動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)3G傳輸部分故障淺析

16/16動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)3G傳輸部分故障淺析摘要：長(zhǎng)慶通信網(wǎng)橫跨陜、甘、寧、蒙四省區(qū)，覆蓋著長(zhǎng)慶油田各個(gè)主要生產(chǎn)站、點(diǎn)和生活基地，是集光纖傳輸系統(tǒng)、數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)、衛(wèi)星通信傳輸系統(tǒng)、、移動(dòng)通信系統(tǒng)、寬帶信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為一體的多功能專用通信網(wǎng)，其網(wǎng)絡(luò)安全就顯得尤為重要，動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)安全的重要保障，其平穩(wěn)運(yùn)行和高效維護(hù)成為網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的重中之重。關(guān)鍵詞：無(wú)線寬帶接入CDMA網(wǎng)絡(luò)動(dòng)環(huán)監(jiān)控

目錄摘要： 1引言： 3一、 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入概述 4二、 電信3G無(wú)線接入技術(shù) 5三、 倚天豐華無(wú)線路由器簡(jiǎn)介 71、 CMDA路由器R43系列 72、 CDMA路由器Rx6系列 83、 CDMA路由器在動(dòng)環(huán)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的位置 9四、 動(dòng)環(huán)無(wú)線傳輸故障淺析 91、 接入網(wǎng)絡(luò)原因 92、 接入設(shè)備原因 103、 數(shù)據(jù)采集設(shè)備 14

引言：隨著動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)在長(zhǎng)慶通信網(wǎng)中的日趨完善，動(dòng)環(huán)監(jiān)控設(shè)備的日常維護(hù)就變的十分必要了，特別是動(dòng)環(huán)系統(tǒng)中的3G傳輸部分，對(duì)無(wú)人值守站點(diǎn)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)起著決定性的作用，但由于我們多于維護(hù)固定網(wǎng)絡(luò)，對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)維護(hù)缺乏經(jīng)驗(yàn)，特別是3G網(wǎng)絡(luò)接入的維護(hù)，本文結(jié)合自己在3G網(wǎng)絡(luò)接入部分的幾次故障處理，對(duì)動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)3G傳輸部分做了一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹，以起到一個(gè)拋磚引玉的作用。

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入概述無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入以無(wú)線傳輸技術(shù)為傳輸手段為用戶提供各種電信業(yè)務(wù)，可以全部或部分替代有線接入網(wǎng)。無(wú)線接入網(wǎng)可分為移動(dòng)接入和固定接入兩部分。其中移動(dòng)接入部分包括：蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，無(wú)線尋呼系統(tǒng)，無(wú)繩通信系統(tǒng)等。固定接入部分包括：固定無(wú)線接入系統(tǒng)和衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)等。我們所使用的動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)中的3G傳輸部分屬于無(wú)線接入網(wǎng)移動(dòng)接入部分的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，且屬于寬帶接入技術(shù)，下面結(jié)合當(dāng)今流行的幾種無(wú)線寬帶接入技術(shù)，對(duì)無(wú)線寬帶接入做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)使用范圍帶寬（最高值）傳輸距離頻率WiMAX802.16d802.1d無(wú)線城域網(wǎng)75Mb/s視距50km非視距11km~16km低于11GHzWiMAX802.16e移動(dòng)無(wú)線局域網(wǎng)30Mb/s3km~8km2~6GHzWi-Fi802.11a802.11b802.11g無(wú)線局域網(wǎng)11~54Mb/s100m2.4GHz5GHzWCDMA3G無(wú)線廣域網(wǎng)2Mb/s（HSDPA可達(dá)10Mb/s）2~8km1800MHz1900MHz2100MHzCDMA（20001xEV-DO）3G無(wú)線廣域網(wǎng)3.1Mb/s2~8km400MHz800MHz1700MHz1900MHz2100MHzTD-SCDMA3G無(wú)線廣域網(wǎng)16Mb/s2~8km1900MHz2000MHz2300MHz表1無(wú)線寬帶接入技術(shù)比較從表1的比較中可以看見(jiàn)，當(dāng)前的幾種寬帶接入技術(shù)都具有各自的優(yōu)點(diǎn)和使用范圍，WiMAX技術(shù)已被列入3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，Wi-Fi為無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)，現(xiàn)在較為成熟，WCDMA、CDMA2000、TD-CDMA并列為3G三大技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，且互不兼容，CDMA2000網(wǎng)絡(luò)由原來(lái)2G的CDMA網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)而來(lái)，WCDMA和TD-CDMA網(wǎng)絡(luò)則由原GSM網(wǎng)絡(luò)平滑升級(jí)。因?yàn)槲覀儎?dòng)環(huán)所使用的3G接入部分只涉及中國(guó)電信的CDMA2000網(wǎng)絡(luò)，所有我們只對(duì)CDMA2000網(wǎng)絡(luò)做一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。電信3G無(wú)線接入技術(shù)動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)線接入部分采用的是中國(guó)電信的CDMA2000網(wǎng)絡(luò)接入。CDMA2000技術(shù)是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)IMT-2000系統(tǒng)的一種模式，它是從CDMAOne（IS-95）演進(jìn)而來(lái)的一種第三代移動(dòng)通信技術(shù)。CDMA2000的正式標(biāo)準(zhǔn)是在2000年3月通過(guò)的。它原意是把CDMA2000分為多個(gè)階段來(lái)實(shí)施，第一個(gè)階段稱為CDMA20001x，第二個(gè)階段稱為CDMA20003x。圖1CDMA20001x系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)其中PCF為分組控制單元，PDSN為分組數(shù)據(jù)服務(wù)器，SDU為業(yè)務(wù)交換數(shù)劇單元模塊，BSCC為基站控制器連接。與IS-95相比，CDMA20001x網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的PCF和PDSN是兩個(gè)新增的模塊，PCF用于轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線子系統(tǒng)和PDSN分組控制單元之間的信息，PDSN節(jié)點(diǎn)為CDMA20001x接入Internet的接口模塊，PCF和PDSN通過(guò)支持移動(dòng)IP的A10、A11接口互連，可以支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸。由于HDR（HighDateRate）的技術(shù)的出現(xiàn)使CDMA20001x網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)發(fā)生了改變，CDMA20001xEV由此誕生。CDMA20001xEV分為兩個(gè)發(fā)展階段，先后是CDMA20001xEV-DO和CDMA20001xEV-DV。而我們所使用的3G無(wú)線路由器接入網(wǎng)絡(luò)分別是CDMA20001xEV-DO和CDMA20001x。CDMA20001xEV-DO意指DateOnly，CDMA20001xEV-DV意為DateandVoice，因?yàn)槲覀兊慕尤刖W(wǎng)絡(luò)為CDMA20001xEV-DO且CDMA20001xEV-DV未大規(guī)模商用，所有我們只介紹CDMA20001xEV-DO網(wǎng)絡(luò)。如圖2所示，AT是接入終端，其功能是類似于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)臺(tái)。對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，終端的形式可能是多種多樣的（如PDA等），并且數(shù)據(jù)處理部分和數(shù)據(jù)收發(fā)部分可能分開。與接入終端相對(duì)應(yīng)，傳統(tǒng)意義上的基站被稱為接入網(wǎng)絡(luò)（AN）。在圖中，當(dāng)接入終端發(fā)生切換時(shí)，源接入網(wǎng)絡(luò)和目標(biāo)接入網(wǎng)絡(luò)分別被叫作SRC_AN和TAG_AN。PCF和PDSN的功能與CDMA20001x系統(tǒng)相同。AAA負(fù)責(zé)對(duì)用戶進(jìn)行認(rèn)證，ANAAA完成AN級(jí)的認(rèn)證功能。圖2CDMA20001xEV-DO系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)倚天豐華無(wú)線路由器簡(jiǎn)介動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)中使用的3G傳輸設(shè)備是深圳倚天豐華電子有限公司生產(chǎn)的CDMA網(wǎng)絡(luò)無(wú)線接入路由器和Modem、DTU。因?yàn)橐刑熵S華生產(chǎn)的無(wú)線接入設(shè)備類型極其豐富，這里只針對(duì)我們網(wǎng)絡(luò)中使用的幾種型號(hào)的設(shè)備。CMDA路由器R43系列在CMDA路由器R43系列中，我們使用的路由器型號(hào)是CDMAR431Z310，用于羊圈灘微波站的動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳送。Run常亮三秒，設(shè)備上電后會(huì)常亮3秒；閃爍，系統(tǒng)啟動(dòng)正常；燈滅或者三秒后仍常亮，系統(tǒng)啟動(dòng)不正常Lan閃爍，以太網(wǎng)接口有數(shù)據(jù)傳送；燈滅，以太網(wǎng)連接不正常VPN常亮，VPN建立連接；燈滅，VPN未建立連接Online常亮，獲得了IP，已經(jīng)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建立了數(shù)據(jù)連接；閃爍或燈滅，和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接不正常圖3R43系列路由器及其指示燈狀態(tài)R43系列路由器接入網(wǎng)絡(luò)為CDMA20001x網(wǎng)絡(luò)，其具體特性參數(shù)如表2所示。射頻特性CDMA20001xBandClass0:800MHz(RX:869~894MHzTX:824~849MHz)BandClass1:1900MHz(RX:1930.0~1989.95,TX:1850.0~1909.95)帶寬Downlink153.6kbpsUplink153.6kbps支持協(xié)議TCP/IP,DHCP,FTP,VRRP,SNMP,DNS,SMTP,POP3接口網(wǎng)口：10/100MLANport1個(gè)天線接口：50ΩSMAfemaleinterface電源：DC7V～25V2.5mmUIM/SIM接口：1.8V/3V表2R43系列路由器參數(shù)CDMA路由器Rx6系列在CDMA路由器Rx6系列中，我們使用的路由器型號(hào)是CDMAR561Z530，其用于郭家梁微波站的動(dòng)環(huán)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳送，但由于種種原因，視頻數(shù)據(jù)現(xiàn)在已停止了實(shí)時(shí)無(wú)線傳送，只對(duì)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳送。CellLink常亮，與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接正常長(zhǎng)滅或閃爍，與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)未正常連接Ack閃爍，與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)有數(shù)據(jù)傳送燈滅，與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)數(shù)據(jù)傳送LANLink常亮，與LAN口連接正常長(zhǎng)滅或閃爍，與LAN口未正常連接Ack閃爍，與LAN口有數(shù)據(jù)交換燈滅，與LAN口無(wú)數(shù)據(jù)交換Wi-FiLink常亮，與Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)連接正常長(zhǎng)滅或閃爍，與Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)未正常連接Ack閃爍，與Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)有數(shù)據(jù)交換燈滅，與Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)無(wú)數(shù)據(jù)交換VPN常亮，VPN建立連接；燈滅，VPN未建立連接RUN常亮三秒，設(shè)備上電后會(huì)常亮3秒；閃爍，系統(tǒng)啟動(dòng)正常；燈滅或者三秒后仍常亮，系統(tǒng)啟動(dòng)不正常圖4Rx6系列路由器及其指示燈狀態(tài)Rx6系列路由器接入網(wǎng)絡(luò)為CDMA20001xEV-DO網(wǎng)絡(luò)，其具體特性參數(shù)如表2所示。射頻特性CDMA20001xEV-DOBandClass0:800MHz(RX:869~894MHzTX:824~849MHz)BandClass1:1900MHz(RX:1930.0~1989.95,TX:1850.0~1909.95)帶寬Downlink3.1MbpsUplink1.8Mbps支持協(xié)議TCP/IP,DHCP,FTP,VRRP,SNMP,DNS,SMTP,POP3,PAP,CHAP接口(R86)網(wǎng)口：10/100MLANport5個(gè)(1WAN,4LAN)天線接口：50ΩSMAfemaleinterface(3G),SMAinterface(Wi-Fi)電源：DC9V～15V2.5mmUIM/SIM接口：1.8V/3V表2Rx6系列路由器參數(shù)CDMA路由器在動(dòng)環(huán)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的位置圖5動(dòng)環(huán)監(jiān)控?zé)o線接入示意圖如圖5所示，動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)CDMA接入網(wǎng)絡(luò)在圖中已經(jīng)框出，CDMA路由器通過(guò)基站接入CDMA網(wǎng)絡(luò)，再通過(guò)CDMA網(wǎng)絡(luò)接入公用Internet網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)中心通過(guò)防火墻進(jìn)入公用網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)采集和處理，并將其返回區(qū)域監(jiān)控中心，區(qū)域中心對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和處理，從而為監(jiān)控臺(tái)提供圖像可視接口。動(dòng)環(huán)無(wú)線傳輸故障淺析動(dòng)環(huán)系統(tǒng)的無(wú)線傳輸故障主要是指通信故障，即由無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的鏈接問(wèn)題造成的數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹袛嗷蛘邤?shù)據(jù)丟失。由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的自身原因及穩(wěn)定性，造成通信中斷的原因從物理位置上主要分為網(wǎng)絡(luò)部分問(wèn)題和設(shè)備自身問(wèn)題。接入網(wǎng)絡(luò)原因由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自身的信號(hào)傳輸特性以及無(wú)線傳輸站點(diǎn)分布的地理位置和外部環(huán)境因素，使得無(wú)線數(shù)據(jù)的傳送具有不穩(wěn)定性。表現(xiàn)在監(jiān)控平臺(tái)上是無(wú)線站點(diǎn)的頻繁和無(wú)規(guī)律性的通信中斷。無(wú)線信號(hào)在無(wú)線信道中傳播時(shí)，它是以不同的時(shí)延從不同方向通過(guò)多條路徑到達(dá)接收機(jī)，由于各條路徑的地理地表特性不同，因此，電波的傳送主要有反射、衍射和散射三種形式。電磁波的反射、衍射和散射對(duì)電磁波能量的傳播起很重要的作用，也是產(chǎn)生無(wú)線信道衰落現(xiàn)象的根本原因，也是造成無(wú)線信道隨機(jī)性的很強(qiáng)的原因。電磁波傳播的反射、衍射和散射也造成了無(wú)線信號(hào)的多徑傳播現(xiàn)象，影響信號(hào)的傳送質(zhì)量。除過(guò)無(wú)線信號(hào)自身傳播的缺點(diǎn)外，各個(gè)被監(jiān)控站點(diǎn)的CDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況和地理位置也是影響無(wú)線寬帶接入質(zhì)量的重要因素。由于我們的被監(jiān)控站點(diǎn)多處于人口比較分散的山地地區(qū)，且高度較高，郭家梁站點(diǎn)即是這種情況的典型，因此CDMA3G信號(hào)的覆蓋就不是那么完善，且信號(hào)強(qiáng)度不是太高，這就造成了信號(hào)受外界條件影響較大，特別是一些電磁現(xiàn)象，比如雷電、大霧等容易造成信號(hào)干擾，從而出現(xiàn)通信的不穩(wěn)定和中斷。接入設(shè)備原因接入設(shè)備原因影響無(wú)線寬帶接入質(zhì)量主要是指設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和軟件參數(shù)設(shè)置合理性對(duì)無(wú)線接入穩(wěn)定性的影響。我們這里的接入設(shè)備主要是指我們所使用的3G無(wú)線路由器。圖6R56系列路由器運(yùn)行狀態(tài)如圖6所示，當(dāng)路由器運(yùn)行狀態(tài)正常時(shí)，其運(yùn)行時(shí)間自動(dòng)改變，WAN口地址和DNS為自動(dòng)從接入網(wǎng)絡(luò)中獲得的公網(wǎng)地址。我們所使用的網(wǎng)絡(luò)模式為網(wǎng)關(guān)模式，即3G路由器作為接入網(wǎng)關(guān)使用的。圖7R56路由器WAN口配置圖8R86路由器WAN口運(yùn)營(yíng)商參數(shù)配置上面兩張圖為接入運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)時(shí)的參數(shù)設(shè)置圖，因?yàn)榫高厖^(qū)域微波站點(diǎn)的動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)都接入的是中國(guó)電信的CDMA網(wǎng)絡(luò)，這里就只列出CDMA網(wǎng)絡(luò)的接入?yún)?shù)。網(wǎng)絡(luò)類型這里有CDMA、EVDO和CDMA/EVDO混合三種選擇。其中CDMA網(wǎng)絡(luò)是指CDMA20001x網(wǎng)絡(luò)，EVDO是指CDMA20001xEVDO網(wǎng)絡(luò)，如果我們的UIM數(shù)據(jù)卡開通了語(yǔ)音業(yè)務(wù)和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的話，可選擇CDMA/EVDO混合模式，因?yàn)檫@樣在EVDO網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋不好的情況下我們可以使用CDMA20001x信道傳送數(shù)據(jù)。當(dāng)UIM數(shù)據(jù)卡未開通語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)，就只能選擇CDMA20001xEVDO網(wǎng)絡(luò)了。當(dāng)UIM卡未開通高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)，就只能選擇CDMA20001x網(wǎng)絡(luò)，且CDMA20001x網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳送速率要比EVDO網(wǎng)絡(luò)低的多。比如，現(xiàn)在郭家梁微波站的動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)使用的是EVDO網(wǎng)絡(luò)，其設(shè)計(jì)能