MIMO 11n技术在数字港口无线监控中的应用

　　港口因特殊的地理位置和独特的物流集散功能，有线网络在很多场合无法完全满足需求。在通常情况下，由于港口面积较大，需要监控的点位置分散，利用传统的有线连接方式，线路铺设成本高昂，而且施工周期长。随着港口进一扩大，当增加或调整监控点位置时，需要重新铺设光纤，原铺设的光纤资源完全不能回收和重新利用，使应用整体成本急剧上升。

　　一、港口无线视频监控系统的优势

　　近年来，无线视频监控解决方案已经成为港口视频监控系统的全新选择。无线网络相对于有线网络具有先天优势，在各行业，无线的视频监控系统已经被广泛的应用。无线网络主要表现出如下优势：

　　(1)无线网络使用无线链路进行信号传输，避免了对光纤的依赖。建设方便，运维简单；

　　(2)在无线网路信号覆盖范围内，摄像头可以安装在任意位置。

　　(3)灵活性高，扩展方便。

　　(4)无线基础网络建设不仅可满足视频监控需求，还可以为其它应用提供传输通道，如：可以提供移动办公、语音通信等业务。

　　(5)无线网络设备可灵活调整站点布设位置和加入新站点，满足未来扩容或应用方案调整的需求，有效地保护投资。

　　目前，搭建视频监控系统是解决以上问题最直接、有效的手段，其主要价值在于：

　　(1)提高了企业安全生产的能力，可以及时发现各种危险状况，制止事故的发生。

　　(2)此外企业管理者也可以更方便的了解企业运行状况。

　　(3)一个覆盖完全，实施灵活的监控网络，能有效降低工作强度、运营成本，提高工作效率。远程集中监控是远程集中管理、远程办公的基础，是加快港口数字化、自动化建设的关键。

　　二、无线Mesh的MIMO 11n技术

　　Strix对港口视频监控系统是基于无线mesh的MIMO 11技术的承载网络设备，提供稳定的无线传输和无线宽带接入，满足企业和电信级用户的视频传输/宽带上网需求。Strix所提供的无线网状网解决方案可全面取代无线网桥类方案，成为无线宽带接入市场的主流技术。

　　1、方案组成

　　该技术设备具有功能强大的自主配置、自主修复无线mesh网络系统，广泛应用于物流仓储、港口码头、集装箱管理等领域。Strix Mesh网络作为多业务平台，可以为数字港口系统提供无线视频、数据、以及语音通信。方案组成包括：

　　(1)无线港口货场仓储管理系统--Strix Mesh网络作为数据传输链路，基于无线射频扫描技术并依托企业现有的管理系统。将无线射频技术、条码技术和无线计算机网络技术相结合，集成了先进的软硬件系统。Strix Mesh物流仓储解决方案将重点放在了数据发生的现场即仓库、货场以及制造车间，从根本上保证了实际操作，物流状态和后台数据库三方面随时随地准确统一，同时进一步提高了作业效率，真正实现库房的科学管理。

　　(2)无线视频监控系统--依托Strix Mesh网络易扩展、组网灵活的特性，将视频监控系统加载在Strix Mesh网络上。整个系统综合成本低，只需一次性投资，无须大量的视频线缆和光纤施工；工程迅速、安装周期短、工程简单，支持固定视频监控或临时视频监控。

　　(3)RFID智能识别系统--Strix Mesh网络配合RFID技术，可以有效地对仓库和货场的物品进行位置和资产管理。应用RFID智能识别技术，可实现对货物入库、出库、使用状况的全过程自动跟踪，极大地提高了工作效率。

　　2、方案描述

　　Strix Mesh与无线条码扫描仪、视频监控摄像机、Wi-Fi手机相配合。基本组成如下图所示：

　　图：Strix港口无线视频监控解决方案示意图。

　　在无线传输条码、RFID信息的同时，Strix Mesh 支持无线视频监控，为仓储、码头等提供永久的或临时的视频监控，实时将监控区域内的人员和物品的情况回传导控制中心/网管中心；Strix Mesh也支持无线语音应用，可以在室外的货场等大范围的区域内为雇员提供免费的无线语音通信，实现合理的人力资源调配和协同工作能力。

　　Strix Access/One采用革命性的网格技术，节点之间采用无线级联方式通信。同时每个节点都可与其他节点使用点对多点的方式连接，无线级联没有跳数的限制。这样，Strix Access/One可构建一个网状结构的网络，网络内每个节点都有一条以上的无线上联链路，提供了高冗余性，保证了无线传输服务的高可用性。

　　3、方案优势

　　(1)确保码头物流仓储管理的准确性，消除了错误的发生机率以及由此带来的成本。

　　(2)降低劳动成本，库房操作人员无需花时间到处寻找货品、无需人工输入大量数据。

　　(3)提高客户服务质量，实时掌握订单状况、消除订单延迟。

　　(4)减少库存，消除过量库存，保证安全库存、减少库存核销。

　　(5)Strix Mesh 支持室内外大范围的无线组网，对货场或者码头进行无线覆盖，极大的节省了光纤施工成本。

　　(6)Strix Mesh 网络安装简单快捷，运行稳定可靠。

　　(7)Strix Mesh 多业务无线平台，同时支持数据、语音和视频应用。

　　(8)使用MIMO 11n技术，总体容量能达到300M，能满足任何高清视频的接入。

　　三、关键设备选取

　　Strix MIMO 11n 产品A1N5000系列架构仍然采用Strix多模多频的二层交换架构，提供近似全双工的多跳无线性能，组网能力远胜于其他方案。系统具备自动组网、自动配置、自动修复的设计，令网络高度冗余、抗干扰性更佳、可靠并且易于使用。通过可微调的移动性参数，系统支持高速移动和无缝漫游切换，适合工矿企业车载应用、应急通信和高速铁路应用。

　　中心节点设备采用Access/One 5600，A1N5000系列产品将无线网络带宽提升到千兆时代，产品架构支持多达6射频技术的任意组合，包括11n MIMO、4.9GHz以及其他授权和非授权频段。

　　它是高带宽 - 低成本的有线网络替代方案，使用3x3天线和MIMO技术，Strix系统无线Mesh系统提供更高的吞吐量，是有线网络的有效的替代手段或者作为有线网络的延伸。对于不同行业用户的多种应用，Strix无线Mesh解决方案可以极大地降低部署成本(CapEx)和运营成本(OpEx)，这对于日益增多的网络互联需求是非常关键的。

　　Access/One(A1N)5600室外无线解决方案支持3x3 MIMO技术、提供高达300M带宽的高容量。系统支持2.4GHz、4.9GHz和5GHz等多个频段，专门为了多种应用的实时支持而设计的，包括无线VLAN网络、实时语音业务、高分辨率视频应用和服务等。

　　四、系统架构的特点

　　相比其他无线解决方案，Strix系统架构提供了独一无二的优势，是真正的多射频Layer2交换算法。无线Mesh网状网骨干可提供近似全双工的高性能，并且通过多个专用模块提供无线终端用户的实时接入。相比于单模块、双模块Mesh网状网架构，Strix将每跳的吞吐量提升了50%以上，为多跳的无线传输提供了稳定的可持续的高带宽。系统具有如下特点：

　　1、简单的大规模部署和网络管理

　　Strix A1N5600 系统支持自动组网功能、自动配置功能、自愈功能，自动的组成高冗余性的无线Mesh网状网，帮助降低部署成本和运营维护成本。

　　专利的多模多射频无线Mesh技术和Layer2 Mesh算法，使无线Mesh网状网的部署具备无受限制的可扩展性，对于成百上千的Mesh节点的大规模部署更加轻松简单。统一网管和监控功能进一步简化了系统的管理工作。

　　2、冗余性和可靠性

　　依据智能的分析系统，A1N5600确保网络通信性能最总是在最优水平。系统同时具备“调整”和“修复”功能，以便动态的、自动的优化无线网络通信，基本上消除了单点故障的影响。每台基站都具备分布式智能，可感知邻站，当任意一台临近基站出现故障或者过载等问题，受到影响的基站设备将自动的重定向无线网络链路，满足了用户对于冗余性和稳定性的要求。

　　3、高速移动特性

　　Strix Access/One解决方案支持车辆高速移动和快速漫游切换，可高达300公里的移动速度。多模Mesh算法、Layer2 Mesh算法和可调的高速移动参数使高速漫游切换和会话持续成为可能。同时，Strix提供专用车载A1N5300车载移动设备和优化的私有算法，进一步提升了漫游速度。

　　4、安全和优化

　　Strix A1N5600提供业界最高等级的安全认证和加密功能，包括256位AES加密、FIPS140-2和197认证，以及无线Mesh网状网内部的二层流量隔离。系统提供增强优化参数，包括QoS服务质量、组播效率提升、弱信号终端处理、移动漫游、节电、天线调试工具以及吞吐量测试等工具。

　　五、边缘设备的选取

　　本系统适合于固定和移动的视频监控、应急救援、VoIP语音通信、 SCADA工业采集、自动读表、智能电网、智能交通、WiFi热点、农村覆盖等领域。边缘节点设备选用Access/One 5200，其特点如下：

　　(1)高性能-低成本的无线延伸设备

　　Strix Access/One (A1N) 5200 系列客户端设备使用Strix 专利DMATM动态Mesh技术和MIMO技术，使业界性能最高的无线延伸设备之一。Strix A1N5200系列产品允许自动信道分配、自动功率控制和数据速率选择，最大化了频谱效率。

　　(2)为视频、语音和数据业务优化的吞吐量

　　Strix A1N5200是可为任何业务使用的CPE设备，为Strix无线Mesh网络信号延伸提供高性价比的方案。支持广泛的视频、语音和数据业务，交付高性能和高移动特性，是世界各地的电信运营向和企业用户的理想选择。

　　(3)多跳后的低时延和高吞吐量

　　当笔记本电脑等无线终端无法同室外无线Mesh网络通信时，A1N5200提升了数倍的功率、穿透性和性能，实现更佳的用户体验。通过改善信号强度，得以更快地与室外无线Mesh网络建立连接，选择最优的信道，使用户接入更加稳定。Strix Access/One无线Mesh网状网络是自组网系统，提供了自动组网、自动配置、自动修复和自动性能调整功能；提供了网络伸缩性、内建的故障排除工具和远程升级功能。

　　(4)即插即用/无缝的互操作性

　　即插即用特性、自动发现和自动配置功能，A1N5200提供了无缝的互操作性，使之与Strix 室内无线系统IWS、室外无线系统OWS和热点无线系统HSX设备。

　　(5)管理简易

　　系统支持CLI、HTTP和SNMP，Strix A1N5200允许统一管理和远程管理能力。设备支持远程固件升级并且包括了监控和排障等工具，使其可以统一集中的管理。A1N5200提供事件日志和统计功能、Lay2 NAT和Lay3 NAT监控、客户端监控、非设备监控和信号强度历史纪录等功能。

　　(6)安全性和QOS服务质量

　　Strix A1N5200支持QoS服务质量，支持最高级别的认证和加密，并且提供VLAN、VPN、PPPOE、数据速率限定和漫游参数调节等功能

　　结束语

　　本文介绍了Strix Mesh无线技术在港口监控中的应用以及关键设备的选择，值得安防系统集成商关注。

　　(作者是Strix系统公司工程师)