無線接入設(shè)備在沂沭泗防汛通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

馬 佳

(沂沭泗水利管理局,江蘇 徐州 221018)

無線接入設(shè)備在沂沭泗防汛通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

馬 佳

(沂沭泗水利管理局,江蘇 徐州 221018)

無線接入技術(shù)是指通過無線介質(zhì)將用戶終端與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接起來,以實(shí)現(xiàn)用戶與網(wǎng)絡(luò)間的信息傳遞.無線接入系統(tǒng)組網(wǎng)靈活,適應(yīng)性強(qiáng),文章通過案例介紹寬帶無線接入設(shè)備在沂沭泗防汛通信系統(tǒng)中的應(yīng)用,分析了無線接入技術(shù)在防汛通信中的應(yīng)用前景.

無線接入;防汛;通信

沂沭泗流域洪水來勢迅猛,峰高流急;河道則地勢平坦,行洪緩慢,容易出現(xiàn)洪澇災(zāi)害;經(jīng)過短時(shí)間暴雨就會(huì)出現(xiàn)洪峰,洪水預(yù)見期短、傳播快是流域洪水的主要特點(diǎn),洪水調(diào)度頻繁而復(fù)雜,需要及時(shí)掌握各類雨情、氣象等防汛信息.流域一線報(bào)汛通信手段主要是以公用網(wǎng)為主,可靠性不強(qiáng),在基層管理局,報(bào)汛手段單一,公網(wǎng)通信一旦遇到大的暴雨、洪水、臺(tái)風(fēng)等洪澇災(zāi)害,有線線路就可能中斷,微波通道容量有限,信道極容易發(fā)生堵塞,防汛第一線的報(bào)汛信息,無法快速、準(zhǔn)確、可靠地傳送出去,各種調(diào)度決策指令不能及時(shí)傳遞,嚴(yán)重影響搶險(xiǎn)和救災(zāi)方案的實(shí)施.

1 業(yè)務(wù)需求

隨著沂沭泗流域防汛事業(yè)的不斷發(fā)展,建立高效、可靠的水利通信網(wǎng)絡(luò)成為水利信息化建設(shè)的必然要求,基層防汛通信系統(tǒng)不僅要滿足語音通信、傳真等日常報(bào)汛信息傳輸?shù)囊?而且要求能夠?yàn)橐曨l圖像監(jiān)控、辦公自動(dòng)化、視頻會(huì)議、高速互聯(lián)網(wǎng)等提供綜合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的寬帶傳輸通道.隨著網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的發(fā)展,水利數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和水利設(shè)施現(xiàn)場視頻監(jiān)控不斷增加,基層水管單位的通信業(yè)務(wù)需求也不斷提高,傳統(tǒng)的技術(shù)手段難以滿足日益增長的通信需求,尤其在較偏遠(yuǎn)地區(qū),通信設(shè)施施工難、易被毀壞、維護(hù)困難等.而隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,用無線接入設(shè)備代替有線通信設(shè)備,已經(jīng)成為一種必然趨勢[1].

2 功能需求

沂沭泗流域一線報(bào)汛單位,需要能夠采集雨情、水情及工程建設(shè)管理等各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),進(jìn)行高效的實(shí)時(shí)預(yù)警預(yù)報(bào);實(shí)現(xiàn)水文等數(shù)據(jù)的采集和實(shí)時(shí)回傳,各級(jí)水管單位據(jù)此進(jìn)行數(shù)據(jù)的共享和數(shù)據(jù)分析,及時(shí)進(jìn)行應(yīng)急決策,并進(jìn)行指令發(fā)布,實(shí)現(xiàn)多方聯(lián)動(dòng),提高水利系統(tǒng)的精細(xì)化管理.一線報(bào)汛單位地處偏遠(yuǎn),水文數(shù)據(jù)采集地點(diǎn)在沿河堤防上,公網(wǎng)有線通信線路無法到達(dá),水利專網(wǎng)也無法覆蓋到報(bào)汛站點(diǎn),需要無線傳輸設(shè)備實(shí)現(xiàn)寬帶數(shù)據(jù)傳輸功能.沿河報(bào)汛站點(diǎn)分散,需要設(shè)置中心站、外圍站,根據(jù)站點(diǎn)業(yè)務(wù)需要分配數(shù)據(jù)傳輸容量,中心站和外圍站的設(shè)置要滿足信息采集需要,同時(shí)要最大限度節(jié)省投資.一線報(bào)汛站點(diǎn)非汛期無人值守,對通信傳輸設(shè)備全天候適應(yīng)能力要求較高.無線接入系統(tǒng)除了語音通信功能外,還需要滿足電子政務(wù),視頻監(jiān)控圖像傳輸?shù)裙δ苄枨?其中心站中繼傳輸應(yīng)達(dá)100 Mbps,外圍訪問接入點(diǎn)(Access Point,AP)站傳輸應(yīng)達(dá)30 Mbps.

3 設(shè)備選型及技術(shù)特點(diǎn)

沂沭泗無線接入系統(tǒng)使用Motorola Canopy 30 M BH點(diǎn)對點(diǎn)系統(tǒng),Canopy系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活、簡便,使系統(tǒng)安裝維護(hù)十分便捷.依靠AP模塊,可以實(shí)現(xiàn)主站和終端站安全可靠的點(diǎn)對點(diǎn)通信鏈接.傳輸速率可達(dá)30 Mbps,AP模塊設(shè)備可以全天候使用,設(shè)備集成化程度高,安全可靠,天線系統(tǒng)采用無源反射板天線,無源反射板天線可以有效延長傳輸距離.在環(huán)境開闊地區(qū)也可采用全向天線.

系統(tǒng)主要應(yīng)用:T1/E1 Over Ethernet;局域網(wǎng)互聯(lián)(包括WLAN熱點(diǎn)區(qū)域互聯(lián));視頻傳輸;視頻會(huì)議;IP數(shù)據(jù)傳輸;VoIP傳輸?shù)?

系統(tǒng)主要特征:(1)具有較強(qiáng)的抗干擾能力,無線設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)部的自干擾是影響系統(tǒng)穩(wěn)定的主要因素,設(shè)備采用自身產(chǎn)生同步時(shí)鐘和GPS同步技術(shù),有效解決了自干擾問題,降低C/I比值,通過先進(jìn)的同步技術(shù)使得該設(shè)備具有更穩(wěn)定的信號(hào)傳輸.同時(shí)對外界信號(hào)干擾影響較小,適合惡劣環(huán)境中通信需求.(2)可以實(shí)現(xiàn)長距離通信傳輸,通過AP模塊的長距離通信能力,使得該設(shè)備具有更廣的覆蓋范圍,使用反射天線,可以使傳輸距離延長,并可通過微波和光纖等形式延長傳輸線路,實(shí)現(xiàn)大面積覆蓋.(3)30 Mbps數(shù)據(jù)傳輸速率,速率穩(wěn)定,能夠傳輸高清視頻等數(shù)據(jù)信息,能夠滿足語音傳輸和多路高清視頻傳輸.設(shè)備通過E1 Mux可以實(shí)現(xiàn)1XE1和10 MIP通道或者2XE和5 MIP通道.(4)為保證信息傳輸安全,模塊內(nèi)采用先進(jìn)的加密技術(shù),在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?

設(shè)備技術(shù)特點(diǎn):(1)抗干擾能力強(qiáng),Canopy BH點(diǎn)對點(diǎn)設(shè)備的載干比均小于3 dB.該設(shè)備具有比一般無線通信設(shè)備更低的載干比,在復(fù)雜的外部干擾和自干擾的環(huán)境下仍然能夠提供穩(wěn)定的通信傳輸,在存在水面反射等干擾環(huán)境中,避免信號(hào)衰減,保障設(shè)備正常運(yùn)行.(2)無線接入設(shè)備體積小,安裝靈活、方便,設(shè)備集成化高,適合野外和無人值守等環(huán)境,便于維護(hù)和維修,減少了機(jī)房布線和機(jī)柜的安裝空間,室外單元適合惡劣環(huán)境,對設(shè)備運(yùn)行環(huán)境要求低,適合偏僻地區(qū)使用.(3)具有較高速率,有效速率達(dá)到30 Mbps,采用先進(jìn)技術(shù)優(yōu)化了數(shù)據(jù)傳輸能力,在超負(fù)荷、大容量數(shù)據(jù)傳輸情況下,仍然能夠保持系統(tǒng)帶寬,在多用戶的情況下能夠保證傳輸通道高效運(yùn)行.(4)傳輸距離長,Motorola Canopy寬帶無線接入模塊最遠(yuǎn)傳輸距離可達(dá)50公里,通過中繼接力方式,可延長傳輸距離.

4 組網(wǎng)方案

無線接入通信系統(tǒng)包括接入站和用戶站.系統(tǒng)共建設(shè)14個(gè)接入站,46個(gè)用戶站,接入中心站包括無線信道機(jī)、話音數(shù)據(jù)脈沖編碼調(diào)制(Pulse Code Modulation,PCM)終端、天饋及電源系統(tǒng).分別設(shè)在各河道堤防基層管理局,各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在中心站匯集,通過微波主干網(wǎng)絡(luò)傳輸至沂沭泗水利管理局進(jìn)行分析處理.用戶站設(shè)備:無線信道機(jī)、網(wǎng)絡(luò)電話設(shè)備,天饋線及電源系統(tǒng),分別設(shè)在各河道堤防3級(jí)管理單位,負(fù)責(zé)收集一線報(bào)汛數(shù)據(jù)和水利工程管理等視頻數(shù)據(jù).

寬帶接入中心站安裝在基層管理局,基層管理局是微波通信主網(wǎng)節(jié)點(diǎn),建設(shè)有微波機(jī)房、通信鐵塔等通信設(shè)施.中心站建設(shè)在基層管理局有利于無線接入網(wǎng)絡(luò)鏈接入微波通信主干網(wǎng)絡(luò),利用基層局現(xiàn)有的機(jī)房、電源、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和鐵塔等通信資源,減少建設(shè)投資.配置一臺(tái)寬帶接入設(shè)備、一臺(tái)PCM復(fù)用設(shè)備和一臺(tái)反向協(xié)議轉(zhuǎn)換器,將基層局的程控交換機(jī)內(nèi)部話路和一點(diǎn)多址微波話路接入PCM復(fù)用設(shè)備,反向協(xié)議轉(zhuǎn)換器將10100BASE以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)換成PCM復(fù)用系統(tǒng)傳輸使用的通道E1接口,然后將PCM復(fù)用設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)交換機(jī).能夠?qū)崿F(xiàn)基層管理局語音數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在專網(wǎng)主干網(wǎng)絡(luò)和無線接入網(wǎng)絡(luò)之間的傳輸.

寬帶接入用戶端設(shè)置在基層管理所,基層管理所一般位于河道、堤防等防汛一線,主要任務(wù)為收集各業(yè)務(wù)系統(tǒng)所需信息數(shù)據(jù).設(shè)備配置既要滿足業(yè)務(wù)系統(tǒng)需求,又要兼顧基層所設(shè)備運(yùn)行環(huán)境,盡量減少配置設(shè)備數(shù)量.配置一臺(tái)寬帶接入設(shè)備、一臺(tái)以太網(wǎng)交換機(jī)、一臺(tái)PCM復(fù)用設(shè)備、一臺(tái)協(xié)議轉(zhuǎn)換器和交、直流供電設(shè)備,該套無線接入設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)文字、音頻、圖形、圖像和視頻等多媒體信息的傳輸,實(shí)現(xiàn)基層管理所與上級(jí)水利管理局各種信息的共享.

沂沭泗寬帶無線接入系統(tǒng),是微波防汛通信系統(tǒng)的有效補(bǔ)充,將無線通信網(wǎng)絡(luò)延伸到基層管理所,彌補(bǔ)了防汛一線基層管理所防汛通信空白,無線接入通信設(shè)備組網(wǎng)靈活、維護(hù)簡單,適合防汛部門信息資源采集傳輸.采用無線接入網(wǎng)在多業(yè)務(wù)接口和信道容量具有一定的擴(kuò)展空間,為今后增加通信設(shè)備、業(yè)務(wù)系統(tǒng)升級(jí)打下基礎(chǔ).無線接入網(wǎng)對覆蓋面廣,適合地處偏遠(yuǎn)和終端用戶分散的區(qū)域,適合于防汛通信部門使用.無線接入設(shè)備應(yīng)用靈活,適應(yīng)性強(qiáng).由于設(shè)備少,安裝操作簡單,便于維護(hù)管理,在緊急狀態(tài)下和臨時(shí)應(yīng)用條件下迅速提供通信業(yè)務(wù),其覆蓋范圍廣,覆蓋范圍可達(dá)50公里.

沂沭泗流域防汛無線接入系統(tǒng)采用點(diǎn)對點(diǎn)寬帶無線接入通信設(shè)備,該設(shè)備具有抗水毀能力強(qiáng)、傳輸容量大、建站方便快速、易于管理等特點(diǎn),能將基層管理所與上級(jí)單位基層管理局局域網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián),滿足音頻、數(shù)據(jù)、多媒體信息、互聯(lián)網(wǎng)接入多種傳輸?shù)囊?無線接入設(shè)備是支線通信傳輸?shù)闹匾侄?能夠?qū)⑵h(yuǎn)地區(qū)信息數(shù)據(jù)安全、有效地傳送至主干通信網(wǎng)絡(luò),適合在偏遠(yuǎn)地區(qū)和無人值守站點(diǎn)組網(wǎng)建設(shè).與現(xiàn)有防汛通信網(wǎng)絡(luò)兼容性強(qiáng),克服了有線通信線路建設(shè)周期長、抗災(zāi)能力弱的缺點(diǎn),宜在基層防汛管理部門大規(guī)模推廣應(yīng)用[2].

5 結(jié)語

該網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)使基層管理單位與上級(jí)單位局域網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),不但能有效傳輸雨情、水情、工情、旱情、災(zāi)情等防汛抗旱信息,還能實(shí)現(xiàn)圖像、圖文和視頻信號(hào)的實(shí)時(shí)交互以及辦公自動(dòng)化等信息的充分共享.徹底解決基層管理所與上級(jí)單位的通信需求,并能夠通過主干通信網(wǎng)絡(luò)連接水利通信專網(wǎng)和公網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò).經(jīng)過近年來的使用,該系統(tǒng)設(shè)備已成為水情、雨情、工情等數(shù)據(jù)資源傳輸?shù)闹匾ǖ?該系統(tǒng)作為沂沭泗流域一線報(bào)汛通道在汛期發(fā)揮了重要作用.方便了一線人員的信息采集和傳輸,提高了信息傳遞的時(shí)效性,大量的有效數(shù)據(jù)能夠在最短時(shí)間內(nèi)傳送至各業(yè)務(wù)部門,為汛情的決策提供了可靠的支持.該系統(tǒng)的建設(shè)滿足了一線防汛人員報(bào)汛通信需求和沂沭泗流域信息化建設(shè)要求,與微波通信系統(tǒng)和有線通信網(wǎng)絡(luò)一起組成了一個(gè)暢通可靠的防汛通信系統(tǒng),隨著管理技術(shù)和水平的提高,該系統(tǒng)在防汛通信建設(shè)中將發(fā)揮更大的作用.

[1]趙俊.寬帶無線接入網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用[J].通訊世界,2015(24):40.

[2]李燈,朱琦,邵世祥.寬帶無線接入技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展[J].現(xiàn)代通信,2003(7):15-17.

Application of wireless access equipment in Yi-Shu-Si flood-proofing communication system

Ma Jia
(Yi-Shu-Si River Basin Administration, Xuzhou 221018, China)

The wireless access technology refers to the wireless media to connect the user terminal and the network node, in order to realize the information transmission between the user and the network. The wireless access system is flexible and adaptable. This paper introduces the application of broadband wireless access equipment in Yi-Shu-Si flood-proofing communication system by case, and analyzes the application prospect of wireless access technology in flood-proofing communication.

wireless access; flood-proofing; communication

馬佳(1978- ),男,遼寧鐵嶺人,工程師,碩士;研究方向:通信技術(shù).