WLAN在数字河道管理系统中的规划设计

项目背景

数字河道管理系统是海事部门在内河航道业务领域的具体应用，是综合运用遥感、遥测、地理信息系统、宽带网络、通讯、计算机模拟、多媒体等多种技术对航道业务流程、动态监控管理和辅助决策服务的数字化、网络化、智能化和可视化的技术系统，是信息基础设施和信息系统的集成。

内河航道以其蜿蜒曲折的不规律性分布以及网络摄像机、巡逻艇移动执法、船载监测终端、码头物流监控等新型设备的应用急剧增加，不健全或缺失的信息通信网络系统对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈阻塞。

(1)  WLAN的技术优势

随着互联网技术的飞速发展和无线通信技术的广泛应用，无线局域网(Wireless Local Area  Network——WLAN)以其特有的优势得到发展迅速。针对于数字河道管理系统，无线局域网和其他有线网络相比，具有高灵活性和移动性、安装便捷、易于进行网络规划和调整、便捷的故障定位、高性价比等优势。

利用无线局域网的技术优势创造更多的价值正成为通信技术人员的研究课题，从无线局域网的进一步推广应用来看，未来的研究方向主要集中在安全性、移动漫游、网络管理以及与3G等其他移动通信系统之间的关系上，而基于无线局域网的网络规划设计正在成为一个跨地域、跨行业的全面解决方案，为各行各业的管理决策者提供了一种全新直观的网络环境。

(2)  项目概况

本文是以蕴藻浜智能河道管理系统为实证研究，根据上海宝山区地方海事处应用需求及蕴藻浜河道地理环境而进行的研究设计，数字河道管理系统主要由监控中心、监控点、移动巡逻艇组成，本项目拟在蕴藻浜航道沿线布设20个监控点，实现航道的重点区域的监控覆盖。

蕴藻浜航道沿线监控环境较复杂，传输距离远，监控中心与监控前端中间有高大建筑物等阻挡，拟采取无线中继传递，对于部分直接点对点微波信号传递困难的航道，可建中继站中继传输。

(3)  系统设计

3.1  协议选择与频率规划

在WLAN中，通信协议是指由IEEE提出802．1l协议族，包括802.1la、802.1lb、802.1lg和802.11n。作为无线局域网协议族中最成熟的IEEE802.1lb主要是工作在2.4GHz频段，频段范围为2.4—2.483GH，IEEE802.1la扩充了标准的物理层，规定该层使用5GHz的频带，频段范围为：5.15—5.25、5.25—5.35及5.725—5.825GHz，采用OFDM(正交频分复用)来传输数据，其物理层的吞吐量分别为6、12、18、24、36、48、54Mbps，由于输出功率高，适于建筑物之间或室外环境的无线应用；

基于以上技术分析，考虑到802．1lb协议在民用系统中的大量应用，2.4GHz频段的无线干扰会比较大，影响数据的带宽，因此选用了5.8GHz频段的802.1la协议。

科洛理思JETWAVE2600系统无线网桥设备在传输速率10M带宽的条件下提供13个不交叠的工作信道。通过配合中继点的选择以及做好相应的信道规划，完全可满足项目的要求，避免同频之间的干扰。

3.2  设备选型

数字河道管理系统属于政府职能部门的功能性系统，对于河道的安全起到了重要作用，也对网络设备提出了更高的要求，需求综合如下：

•  野外安装，需满足IP67工业防护标准，支持-30~70℃宽温工作环境

•  安装简便，需满足一体化安装要求

•  网络链路复杂，需满足双带方案，同时支持802.11a和802.11b/g协议

•  覆盖范围要求广，需使用TDMA技术，提升网络性能和 覆盖范围，

•  需支持基站、CPE、网桥中继、点对点和点对多点的工作模式

鉴于上述要求，选用JETWAVE2600系列的网桥设备完全满足系统要求。

分中心：JETWAVE2620

中继站：JETWAVE2620

监控站：JETWAVE2640

船载终端：JETWAVE2410

3.3  网络测试

根据地理信息分析及现场踏勘，蕰藻浜河道横穿整个宝山区，在宝山区界内从外环线至吴淞大桥总长约20公里，河道蜿蜒曲折，河道两岸遍布工厂及货运码头，局部地区存在高楼及桥梁，综合项目实际情况，将20公里的河道划分为三段，设立3个分中心作为电信接入点，再根据河道弯曲度和周边建筑物地形特点选取中继点。

采用JETWAVE网桥设备进行现场实测，完成了对于整个河道的覆盖，对于网络模型和结构的设计提供理论结合实践的基础。 

3.4  网络模型

结合测试数据及应用要求，建立如下网络模型：