房資源， 現(xiàn)有其它無(wú)線(xiàn)基站設(shè)備、 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的分布情況以及可用頻率資源情況，選擇合適的機(jī)房設(shè)立無(wú)線(xiàn)接入中 心站（基站），各監(jiān)控點(diǎn)作為無(wú)線(xiàn)接入的遠(yuǎn)端站，通過(guò)和基站間的空 中鏈路實(shí)現(xiàn)和中心基站的連接，中心基站通過(guò) 100M端口接入 傳輸 專(zhuān)網(wǎng)，這樣各監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)接入的方式或直接接入傳輸網(wǎng)的方式，在我 公司的中心機(jī)房匯聚后接入交警支隊(duì)控制中心機(jī)房。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖：交通監(jiān)控?zé)o線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入結(jié)構(gòu)圖遠(yuǎn)端監(jiān)扌空點(diǎn)二該系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)接入部分采用點(diǎn)到多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)， 主要包括中心站、終 端站和網(wǎng)管系統(tǒng)三大部分。與終端站相接的用戶(hù)（通過(guò) 10/

6、100M 以 太網(wǎng)接口）可以是單個(gè)的用戶(hù)終端，也可以是一個(gè)用戶(hù)駐地網(wǎng) （本地 局域網(wǎng)）。針對(duì)交通監(jiān)控系統(tǒng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，用戶(hù)終端選用室外型的ProST。中心站從邏輯上可分為兩個(gè)部分： 扇區(qū)基站和扇區(qū)天線(xiàn)部分。 扇 區(qū)基站是業(yè)務(wù)匯聚部分， 并提供到 公司傳輸專(zhuān)網(wǎng)的 100M 以太接口。中心站所覆蓋的服務(wù)區(qū)可以劃分為多個(gè)扇區(qū)， 每一個(gè)基站設(shè)備交 天線(xiàn)對(duì)應(yīng)一個(gè)扇區(qū)， 為扇區(qū)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)終端站提供服務(wù)。 現(xiàn)有的 扇區(qū)天線(xiàn)波束角一般有 60 、90 、120 或 180 度角等?？梢詫?lái)自各 個(gè)扇區(qū)不同用戶(hù)的上行業(yè)務(wù)量通過(guò)匯聚設(shè)備進(jìn)行匯聚， 提交給傳輸專(zhuān) 網(wǎng)。終端站（ ProST ）置于用戶(hù)駐地，可服務(wù)于

7、一個(gè)或多個(gè)用戶(hù)終端 設(shè)備。終端站使用小波束角定向天線(xiàn)。 終端站在上行方向上將來(lái)自用 戶(hù)終端或用戶(hù)駐地網(wǎng)的業(yè)務(wù)適配、匯聚，通過(guò)無(wú)線(xiàn)鏈路傳送到基站； 在下行方向上提取本站業(yè)務(wù)，分配給終端用戶(hù)。網(wǎng)管系統(tǒng)完成設(shè)備基本的配置、管理信息的采集。3.2 中心站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)愛(ài)立信公司提供的宏蜂窩基站 Macromax 在 3.5M 頻段下整機(jī) 具備 13MBPS 上行和 13MBPS 下行的數(shù)據(jù)傳輸能力 ,除去空中鏈路 開(kāi)銷(xiāo) ,一個(gè)扇區(qū)可以支持上下行各約 10M 的凈負(fù)載能力 .通過(guò)增加扇 區(qū)數(shù)，可以有效的提高同一個(gè)基站的可用帶寬能力。扇區(qū)天鏡扇區(qū)基站如圖：中心站分兩部分，扇區(qū)基站和扇區(qū)天線(xiàn)部分。扇區(qū)天線(xiàn) 負(fù)責(zé)空

8、中鏈路部分?jǐn)?shù)據(jù)的接收和發(fā)送，通過(guò)7/8饋線(xiàn)和扇區(qū)基站連接; 扇區(qū)基站是無(wú)線(xiàn)信號(hào)的處理和業(yè)務(wù)匯聚部分，同時(shí)提供到傳輸專(zhuān)網(wǎng)的100M以太接口，在扇區(qū)基站部分，我們可以采用FE直接連接到匯 聚交換機(jī)，以實(shí)現(xiàn)一個(gè)中心站多個(gè)扇區(qū)基站的部署，也可以直接接入 的傳輸專(zhuān)網(wǎng)。3.3道路監(jiān)控?zé)o線(xiàn)接入網(wǎng)中心站部署和覆蓋解決方案根據(jù)交警支隊(duì)提供的32個(gè)超速抓拍監(jiān)控點(diǎn)分布的位置，結(jié)合 提供的已有的可安裝無(wú)線(xiàn)接入基站的機(jī)房資源、現(xiàn)有其它無(wú)線(xiàn)基站設(shè) 備、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的分布情況以及可用頻率資源情況，可以建設(shè)8個(gè)中心站，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有的32個(gè)遠(yuǎn)端站點(diǎn)的、覆蓋計(jì)劃。由于受機(jī)房等資源限制，宜根據(jù)各機(jī)房的現(xiàn)有情況，綜合考慮遠(yuǎn) 端和中心機(jī)

9、房的距離和視距限制以完成安裝部署。 考慮到 的機(jī)房一 般均位于建筑物的地下至二層，故在選擇機(jī)房時(shí)應(yīng)考慮建筑物的高度 以及實(shí)際布線(xiàn)后的饋線(xiàn)長(zhǎng)度，否則將影響覆蓋效果。另外，市區(qū)的建筑物難以通過(guò)反射完成 Wimax的遠(yuǎn)端接入，實(shí)際安裝時(shí)仍需要遠(yuǎn) 端和中心站以視距條件為妥，非視距的遠(yuǎn)端的反射效果應(yīng)根據(jù)實(shí)際機(jī) 房的高度以及遠(yuǎn)端周邊的建筑物狀況來(lái)判定， 部分非視距遠(yuǎn)端可能能 夠接收到信號(hào)但傳輸速率無(wú)法保持較高的數(shù)值。-T t$IhF尸* :-*3.4試驗(yàn)結(jié)果:j . if- i1 針對(duì)交警支隊(duì)道路監(jiān)控系統(tǒng)三種類(lèi)型的業(yè)務(wù)模型的試驗(yàn)情況:1 ) 實(shí)時(shí)監(jiān)控業(yè)務(wù) :用于監(jiān)控十字路口的車(chē)流量 , 針對(duì)每個(gè)街口有一個(gè)

10、實(shí)時(shí)監(jiān)控探 頭, 以便當(dāng)?shù)缆钒l(fā)生堵塞時(shí)及時(shí)調(diào)整警力人工疏導(dǎo)流量 .該業(yè)務(wù)僅在 需要的時(shí)候才會(huì)人工進(jìn)入本地?cái)z像設(shè)備實(shí)時(shí)查看 ,同時(shí)該業(yè)務(wù)存在一 個(gè)數(shù)據(jù)上傳的需求 ,當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)產(chǎn)生有價(jià)值的數(shù)據(jù)時(shí) ,需要通過(guò)傳輸網(wǎng)將 該段數(shù)據(jù)上傳到交警支隊(duì)信息管理中心 .通過(guò)對(duì)楊木契路(五環(huán)大廈旁)監(jiān)控點(diǎn)的分析，視頻監(jiān)控點(diǎn)每小 時(shí)在本地硬盤(pán)上產(chǎn)生一個(gè) 220M BYET 的文件，一天產(chǎn)生 24 個(gè)同樣 大小的文件；如果在該文件的基礎(chǔ)上實(shí)時(shí)查看的話(huà)需要的傳輸帶寬如 下:220M(byte) /3600S=0.062M(byte)=0.062*1024*8(bit)=490k(bit)算上其他開(kāi)銷(xiāo)一個(gè)這樣的視頻監(jiān)控點(diǎn)保證

11、 800K 的帶寬可以滿(mǎn)足 實(shí)時(shí)查看的需求。因此,一個(gè)扇區(qū)可以同時(shí)滿(mǎn)足 10 個(gè)以上的監(jiān)控點(diǎn)同 時(shí)查看.2 ) “卡口”監(jiān)控拍照：一般位于進(jìn)出市區(qū)的道路上，針對(duì)每輛通過(guò)車(chē)輛進(jìn)行拍照 , 卡口 監(jiān)控拍照業(yè)務(wù)的特定是，針對(duì)每輛車(chē)進(jìn)行拍照 ,每輛車(chē)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量 大致是 1.6M Byte ，通過(guò)本地識(shí)別系統(tǒng)， 真正需要上傳到數(shù)據(jù)中心的 數(shù)據(jù)大約是 150Kbyte 左右，如果按一個(gè)卡口每天經(jīng)過(guò)的車(chē)輛 4 萬(wàn)輛 計(jì)算 ,每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量如下 :40000 x 150k(byte)/1024=5860M(byte)平均到每小時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量5860/24=244M（byte）綜合實(shí)時(shí)視頻業(yè)務(wù)帶寬計(jì)算公式可

12、知， 如果不考慮 FTP 傳輸效率 的問(wèn)題，“卡口”監(jiān)控拍照點(diǎn)平均每天經(jīng)過(guò) 4 萬(wàn)輛汽車(chē) ,需要保證傳輸 帶寬 500K BPS.Macromax 完全可以滿(mǎn)足要求。根據(jù)我們卡口監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)際測(cè)試， 24 小時(shí)共采集 24G Byte 的 數(shù)據(jù)，平均一個(gè)小時(shí) 1G Byte 數(shù)據(jù)，需要的上傳鏈路為 2.3 M bit 以上，在這種方式下； WiMax 系統(tǒng)一個(gè)扇區(qū)能支持 4 個(gè)用戶(hù)（卡口 業(yè)務(wù)）。3）交通違規(guī) （超速 , 闖紅燈等 ）拍照這些非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的監(jiān)控點(diǎn) ,僅是發(fā)生違規(guī) ,超速等現(xiàn)象時(shí)才產(chǎn)生數(shù) 據(jù)，每次違規(guī)拍照產(chǎn)生的數(shù)據(jù)大約在幾兆BY TE, 天的產(chǎn)生的數(shù)據(jù)總量不會(huì)很大，同時(shí)因?yàn)橛斜镜赜脖P(pán)

13、的存在,對(duì)無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)不產(chǎn)生壓力。四、 WiMax 目標(biāo)用戶(hù)的定位今年，隨著建設(shè)和諧社會(huì)地廣泛推進(jìn)， 政府部門(mén)在交通和治安監(jiān) 控方面的投入非常巨大。 交通和治安監(jiān)控的特點(diǎn)是監(jiān)控點(diǎn)多面廣， 并 且對(duì)帶寬有一定的要求。而象浙江這樣的南方 公司采用有線(xiàn)接入滿(mǎn) 足不了要求，并且牽涉破馬路、光纖施工等問(wèn)題，影響整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn) 度。有了 WIMAX 這一技術(shù)手段后， 我們有線(xiàn)可以到的地方采用有線(xiàn) 接入，有線(xiàn)難以到達(dá)的地方采用 WIMAX 接入，增強(qiáng)了我們公司在此 類(lèi)組網(wǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力。對(duì)于 802.16d 的 WiMax 技術(shù)將主要定位于無(wú) 線(xiàn)城域網(wǎng)，在城市有線(xiàn)傳輸鋪設(shè)比較困難的情況下解決最后一公里的 覆蓋，或者利用 WiMax 開(kāi)通迅速的特點(diǎn)快速搶占市場(chǎng)。其典型應(yīng)用 于包括中小企業(yè)綜合語(yǔ)音 / 數(shù)據(jù)接入，無(wú)線(xiàn) DSL，WI-FI 回程，數(shù)據(jù) VPN ，監(jiān)控等。在實(shí)際應(yīng)用中， WiMax 可以與 NGN 相結(jié)合，利用 NGN 網(wǎng)絡(luò)提供多種業(yè)務(wù)，如語(yǔ)音，視頻等。1、已有的交警項(xiàng)目 如每個(gè)扇區(qū)下帶 10 個(gè)遠(yuǎn)端。2、外貿(mào)公司和物流公司： 作為港口城市， 有許多的外貿(mào)公司和貨 代、船代公司都集