WLAN系統(tǒng)天饋參數(shù)的選擇1．發(fā)射臺址和天線高度的估算　　WLAN傳輸效果受自然環(huán)境的影響較大,尤其是山區(qū),如起伏的地形,潮濕的地面,濃密的樹葉等,都會帶來衰減。選擇適宜的臺址和天線高度比增加發(fā)射功率效果更為明顯。一般來說,若能利用現(xiàn)有鐵塔應(yīng)盡量使用,以降低建設(shè)費用。天線所掛高度只要滿足第一菲涅爾半徑要求即可。再高也不會改善接收效果。 發(fā)射天線有效高度的計算公式給出了通訊半徑的極限值和必須的有效高度:如式(1) D＝3.55*H （１）　　式中:D-通訊半徑(km),H-發(fā)射天線有效高度(m)?！　「鶕?jù)上面公式可以算出不同發(fā)射天線高度時的通訊半徑的極限值,它是經(jīng)過實踐驗證的數(shù)據(jù)。實際上,由于菲涅爾區(qū)的影響,在達到上表所示距離之前,已經(jīng)開始出現(xiàn)附加衰減,對于不同的發(fā)射天線來說,開始出現(xiàn)附加衰減的距離各不相同,天線有效高度愈低愈不利。2發(fā)射機輸出功率的計算　　WLAN設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的速度與接收信號的電平強度是有關(guān)系的。許多設(shè)備的接收靈敏度都可以在-83dBm左右達到11Mbps。一般情況下，根據(jù)FCC規(guī)定，WLAN設(shè)備的發(fā)射功率不得超過在100mW，即20dBm。在某些場合下，需要填加功率放大器。通常使用的功率放大器為雙向功率放大器。輸出功率有500mW(27dBm)，1000mW(30dBm)等多種規(guī)格。接收增益14dB。按計算公式(2)，可以得到發(fā)射功率、天線增益和傳輸距離的對應(yīng)關(guān)系圖表。Pt=Pr Ga Gt Gr+Bt+M+Ld （2）式中:Pt為發(fā)射機功率(dBm); 有100mW(20dBm)，500mW(27dBm)，1000mW(30dBm)Pr為接收功率(dBm); 應(yīng)當大于-83dBmGa為雙向放大器接收增益(dB); 取14dBiGt為發(fā)射天線增(dB);Gr為接收天線增益(dB);Bt為高頻電纜損耗和插入損耗(dB);通常取6dBM為衰落儲備(dB); 通常取6dBLd自由空間損耗(dB),其值由公式(3)計算Ld＝92.4＋20㏒d＋20㏒f （3）其中：d為收發(fā)之間距離(km);f為工作頻率(GHz),WLAN頻率范圍為2.4～2.485GHz,取f＝2.5（GHz） 在確定發(fā)射機功率時,不能只按自由空間的傳播條件來計算,需要考慮環(huán)境造成的附加損耗。如果天線高度不富余,所需的發(fā)射功率又沒有考慮附加損耗,在投入運行后指標會相當緊張。一般的經(jīng)驗是,在計算載噪比時應(yīng)留出6dB的余量。但當用山頂上的發(fā)射天線時,若其有效高度遠高于需要值時,可以不考慮留此余量。3天線增益與方向圖選擇　　首先要考慮天線增益。當鐵塔在高山上,為了照顧距鐵塔較遠的一個或幾個地方,此時可選用較高增益的發(fā)射天線。但鐵搭附近會出現(xiàn)零點區(qū),選擇天線增益必須根據(jù)實際情況確定。其次要考慮天線方向圖。選擇適當?shù)姆较驁D,可以充分利用發(fā)射功率,當有特殊通訊要求時,應(yīng)該在特殊方向圖的天線中選用。4通訊的同頻干擾問題　　我國目前開放WLAN使用2400～2485MHz，共13個頻道。當使用點對多點傳輸系統(tǒng)時就會出現(xiàn)同頻干擾。系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計時應(yīng)當考慮到這個問題。解決同頻干擾主要采用以下措施:　　(1)收發(fā)天線高度以滿足需要為原則,不應(yīng)過高?！　?2)收發(fā)功率以滿足需要為原則,不應(yīng)過大?！　?3)使用相隔比較遠的不同的頻道，比如CH1，CH6，CH11。　　(4)利用不同極化方式。當極化隔離度大于20dB時，對于抑制同頻干擾有明顯的作用?！　?5)利用接收天線前后比和旁瓣衰減的保護度。(6)當2.4GHz頻段使用非常擁擠，同頻干擾無法消除后，需要考慮使用5.8GHz。通過實踐經(jīng)驗來看,上述措施是非常有效的。點對點室外無線局域網(wǎng)絡(luò)的限制： 點對點室外無線局域網(wǎng)絡(luò)的組成有天線，天線使用的電纜，避雷器，室外無線網(wǎng)橋，網(wǎng)橋使用的電纜，及相關(guān)的軟件。在點對點室外無線局域網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用上，天線通常是采用定向天線。為了達到最好的效能，使用者在架設(shè)這種有方向性的天線時，需要很準確的將兩個天線，相互瞄準。除了這一條件外，兩個天線之間的路線，也有一定的標準。 有方向性的天線除了需要相互瞄準外，兩個天線之間的無線電波的路徑也要沒有障礙物。所謂沒有障礙物，必須滿足兩點： ＊兩天線的直線距離之間沒有障礙物。 ＊兩天線之間的無線電波范圍內(nèi)，也要沒有障礙物。 無線電波在傳遞時，他的形狀并不像激光束。激光束像一個圓柱型，點對點之間的無線電波的形狀有一點像一個橄欖球，他的形狀，在兩天線的中間較粗壯（如上圖的Fig1）。這種形狀，英文叫做FresnelZone（念作 Fray-Nell ）。 如果FresnelZone里面有其它的物體，例如樹木，建筑物等，那么這些物體會吸收一部份無線電波的能量，進而使得點對點之間的數(shù)據(jù)傳輸速度受到影響。下面這張圖，顯示一些常見的狀況，這些狀況會影響點對點之間的數(shù)據(jù)傳輸，必須避免。 Fig2 A. 兩天線之間有另一棟較高的建筑物，阻擋了無線電波的傳遞。 B. 兩天線之間有一群樹木，阻擋了無線電波的傳遞。 C. 兩天線之間之間要避免高壓電線。 為了避免在FresnelZone內(nèi)出現(xiàn)障礙物，架設(shè)天線時有幾項必須遵守的規(guī)則： 1. 天線要盡可能架高。（至于要架得多高，下一節(jié)會有更詳細的說明）。 2. 由于季節(jié)的變化，會影響樹木的外觀（例如夏天樹木枝葉茂盛，冬季樹枝上可能結(jié)冰），因此，天線之間要避免樹木的存在。 3. 天線必須和其它天線最少相距兩米以上。 四. 如何決定點對點之間可以達到的傳輸距離： FresnelZone和地面的距離（稱 余裕 ），天線電纜的長度和種類都會對影響無線傳輸?shù)膫鬏斔俾屎途嚯x。為了讓您有一個基本的概念，我們定義了一個公式（在這個公式當中，點對點的兩端，我們使用6M長，直徑10mm的天線電纜及14dBi指向性天線）：有效距離=最大傳輸距離*余裕參數(shù) 最大距離是在最佳狀態(tài)下，理論上可以達到的傳輸距離。最大距離可以參考表格1。 表 格 1 余裕參數(shù)： Fig3 在設(shè)計點對點的無線局域網(wǎng)絡(luò)時，傳輸速率，余裕（ b ），和兩端間的距離（ a ），會相互影響。在此，我們以一個實際的例子來做說明： 假設(shè)前提：使用6M長，直徑10mm的天線電纜及14dBi指向性天線，點對點之間的距離（a）是5公里，點對點之間的余裕（b）只有10米。 從表格1，我們可以知道，如果這兩個無線電波之間的余裕大于13米，那么，這兩個建筑物之間，可以建構(gòu)出一條傳輸速率高達11Mbps的無線連結(jié)，但是，因為余裕只有10米，因此我們必須參考下面的Fig.4以找出相對應(yīng)的余裕參數(shù)。當余裕（ b ）的距離是10米，其在Fig.4的橫坐標是(10/13=0.77=75%)，其相對應(yīng)的縱坐標大約是71%，因此套用上面的公式（有效距離=最大傳輸距離*余裕參數(shù)），其有效的傳輸距離是8.5KM*0.71=6.035公里。在這個例子中，這樣的計算結(jié)果，雖然得出您兩棟建筑物之間，可以建構(gòu)出一條高速的無線鏈路，但是，他的安全系數(shù)不是很大。如果您將無線傳輸?shù)乃俾试O(shè)定5.5Mbps，那么有效的傳輸距離就會變成0.6*12=7.2公里。在這個狀況下，您可以知道，5.5Mbps的無線傳輸聯(lián)機，應(yīng)該沒什么問題。實際的余裕 Fig4（縱坐標為余裕參數(shù)）成攻案例介紹西湖景區(qū)無線監(jiān)控解決方案 杭州西湖位于浙江省杭州市西面，以其秀麗的湖光山色和眾多的名勝古跡而聞名中外，是我國著名的旅游勝地，也被譽為人間天堂。西湖三面環(huán)山，東面瀕臨市區(qū)，南北長3.3公里，東西寬2.8公里，水面面積約5.66平方公里，包括湖中島嶼為6.3平方公里，湖岸周長15公里。 10月1日是中華人民共和國國慶日，為確保十一國慶時期的安全，做好保衛(wèi)工作，以及今后該地區(qū)的安全保障，提高破案率，地區(qū)政府決定在其重要景點地段架設(shè)視頻監(jiān)控，該監(jiān)控項目主要是針對西湖地區(qū)的安全和保衛(wèi)工作，為國慶期間營造一個良好的旅游環(huán)境。 項目計劃在其地區(qū)主要路口、派出所、繁華景點等地點安裝23個監(jiān)控點。由于地處西湖中心的三個島，如果架設(shè)光纖，則費用過高且施工難度大。因此決定采用無線作為數(shù)據(jù)傳輸鏈路。由于監(jiān)控點都在關(guān)鍵路段，所以對視頻效果要求比較高，路口不但要能看到總體狀況，而且在拉近鏡頭時需要看清人群。該項目采用了802.11b/g標準的2.4GHz全天候室外網(wǎng)橋，具有高達54Mbps帶寬的無線鏈路。為視頻傳輸提供穩(wěn)定的高帶寬，保證了視頻傳輸質(zhì)量。監(jiān)控人員可以通過中心的監(jiān)控畫面，對各景點要口進行監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)案情，迅速出警，提高破案率，加強景區(qū)有序管理。此次需要安裝的23個監(jiān)控點分布在三個島嶼上，所以中心端采用了3套高端無線網(wǎng)知設(shè)備，其中兩套設(shè)備分別外接兩個2.4G24dBi定向天線，負責(zé)將本中心島和其他兩個小島的共23路視頻數(shù)據(jù)信息，分別傳回岸邊的西湖公安分局監(jiān)控中心和街道辦事處監(jiān)控中心。兩個監(jiān)控中心也同時各使用一套無線網(wǎng)橋加一個2.4G24dBi定向天線來接收視頻數(shù)據(jù)。 由于西湖景區(qū)樹木較多，2個小島監(jiān)控點與大島中心點相距角度很大且無法通過肉眼很好的校對天線方向，所以我們在中心點設(shè)計安裝了一套全向天線來完成數(shù)據(jù)信息的發(fā)射和接收。同時兩個小島上各采用一套無線網(wǎng)橋設(shè)備，配合一個2.4G24dBi定向天線來發(fā)送視頻數(shù)據(jù)。 各監(jiān)控點采用一體化攝像機，通過一個視頻服務(wù)器把模擬視頻信號編碼成符合TCP/IP協(xié)議的數(shù)字信號，利用無線局域網(wǎng)將監(jiān)控數(shù)據(jù)傳回監(jiān)控中心，配合中心的監(jiān)控系統(tǒng)軟件可以遠程控制模擬攝像機和配套的云臺設(shè)備。遠端傳回的數(shù)字圖像信息，可以通過解碼器還原成視頻圖像，投射到大屏幕上或者投影儀上，監(jiān)控中心可同時觀看23路清晰、實時的監(jiān)控畫面，便于監(jiān)控中心集中監(jiān)控和指揮。 本項目完成后，完全達到了西湖景區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計要求，為西湖國慶大假期間的安全保衛(wèi)工作發(fā)揮了巨大作用，并將繼續(xù)為西湖景區(qū)的長期安防監(jiān)控發(fā)揮重要的作用?，F(xiàn)場照片黃浦江視頻監(jiān)控成攻案例無線傳輸方案說明一、 方案需求：現(xiàn)有黃浦江某航道，需要將黃浦某航道中的8個前端視頻監(jiān)控點，通過無線方式將前端視頻信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心；前端監(jiān)控點CCTV1、CCTV2、CCTV3、CCTV4、CCTV5和CCTV6傳輸A監(jiān)控站，前端監(jiān)控點CCTV5、CCTV6、CCTV7和CCTV8傳輸?shù)紹監(jiān)控站。監(jiān)控站對前端監(jiān)控點的視頻進行實時觀看、控制和監(jiān)控。 二、無線組網(wǎng)說明：1、無線組網(wǎng)示意圖如下：2、組網(wǎng)說明：有線部分：CCTV4直接通過網(wǎng)線或視頻線連接到交換機或硬盤錄像機上。無線部分：中繼站采用一套無線網(wǎng)橋B1點對三點與CCTV1的B2網(wǎng)橋、CCTV3的B3網(wǎng)橋、CCTV4的B4網(wǎng)橋進行橋接，中繼站在通過無線網(wǎng)橋A2與油墩港監(jiān)控站A1網(wǎng)橋進行點對點橋接，中繼站通過以太網(wǎng)交換機將B1和A2網(wǎng)橋進行連接。CCTV5和CCTV6視頻服務(wù)器以太網(wǎng)網(wǎng)口直接接入以太網(wǎng)交換機通過C2無線網(wǎng)橋與A監(jiān)控站C1網(wǎng)橋進行點對點橋接。CCTV5和CCTV6視頻服務(wù)器以太網(wǎng)網(wǎng)口直接接入以太網(wǎng)交換機通過D2無線網(wǎng)橋與油米度市監(jiān)控站D1網(wǎng)橋進行點對點橋接；CCTV7和CCTV8視頻服務(wù)器以太網(wǎng)網(wǎng)口直接接入以太網(wǎng)交換機通過E2無線網(wǎng)橋與B監(jiān)控站E1網(wǎng)橋進行點對點橋接。現(xiàn)場照片 物流行業(yè)無線應(yīng)用 隨著國家經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，近年來物流行業(yè)發(fā)展迅速，無論是港口碼頭還是車站貨場，數(shù)字化物流建設(shè)已成為發(fā)展的主流。 港口碼頭、車站貨場等，往往環(huán)境布局復(fù)雜，作業(yè)區(qū)不允許架空明線，不適宜鋪設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)；龍門吊等大型起重設(shè)備和其他轉(zhuǎn)運車輛，更需要能支持移動作業(yè)的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。因此，利用無線局域網(wǎng)技術(shù)，建立起支持高移動性、具有強保密性和抗干擾性的無線寬帶網(wǎng)絡(luò)，能夠很好地滿足作業(yè)現(xiàn)場業(yè)務(wù)與監(jiān)控的需要。港口碼頭、車站貨場等無線網(wǎng)絡(luò)典型應(yīng)用為：一、遠距離數(shù)據(jù)通訊 實現(xiàn)控制室與作業(yè)現(xiàn)場的實時信息雙向傳輸，如向作業(yè)現(xiàn)場遠程發(fā)送作業(yè)設(shè)備調(diào)度指令、貨柜調(diào)動指令、貨柜集卡的提箱/落箱場位安排指令、裝卸作業(yè)指令等，同時現(xiàn)場理貨人員通過無線網(wǎng)絡(luò)，將現(xiàn)場實時作業(yè)信息傳回堆場管理控制中心，如將現(xiàn)場庥裝箱實時場位信息定時確認給堆場管理控制系統(tǒng)，中央控制人員即可方便對此堆場場位繼續(xù)操作。二、遠距離無線監(jiān)控 應(yīng)用于貨場、作業(yè)現(xiàn)場的遠程實時監(jiān)控，加大安全監(jiān)控力度。應(yīng)用案例：港口碼頭無線網(wǎng)絡(luò) 某大型鋼鐵集團貨運碼頭分為兩部分，占地約為30萬平方米。傳統(tǒng)作業(yè)流程是通過工作人員，將碼頭上的裝卸等數(shù)據(jù)先記錄在本上，匯總后再由專門負責(zé)錄入的工作人員輸入到數(shù)據(jù)庫，這樣不僅效率低，而且容易發(fā)生錯誤。 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，作為現(xiàn)代化管理、通訊、作業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，在維護港口作業(yè)高效運行、保證各項管理工作順暢開展方面起到了舉足輕重的作用。為了實現(xiàn)碼頭物流系統(tǒng)的信息化，該集團決定在該碼頭建立無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。設(shè)備選型 因為廠橋、流機、集卡等港口設(shè)備長期作業(yè)在潮濕且具有腐蝕性空氣的海邊，冬季最低氣溫可能到冰點以下。惡劣的氣候環(huán)境，以及需要在劇烈震動下進行穩(wěn)定的數(shù)據(jù)交互，對無線局域網(wǎng)產(chǎn)品本身提出了很高的要求。 系統(tǒng)根據(jù)碼頭的特殊地理位置、布局結(jié)構(gòu)以及對產(chǎn)品的特殊要求，設(shè)計采用了電信級無線AP，以及專用的WLAN放大器和高性能全向天線，優(yōu)質(zhì)高效地實現(xiàn)了碼頭作業(yè)區(qū)的無線網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋。 電信級無線Ap的防水防塵免維護結(jié)構(gòu)，保障了設(shè)備能夠在惡劣的氣候環(huán)境下穩(wěn)定工作，非常適合在港口碼頭等作業(yè)環(huán)境中使用。經(jīng)過幾個月的試運行，系統(tǒng)已經(jīng)進入正式運行階段。完全達到了系統(tǒng)設(shè)計的目標。在被覆蓋的整個碼頭，調(diào)度中心可以直接發(fā)送作業(yè)指令到車載終端或手持終端，工作人員可隨時隨地獲取所需的指令和數(shù)據(jù)，實時指揮廠橋、流機、集卡進行合理作業(yè)，極大提高了包括裝船、卸船、集港、倒箱、運輸?shù)茸鳂I(yè)的效率，為數(shù)字港口的建設(shè)提供了優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。系統(tǒng)功能拓展 港口碼頭建立起無線局域網(wǎng)信號覆蓋后，可以逐步豐富該網(wǎng)絡(luò)上的各種應(yīng)用，使系統(tǒng)投資的價值得到充分的發(fā)揮。比如依托此無線網(wǎng)絡(luò)，可以建立起覆蓋整個港口碼頭的無線監(jiān)控系統(tǒng)，加強安防保衛(wèi)能力，為港口的迅速發(fā)展保駕護航。