基于無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的平安城市監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用方案

平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的無線通信技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了分析，比較了兩種關(guān)鍵無線技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)合及技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)，供平安城市建設(shè)者參考。近年來，隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的加速，城市規(guī)模不斷擴(kuò)張，城市人口不斷增長(zhǎng)，快速增長(zhǎng)的人口以及由此而來的不斷增大的人口流動(dòng)性，給城市治安監(jiān)管帶來很大的壓力。傳統(tǒng)的以人力防范和事后處理為主的公安管理模式已經(jīng)開始制約城市治安管理水平的進(jìn)一步提高，城市公安管理部門迫切需要采取更多的技術(shù)手段來提高管理范圍和效率，彌補(bǔ)人力管理資源缺乏和效率不高的缺點(diǎn)，在這個(gè)大背景下，各地政府陸續(xù)開工建設(shè)平安城市項(xiàng)目。平安城市（城市動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)）是一個(gè)覆蓋整個(gè)城市的大型綜合監(jiān)控系統(tǒng)，業(yè)務(wù)范圍覆蓋治安、交管、消防、刑偵、內(nèi)保等多個(gè)公安警種，系統(tǒng)組成包括社會(huì)治安監(jiān)控系統(tǒng)、交通智能卡口系統(tǒng)、電子警察系統(tǒng)、社會(huì)重點(diǎn)防范單位監(jiān)控系統(tǒng)等多個(gè)獨(dú)立而又互相協(xié)作的子系統(tǒng)，系統(tǒng)的核心是城市報(bào)警與監(jiān)控系統(tǒng)。

平安城市監(jiān)控系統(tǒng)中的傳輸網(wǎng)絡(luò)分析

在大多數(shù)的平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，有線網(wǎng)絡(luò)（電纜或光纖）一直是主流的傳輸模式，通過架空或地埋方式搭建的有線網(wǎng)絡(luò)，為視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的圖像傳輸提供了高質(zhì)量的信息高速公路。近年來，隨著平安城市項(xiàng)目逐漸向二、三級(jí)城市推進(jìn)，有限的線路資源、復(fù)雜的地理環(huán)境往往成為有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸。另外，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，城市管理者們對(duì)環(huán)境保護(hù)、建網(wǎng)速度、建網(wǎng)成本、維護(hù)費(fèi)用等的要求也在不斷提升，在這種情況下，無線傳輸網(wǎng)絡(luò)以其高度的靈活性、便捷性、移動(dòng)性、低成本和保護(hù)用戶投資等特性，在平安城市項(xiàng)目中嶄露頭角。

有線傳輸網(wǎng)絡(luò)

平安城市監(jiān)控系統(tǒng)中的有線傳輸網(wǎng)絡(luò)，其傳輸媒介主要是光纖，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的光端機(jī)、路由器、交換機(jī)、Hub和前端的以太網(wǎng)線等設(shè)備和材料，組成有線傳輸網(wǎng)絡(luò)，完成視頻監(jiān)控系統(tǒng)信號(hào)的傳輸。

有線傳輸網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是帶寬高、穩(wěn)定性好。但在某些場(chǎng)合會(huì)受到布線本身的限制，如審批流程長(zhǎng)、布改線工程量大、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不可移動(dòng)等；特別是當(dāng)要把相距較遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)連接起來時(shí)，鋪設(shè)專用有線通信線路的施工難度大、費(fèi)用高、耗時(shí)長(zhǎng)，不能完全滿足平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的投資控制和建設(shè)速度的需求。

無線傳輸網(wǎng)絡(luò)

平安城市監(jiān)控系統(tǒng)中的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)是通過無線電技術(shù)，將數(shù)字化后的視頻信號(hào)承載在無線電波上，從發(fā)射端（前端）傳送到接收端（如監(jiān)控中心）的傳輸網(wǎng)絡(luò)。無線傳輸網(wǎng)絡(luò)與有線傳輸網(wǎng)絡(luò)最大的不同在于傳輸媒介的不同，在無線傳輸網(wǎng)絡(luò)中，無線電技術(shù)取代了傳統(tǒng)的光纖。由于無線傳輸系統(tǒng)只需考慮網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（即安裝點(diǎn)）的環(huán)境條件，從而大大地降低了施工難度，提高了建設(shè)效率。

無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是組網(wǎng)靈活、安裝便捷、維護(hù)費(fèi)用低，且可擴(kuò)展性好。從組網(wǎng)模式上看，可分為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)組網(wǎng)模式和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)組網(wǎng)模式。

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)組網(wǎng)模式常用于固定的兩個(gè)站點(diǎn)之間，是無線組網(wǎng)的常用方式。這種方式建成的網(wǎng)絡(luò)，傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸速率高，受外界環(huán)境影響較小。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)組網(wǎng)模式如圖1所示。

點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)組網(wǎng)模式常用于一個(gè)中心點(diǎn)和多個(gè)遠(yuǎn)端點(diǎn)的情況。這種方式建成的網(wǎng)絡(luò)，組網(wǎng)成本低，維護(hù)簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)組網(wǎng)模式如圖2所示。

平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)中常用的無線通信技術(shù)

寬帶無線接入系統(tǒng)

寬帶無線接入系統(tǒng)（Broadband Wireless Access System）是一種基于IP、支持高速率的無線系統(tǒng)。系統(tǒng)利用無線包交換技術(shù)來實(shí)現(xiàn)包括快速Internet接入、視頻流傳輸、局域網(wǎng)互聯(lián)、VoIP和虛擬專網(wǎng)（VPN）等高速的IP業(yè)務(wù)。系統(tǒng)支持蜂窩組網(wǎng)，具備大規(guī)模應(yīng)用部署能力。

系統(tǒng)通常工作在免申請(qǐng)頻段（5.8GHz），使用時(shí)分雙工（TDD）模式，利用正交頻分復(fù)用（OFDM）調(diào)制和前向糾錯(cuò)（FEC）技術(shù)，可以支持較好的非視距（NLOS）應(yīng)用，在復(fù)雜的地理環(huán)境條件下，給用戶提供最好的覆蓋，系統(tǒng)傳輸距離較遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)可達(dá)50公里。

綜合寬帶無線接入系統(tǒng)的特點(diǎn)可以看出，在平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，寬帶無線接入系統(tǒng)以其高速率和遠(yuǎn)傳輸距離的特點(diǎn)，相對(duì)于其它無線技術(shù)，具有比較優(yōu)勢(shì)，非常契合視頻信號(hào)高速率、遠(yuǎn)傳輸距離的基本要求。

在寬帶無線接入系統(tǒng)市場(chǎng)上， BreezeACCESSVL和BreezeNETB產(chǎn)品，具備優(yōu)異的性能。這兩款產(chǎn)品均工作在4.9-5.8GHz頻段，射頻采用正交頻分復(fù)用調(diào)制和前向糾錯(cuò)技術(shù)，可有效地克服電磁波的多徑衰落和干擾，支持更好的非視距傳輸能力，確保在復(fù)雜的傳播環(huán)境下，提供高速穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)傳輸（如圖3所示）。

移動(dòng)無線視頻傳輸系統(tǒng)

另外，在平安城市項(xiàng)目中的一些特殊場(chǎng)合，為實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境下向上級(jí)監(jiān)控指揮中心提供重要監(jiān)控目標(biāo)高質(zhì)量的實(shí)時(shí)視頻、音頻圖像，一種基于330MHz專用頻率的移動(dòng)無線視頻傳輸系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

系統(tǒng)特點(diǎn)：

·采用高清晰圖像的編解碼技術(shù)和圖像壓縮技術(shù)；

·滿足高質(zhì)量視頻、音頻的傳輸；

·適合非視距、運(yùn)動(dòng)中高速數(shù)率傳輸?shù)囊螅?/p>

·具備較強(qiáng)的抗電磁干擾性能；

·便攜式與車載式設(shè)備能夠相互組合互通使用。

無線系統(tǒng)組網(wǎng)及頻率規(guī)劃

寬帶無線接入系統(tǒng)組網(wǎng)及頻率規(guī)劃比較靈活，現(xiàn)以5.8GHz頻段為例進(jìn)行詳盡分析。

5.8GHz頻段可用頻率波道配置如下圖所示，共有10個(gè)20MHz頻點(diǎn)（有頻率交叉），具體頻率值如圖4所示。

在進(jìn)行單基站頻率配置時(shí)，遵循圖5（10MHz）和圖6（20MHz）所示原則。圖中單基站配置分別為OMNI（360°）×1扇區(qū)、120°×3扇區(qū)、90°×4扇區(qū)和60°×6扇區(qū)。

在平安城市網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，可采用120°×3扇區(qū)（20MHz）的單基站配置。每扇區(qū)空口容量54Mbps，每基站容量為162Mbps。后期如網(wǎng)絡(luò)容量需求擴(kuò)大，可使用90°×4扇區(qū)，每基站容量將擴(kuò)大至216Mbps。

移動(dòng)無線視頻傳輸系統(tǒng)可用頻率資源較少，提供帶寬低，從技術(shù)角度講，在平安城市建設(shè)中，移動(dòng)無線視頻傳輸系統(tǒng)較難進(jìn)行大規(guī)模的組網(wǎng)（如使用8MHz/信道，可用信道僅1個(gè)，無法進(jìn)行多扇區(qū)劃分和頻率復(fù)用；而如采用2MHz/信道，可用信道為4個(gè)，可以考慮多扇區(qū)劃分和頻率復(fù)用，但由于信道帶寬減小4倍，相應(yīng)的系統(tǒng)容量也會(huì)減小4倍）。

兩種主要無線技術(shù)參數(shù)比較表

從表1可以看出，寬帶無線接入系統(tǒng)以其高容量、規(guī)模組網(wǎng)能力和長(zhǎng)距離傳輸取勝，非常適合在平安城市傳輸網(wǎng)絡(luò)中的接入層、匯聚層（及部分骨干層）應(yīng)用，特別是在網(wǎng)絡(luò)的接入和匯聚節(jié)點(diǎn)，可以作為光纖的替代來使用。

而且比照光纖，寬帶無線接入系統(tǒng)有很大的成本優(yōu)勢(shì)。在沒有光纖資源或光纖資源不足的區(qū)域，用寬帶無線接入系統(tǒng)代替光纖，在提供同等通信質(zhì)量的情況下，寬帶無線接入系統(tǒng)的投資成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光纖的投資成本，從保護(hù)用戶投資的角度考慮，在特定區(qū)域，寬帶無線接入系統(tǒng)有著廣闊的應(yīng)用空間。

移動(dòng)無線視頻傳輸系統(tǒng)主要以其移動(dòng)性取勝，在平安城市的一些特殊場(chǎng)合（如移動(dòng)中的視頻傳輸）進(jìn)行應(yīng)用。

總體來看，兩種無線技術(shù)本身是互補(bǔ)關(guān)系。作為平安城市建設(shè)中可以選擇的兩種主要無線技術(shù)，它們的加入，有力地補(bǔ)充了有線傳輸網(wǎng)絡(luò)天然的缺陷和不足，大大提高了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的靈活性。

結(jié)語

從平安城市建設(shè)的情況看，單純基于有線傳輸網(wǎng)絡(luò)在進(jìn)行視頻監(jiān)控信號(hào)傳輸時(shí)存在著明顯的缺點(diǎn)，如布點(diǎn)受限制，監(jiān)控點(diǎn)的選擇一般都需靠近有線接入節(jié)點(diǎn)的地方，這種方式限制了布點(diǎn)的靈活性；布點(diǎn)工程量大，需要鋪設(shè)網(wǎng)線和光纖，由于基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的工程量比較大，因此一般有線傳輸比較適用于已有基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的場(chǎng)合；工程周期長(zhǎng)，鋪設(shè)基礎(chǔ)線纜耗時(shí)耗力；缺乏靈活性、移動(dòng)性，擴(kuò)展和調(diào)整不方便，會(huì)增加不必要的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和工程施工量。

而無線傳輸網(wǎng)絡(luò)具有諸多先天性的優(yōu)點(diǎn)，可以讓視頻監(jiān)控徹底擺脫有線傳輸網(wǎng)絡(luò)帶來的種種限制，伴隨著相關(guān)無線技術(shù)（如終端技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)、傳輸技術(shù)等）的持續(xù)進(jìn)步，并與其它安防技術(shù)的緊密融合，相信未來平安城市的傳輸網(wǎng)絡(luò)，必然是一種有線與無線相結(jié)合的方式。其中，（光纖）有線傳輸網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)骨干網(wǎng)絡(luò)的高數(shù)據(jù)量（Gbps）傳輸，無線傳輸網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)匯聚和接入層的中低數(shù)據(jù)量（10/100Mbps）傳輸。當(dāng)然，對(duì)于一些前端到接入節(jié)點(diǎn)較近的情況（100米以內(nèi)），中低數(shù)據(jù)量的傳輸也可使用有線以太網(wǎng)線直接連接的方式完成?？傊?，基于無線的視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸，必將在平安城市的建設(shè)中獲得越來越廣泛的應(yīng)用。

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