安防無線傳輸方式的可靠性與應用性分析2011年05月06日09:59 

  近幾年來,IP 網(wǎng)絡監(jiān)控發(fā)展勢不可擋,與此同時,其傳輸方式也在不斷創(chuàng)新推進,除傳統(tǒng)的有線傳輸外,無線傳輸應用也開始崛起。無線傳輸以其安裝方便、靈活性強、性價比高等特性,備受眾多行業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)青睞。然而,由于對無線傳輸應用的不了解及高金額設備成本,部分業(yè)主對之仍望而卻步。

  在安防監(jiān)控工程項目,除了各種設備器材的效能之外,傳輸系統(tǒng)及接口部分的可靠度與應用性能也尤為重要。傳輸系統(tǒng)架構與接口包括有線監(jiān)控和無線監(jiān)控,而在無線監(jiān)控工程應用中,無線傳輸?shù)目煽慷扰c可應用性是工程商們關注的重點。

  無線監(jiān)控傳輸?shù)姆N類

  IP網(wǎng)絡有線監(jiān)控系統(tǒng)涵蓋網(wǎng)絡攝像機、云臺、視頻服務器、監(jiān)控終端等設備。而無線網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)相對簡單,它只需無線網(wǎng)絡攝像機或無線電發(fā)射接收單元、無線AP、監(jiān)控終端等設備,在帶寬或傳輸格式上也擁有多樣化的選擇空間, 如GSM、GPS、3G、Wi-Fi、Wimax、TD-LTE(4G)等。當然,如需遠距離無線監(jiān)控,還需另外增加戶外無線網(wǎng)橋等設備。以一個無線區(qū)域網(wǎng)的建置環(huán)境來看,無線監(jiān)控系統(tǒng)是基于無線局域網(wǎng)絡之上建置的一個監(jiān)控系統(tǒng)。因此,無線網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的組建同樣要根據(jù)無線網(wǎng)絡的環(huán)境來決定,但實際區(qū)分,無線網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)種類其實可分為三種模式:室外應用無線網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)、室內(nèi)專用的無線網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)、室外和室內(nèi)混合在一起使用的網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)不同的監(jiān)控環(huán)境采用特定的的無線傳輸方式,小區(qū)域家庭利用現(xiàn)有的無線移動網(wǎng)絡(Zigbee、GSM/GPRS、CDMA移動網(wǎng)等)和相應的無線通信產(chǎn)品,通過無線收發(fā)設備(如無線Modem、802.11 Wi-Fi寬帶無線),利用無電傳輸?shù)?G、802.16 Wimax5.8G或TD-LTE和發(fā)射接收集成芯片在監(jiān)測站端實現(xiàn)電路板級與監(jiān)控中心級的的無線通信(如衛(wèi)星、微波系統(tǒng)等)。

  安防系統(tǒng)中較常用的是802.11.a/b/g/n無線網(wǎng)絡,它主要透過無線電波進行數(shù)據(jù)交換。美國電器電子技術協(xié)會(IEEE)于1997年制訂802.11的共通標準中將802.11無線網(wǎng)絡規(guī)范劃分為有基礎架構(無線存取點)的無線局域網(wǎng)絡 (Infrastructure Wireless LAN)和 無基礎架構的無線局域網(wǎng)絡 (Ad Hoc Wireless LAN)。兩者之間的差異在于傳送節(jié)點與無線網(wǎng)絡設備之間的聯(lián)機方式。

  無線寬帶網(wǎng)絡設備及架設

  目前,無線寬帶802.11網(wǎng)絡聯(lián)機設備主要包括無線網(wǎng)絡路由器 (Wireless Router)、AP以及無線網(wǎng)卡 (Wireless NIC),其中Wireless Router和AP適用于長距離聯(lián)機環(huán)境,另外,由于Wireless Router具有防火墻的功能并可以當IP分享器使用,倘若既有網(wǎng)絡中已含有Router,那么可選用AP來架設無線網(wǎng)絡,以節(jié)省購買Wireless Router的成本。對于無線寬帶網(wǎng)絡設備的選購和架設,筆者還有如下幾點建議:

  · 在選擇Wireless Router或AP時,如安裝在室內(nèi),可選用商規(guī)型;而在室外,建議選用工規(guī)型;

  · 在功能方面,建議選擇同時支持802.11a、802.11b、802.11g、802.11n模式,以及WPA2的加密機制。因為當前無線網(wǎng)絡最快的帶寬是采用802.11n模式,最安全的加密機制則為WPA2;

  · 在如何架設合理適當?shù)臒o線AP 部分,如果此無線網(wǎng)絡有很多Wireless Clients,建議盡量將AP安裝在網(wǎng)絡的中央位置,讓AP可覆蓋所有的Wireless Clients。若環(huán)境允許,建議將AP裝在較高位置,如天花板附近;

  · 另外,也應盡量避開鏡子、鋼鐵等金屬制品,避免無線訊號被屏蔽或反彈,而降低訊號強度。同時,應檢測環(huán)境有無其它無線電波的干擾,并找出使用頻率最少的頻道 ,便是AP最佳的擺設位置。若無線訊號還是很差,可以選擇安裝訊號較強的天線在AP上,或是安裝Wireless Repeater增強訊號。

  無線網(wǎng)絡傳輸?shù)膸捔髁颗c加密

  由于外界的干擾導致封包錯誤、丟包及數(shù)據(jù)重傳等因素,占用到的無線網(wǎng)絡的實際帶寬大約是理論值的一半或更多。廠商通常會建議在規(guī)劃無線網(wǎng)絡帶寬時,先到現(xiàn)場環(huán)境測試AP實際速度,計算既有網(wǎng)絡的帶寬使用量。以實例來說,在視頻監(jiān)控上看到DVR與Hybrid DVR的網(wǎng)絡傳線傳送上,由于最大的流量來自于DVR和Hybrid DVR所傳出的攝像機圖像,若這兩項的數(shù)據(jù)傳輸量大于實際帶寬,建議將攝像機的畫質(zhì)調(diào)降,減少流量。另外也要保留一些帶寬給Wireless Clients使用,如果擔心太多Wireless Clients占用帶寬,可以在AP限制聯(lián)機權限或利用交換器的帶寬管理功能,在AP連接到交換器端的聯(lián)機做流量控制與限定。WPA2采用的AES-CCMP加密機制是目前為最安全的加密機制,尚無法破解。

  依照環(huán)境特性選擇適無線網(wǎng)絡監(jiān)控設備

  無線電網(wǎng)絡是變量最大的一種網(wǎng)絡系統(tǒng)架構,其建置過程也極具挑戰(zhàn)。從表1可看出,無線網(wǎng)絡的分類及建置條件及差異,此處要特別強調(diào):Wireless LAN 的架構沒有中央 Wireless Access Point,此外,所有的無線網(wǎng)絡設備,皆以點對點的方式,進行信號溝通與數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾^點。

  無線網(wǎng)絡監(jiān)控的特性

  一般而言,在無線網(wǎng)絡監(jiān)控實際應用中,工程商應對以下幾個重點加以考慮。

  · 適用性:針對不同的應用環(huán)境及現(xiàn)場界接設備,需要提供標準的通信接埠輸入/輸出,并提供標準的網(wǎng)絡接口、無線通信(Zigbee/GSM/GPRS/CDMA)接埠,采用嵌入式技術、無線通信技術、TCP/IP及提供以太網(wǎng)、PSTN、無線通信(GSM/GPRS/CDMA)光纖固網(wǎng)及混合組網(wǎng)方式;