工业无线网络在港口装卸无线视频的应用(2)

岸桥作业无线监控系统的设计时充分考虑了拖链柔性光缆可能的隐患，对岸桥操控室、电气控制室及中央控制室进行了全面改造，新建一套专用无线通信网络系统，与原光缆通信局域网系统并存。这样既克服了传统方案的缺点，又降低通信故障对生产、设备的制约。岸桥作业无线监控系统视频业务是最为占用网络带宽的业务，一般在500~4000kbit/s之间，高清图像质量的情况下一般按照800~2000kbit/s来设计。而宽带无线IEE802.lla工作在更高频段，在相同发射功率下覆盖距离只有IEEE802.llb/g设备的30010左右，不符合本系统覆盖要求（见后面覆盖范围的叙述）。所以我们采用基于2.4GHz的802.11g协议标准为天津港太平洋国际集装箱的岸桥作业无线监控设计方案，并选用了Siemens基于IEEE802.11g标准的工业无线产品。根据系统实施背景及SCALANCEW780和W740系列产品特点，无线AP接入点选用SCALANCEW786，其具有IP65的防护等级、自带光口的设计和无线通道的可靠性，满足了港口恶劣环境下对产品的苛刻要求。岸桥作业无线监控专用网络通过选配泄漏缆天线产品有效地实现操控室和电气室之间的通信。无线客户端选用SCALANCEW744，选配定向天线。

表1为无线网络系统的主要产品及选件配置。

表1无线产品选型配置

岸桥作业无线监控系统以每台岸桥为单位部署，为了防止两台相邻岸桥上安装的SCALANCEW接入点之间相互干扰，影响数据的响应时间，我们必须对每台岸桥上的SCALANCEW接入点进行多信道组态，对每个SCALANCEW接人点设置不同的信道和SSID（网络名）。本系统涉及的无线网络信息的安全性非常重要。为了防止非授权访问无线网络，我们通过参数设置禁用了PING、SNMP、TELENT协议，禁止了SSID广播功能，在AP上对客户端MAC进行了过滤，保证只有在列表中的MAC客户端能够访问无线网络。

三、控制系统完成的功能

1．关键技术指标

岸桥无线监控系统无线网络建好后，我们要对其性能做出定量的评估。岸桥无线监控系统性能的技术指标主要有系统丢包率、吞吐量、时延、稳定性、多媒体支持等。

系统丢包率：是由于各种原因系统丢失数据的总量。本系统的平均丢包率不大于1010。

吞吐量：在单位时间内在信道上没有帧丢失的情况下成功传输的数据量称为吞吐量。当信道上发生传输碰撞和传输错误时，必然导致帧的丢失，这时信道时间被浪费。即如果在R(s)时间内，节点成功发送的数据为L(bit)，则吞吐量r为T=L/R(bit/s)

低时延：时延定义为发送节点数据帧到达MAC层的那一时刻与发送节点确认其发送的该数据帧已被节点成功接收到的那一时刻之间的时间差。因此时延分为处理时延、排队时延、传输时延、传播时延四个部分。当某一帧被成功传输时，其时延时间主要由发送等待时间（即为获得信道使用权的等待时间）和该帧在信道上的传输时间组成。如果发生碰撞或传输错误，时延时间还应包括由于重传而带来的时延时间。由于每帧的传输时延可能不同，一般取一帧的平均传输时延作为帧时延的量度。

稳定性：对于给定的到达率，无线协议可以保证每个数据帧的平均时延是有限的。也就是说给定的到达率系统是稳定的。使系统稳定的到达率的最小上界称为系统的最大稳定的吞吐量。

多媒体支持：随着语音、图像和数据网络的融合，无线网络协议支持多媒体业务十分必要。无线通信设备的协议需要基于不同应用的帧处理机制，这些应用对延迟的要求各不相同。两种常用的方法是接入优先级法和接人预定法。接入优先级是指某些网络服务享有比其他服务更高的接入信道优先权。接入预定可保证限定的延迟。