低頻COFDM雙向無線移動網橋解決方案

2019-03-25 09:13:24

為滿足用戶的音視頻及數據業務,而光纜和普通網線因各種原因目前無法到位的情況,為了滿足用戶需求,可采用無線接入方式。在城市市區,高樓大廈比較多,經常出現阻擋情況,特別是對于應急通訊車或其他緊急事件現場,因應急地點的不同,也經常出現阻擋情況,而且在某些場合需要在高速移動中進行無線連接,比如運動會火炬傳遞、汽車拉力賽、帆船比賽、編組車隊等等。目前在市場上,我們常見的無線網橋根據協議不同分為2.4GHz頻段的802.11b或802.11G以及采用5.8GHz頻段的 802.11a無線網橋。2.4GHz和5.8GHz的無線網橋能夠在無高大障礙物并且雙方都是靜止的情況下可以很好的工作,但不能滿足在高速移動和嚴重阻擋的環境下保證網絡正常連接的要求。因此,目前2.4GHz和5.8GHz的普通網橋普遍被用來進行不同建筑物之間網絡互聯或野外空曠地帶臨時組網,不能在一些嚴重阻擋或高速移動等復雜場合下進行網絡互聯。

基于目前無線網橋普遍存在的問題,本系統采用了COFDM技術體制,具有繞射能力強、非視距傳輸距離遠、支持高速移動的特點,主要解決移動無線實時視頻和數據傳輸,其典型應用包括公安應急通訊指揮、現場采訪直播、消防救災應急指揮等系統的實時音視頻和雙向數據傳輸,系統特征主要體現在非視距(NLOS)移動(Mobile)無線(Wireless)實時(Real-time)雙向(Two-way)高速率(High Bitrates)傳輸,其中:

1.非視距(NLOS):具有強大的非視距傳輸功能、繞射功能:在城區內車輛之間支持2~10公里移動中傳輸;在建筑物頂與車輛/人員之間支持5~15公里移動中傳輸。傳統數字微波只能提供點對點的視距通信,無法實現非視距。

2.移動(Mobile):支持高速移動中傳輸;支持300公里/小時高速移動中傳輸。傳統無線網橋和線纜連接無法實現移動傳輸。

3.無線(Wireless):使用無線方式進行傳輸,這是實現移動的前題,同時具有簡單接收、無需鋪設電纜的優點。

4.實時(Real-time):能夠實時傳輸音視頻和數據,根據用戶需要,配合

專門的視頻服務器,能夠提供廣播級的高清晰圖像質量,圖像分辨率最大達到DVD質量,具有近實時的端到端圖像傳輸。

5. 雙向(Two-way):對于網橋兩端的用戶來說,兩個局域網通過網橋連接之后,等同于在同一個局域網工作,雙方用戶可以進行音視頻和數據的雙向交互。

6. 高速率(High Bitrates): 傳輸數據速率高,傳輸速率最大可達7.68Mbps,這是目前現有GSM和3G網絡無法提供的傳輸速度。

本系統具備以下特點:

?強大的抗干擾能力,優越的非視通無線傳輸性能

接收電平-100dBm時仍能保證誤碼率<10E-6;

?高速率雙向碼流

COFDM技術每個子載波可以選擇QPSK、16QAM、64QAM等高速調制,合成后的信道速率一般均大于4M bps。因此,可以進行雙向傳輸MPEG2中4:2:0、4:2:2等高質量編解碼,接收端圖像分辨率可達到576×720或480×720,能充分滿足后期分析、存儲、編輯等要求;

?支持快速移動中穩定、高質量傳輸。可應用于車輛、船舶、直升機/無人機等平臺

Borchat設備不需要任何附加裝置,就可實現固定——移動,移動——移動間的使用;

?真正實現128位AES數字加密技術處理,安全性能高

Borchat系列應急無線數字傳輸設備采用128位AES數字加密技術、無線寬帶多載波加密、加擾技術,實現全數字信號處理,同時使用了超大容量FPGA設計,提高系統集成度,這些都保證了整個系統的保密性、穩定性及可靠性,使客戶空中傳輸信息充分得到安全保障;

?自主知識產權實現低頻寬(8M/3.5M/2.5M/1.25M)傳輸,提高頻率使用效率和系統靈敏度

Borchat系列應急無線數字傳輸設備可以提供8M/3.5M/2.5M/1.25M使用頻寬,針對于市場上普遍使用的8M使用頻寬的設備,可以成倍和成四倍地節省無線頻率資源,提高不可再生的頻率資源的使用效率;同時由于使用窄帶頻率傳輸圖像,使用頻寬減小2-6M,同樣也降低和規避這2-6M可能存在的頻率干擾,從而在現有基礎上很大的提高整體系統的靈敏度和抗干擾能力,實現同一區域中,無線頻率資源有限的情況下,盡可能多的同類設備互補干擾下同時使用;

?頻率使用帶寬可調

Borchat系列應急無線數字傳輸設備采用調制技術,做到了頻率使用帶寬可調,根據用戶使用需求,可分別提供8M/3.5M/2.5M/1.25M的使用帶寬。該功能的使用優勢體現在根據用戶所在地無線環境,結合用戶對傳輸圖像及數據的大小,選擇有利的傳輸帶寬,既保證傳輸圖像的高質量,又有效地利用和節省現有的頻率資源,保障了多套設備在同時使用時的帶寬需求,提高設備和系統的靈敏度;

?頻率可調

Borchat系列應急無線數字傳輸設備頻率可調功能可以在一定的范圍內有效的避開同頻干擾,加強設備的使用的可靠性;

?功率可調

Borchat系列應急無線數字傳輸設備采用了人性化設計,具備多種功率可調的功能;

?多種設備類型,安裝操作簡便,滿足不同傳輸需求

Borchat系列應急無線數字傳輸設備提供單兵背負式、車(船)載式、機(直升機、無人機)載式等多種設備類型,單兵設備體積小、重量輕、外觀美觀實用、安裝操作簡便、攜帶使用靈活方便,采用全密封結構,防水防塵性能好,適合于惡劣環境使用;車載和機載設備功能強大、覆蓋范圍廣,-103dBm極高的接收靈敏度,滿足公安等特種機關靈活、機動、便捷、快速的應用要求;

?產品完全自主知識,為用戶提供各種特殊需求的定制,保障設備和系統的更方便、平滑的升級換代

Borchat系列應急無線數字傳輸設備由北京博創安泰科技有限公司自主研發, 可滿足各類用戶不同特殊需求的定制,同時可大大降低用戶設備的后期維修、維護成本,縮短維修時間,同時真正地保證客戶在以后使用過程中的平滑升級換代和整個系統的可擴展性。

3.1客戶需求

在公共安全應用中,如醫院、軍隊、公安、學校、煤礦、電力、電信、油田、政府、監獄、銀行、交通、公共場所等,為滿足用戶的音視頻及數據業務,經常需要臨時組網,而普通光纖和其他線纜難以到達,在這種情況下需要無線網絡連接。無線網絡主要用在有線網絡與有線通信所不易到達的場合和地理環境、工作環境特殊的場合及需要經常移動的工作場合等,并且要實現圖象語音動態壓縮技術和網絡影流傳輸技術,實現遠程和移動中的圖象、語音和數據的實時采集、傳輸、存儲和顯示,可以廣泛用于遠程監控、遠程數據采集、遠程電信服務、遠程網絡連接、大樓內的無線覆蓋、應急通信、機動車載移動網絡通信等領域,特別是要支持在高速移動中和嚴重阻擋的環境下高速率碼流的雙向無線網絡互聯。

3.2方案要求

(1) 采用無線方式構成無線網絡或基于無線網絡的視頻監控系統;

(2) 無線網絡支持高速移動和有嚴重阻擋的復雜環境。

3.3性能要求

(1)  先進性:網絡帶寬高,為以后留下余量;

(2)  安全性:系統抗干擾能力強,保密性好,安全可靠;

(3)  可靠性:設備性能優良,在復雜環境下設備可靠性高,電磁兼容性好;

(4)  實時性:網絡實時傳輸視頻,延時低;

(5)  開放性和標準性:無線網絡系統的設計需遵照國際標準(如ISO)、國家標準、工業標準(如TCP/IP),走標準化的道路。

(6)  穩定性:系統穩定性好,在嚴重阻擋或高速移動中保證數據流穩定傳輸,畫面流暢,無中斷或馬賽克;

(7)  方便性:用戶方便操作和使用,便于在應急場合迅速布置方案;

(8)  頻率可調:在頻率資源緊張的情況下,能避開其他被占用頻段。

4系統方案

方案1:用于兩個局域網的無線互聯,雙方可以進行網絡視頻會議、IP通話、數據共享等業務。

                                                                          圖4.1  COFDM無線網橋連接局域網拓撲圖


方案 2:配合攝像機和網絡視頻服務器,兩個局域網之間可以同時實時監控多路視頻,并且可以進行數據共享、IP通話等多種業務。


圖4.2  COFDM無線網橋雙向移動多路視頻監控方案拓撲圖

在方案一中,僅需要雙向COFDM網橋一套。

在方案二中,需要雙向COFDM網橋和雙向視頻服務器。




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