安防无线传输方式的可靠性与应用性分析

　　近几年来，IP 网络监控发展势不可挡，与此同时，其传输方式也在不断创新推进，除传统的有线传输外，无线传输应用也开始崛起。无线传输以其安装方便、灵活性强、性价比高等特性，备受众多行业的监控系统青睐。然而，由于对无线传输应用的不了解及高金额设备成本，部分业主对之仍望而却步。

　　在安防监控工程项目，除了各种设备器材的效能之外，传输系统及接口部分的可靠度与应用性能也尤为重要。传输系统架构与接口包括有线监控和无线监控，而在无线监控工程应用中，无线传输的可靠度与可应用性是工程商们关注的重点。

　　无线监控传输的种类

　　IP网络有线监控系统涵盖网络摄像机、云台、视频服务器、监控终端等设备。而无线网络监控系统相对简单，它只需无线网络摄像机或无线电发射接收单元、无线AP、监控终端等设备，在带宽或传输格式上也拥有多样化的选择空间， 如GSM、GPS、3G、Wi-Fi、Wimax、TD-LTE(4G)等。当然，如需远距离无线监控，还需另外增加户外无线网桥等设备。以一个无线区域网的建置环境来看，无线监控系统是基于无线局域网络之上建置的一个监控系统。因此，无线网络监控系统的组建同样要根据无线网络的环境来决定，但实际区分，无线网络监控系统种类其实可分为三种模式：室外应用无线网络监控系统、室内专用的无线网络监控系统、室外和室内混合在一起使用的网络监控系统。根据不同的监控环境采用特定的的无线传输方式，小区域家庭利用现有的无线移动网络(Zigbee、GSM/GPRS、CDMA移动网等)和相应的无线通信产品，通过无线收发设备(如无线Modem、802.11 Wi-Fi宽带无线)，利用无电传输的3G、802.16 Wimax5.8G或TD-LTE和发射接收集成芯片在监测站端实现电路板级与监控中心级的的无线通信(如卫星、微波系统等)。

　　安防系统中较常用的是802.11.a/b/g/n无线网络，它主要透过无线电波进行数据交换。美国电器电子技术协会(IEEE)于1997年制订802.11的共通标准中将802.11无线网络规范划分为有基础架构(无线存取点)的无线局域网络 (Infrastructure Wireless LAN)和 无基础架构的无线局域网络 (Ad Hoc Wireless LAN)。两者之间的差异在于传送节点与无线网络设备之间的联机方式。

　　无线宽带网络设备及架设

　　目前，无线宽带802.11网络联机设备主要包括无线网络路由器 (Wireless Router)、AP以及无线网卡 (Wireless NIC)，其中Wireless Router和AP适用于长距离联机环境，另外，由于Wireless Router具有防火墙的功能并可以当IP分享器使用，倘若既有网络中已含有Router，那么可选用AP来架设无线网络，以节省购买Wireless Router的成本。对于无线宽带网络设备的选购和架设，笔者还有如下几点建议：

　　· 在选择Wireless Router或AP时，如安装在室内，可选用商规型;而在室外，建议选用工规型;

　　· 在功能方面，建议选择同时支持802.11a、802.11b、802.11g、802.11n模式，以及WPA2的加密机制。因为当前无线网络最快的带宽是采用802.11n模式，最安全的加密机制则为WPA2;

　　· 在如何架设合理适当的无线AP 部分，如果此无线网络有很多Wireless Clients，建议尽量将AP安装在网络的中央位置，让AP可覆盖所有的Wireless Clients。若环境允许，建议将AP装在较高位置，如天花板附近;

　　· 另外，也应尽量避开镜子、钢铁等金属制品，避免无线讯号被屏蔽或反弹，而降低讯号强度。同时，应检测环境有无其它无线电波的干扰，并找出使用频率最少的频道 ，便是AP最佳的摆设位置。若无线讯号还是很差，可以选择安装讯号较强的天线在AP上，或是安装Wireless Repeater增强讯号。

　　无线网络传输的带宽流量与加密

　　由于外界的干扰导致封包错误、丢包及数据重传等因素，占用到的无线网络的实际带宽大约是理论值的一半或更多。厂商通常会建议在规划无线网络带宽时，先到现场环境测试AP实际速度，计算既有网络的带宽使用量。以实例来说，在视频监控上看到DVR与Hybrid DVR的网络传线传送上，由于最大的流量来自于DVR和Hybrid DVR所传出的摄像机图像，若这两项的数据传输量大于实际带宽，建议将摄像机的画质调降，减少流量。另外也要保留一些带宽给Wireless Clients使用，如果担心太多Wireless Clients占用带宽，可以在AP限制联机权限或利用交换器的带宽管理功能，在AP连接到交换器端的联机做流量控制与限定。WPA2采用的AES-CCMP加密机制是目前为最安全的加密机制，尚无法破解。

　　依照环境特性选择适无线网络监控设备

　　无线电网络是变量最大的一种网络系统架构，其建置过程也极具挑战。从表1可看出，无线网络的分类及建置条件及差异，此处要特别强调：Wireless LAN 的架构没有中央 Wireless Access Point，此外，所有的无线网络设备，皆以点对点的方式，进行信号沟通与数据传输的重要观点。

　　无线网络监控的特性

　　一般而言，在无线网络监控实际应用中，工程商应对以下几个重点加以考虑。

　　· 适用性：针对不同的应用环境及现场界接设备，需要提供标准的通信接埠输入/输出，并提供标准的网络接口、无线通信(Zigbee/GSM/GPRS/CDMA)接埠，采用嵌入式技术、无线通信技术、TCP/IP及提供以太网、PSTN、无线通信(GSM/GPRS/CDMA)光纤固网及混合组网方式;

　　· 应用性：针对网络环境的现状及要求来规范管理，保证网络架构的一致性、准确性和实时性;

　　· 综合性：针对不同的无线应用需求，提供从前端影像、设备控制、传输、后端管理等全面性考虑;

　　· 可靠性：主要组件均选用高质量产品，具有良好地抗干扰度和事件控制能力;

　　· 安全性：依系统要求可提供双主机网络传输热备援方案，同时设置不同等级的安全防护措施。对于不同部门的管理者操作设置不同的权限，以避免不当的非法操作;

　　· 操作性：系统硬设备及软件均具有简便的人机操作界面，直观操作功能。

　　另外，在无线网络监控系统中还兼具有以下的特性功能，这些包含：

　　实时传输，可采取主动上传和被动上传;

　　具有远程控制和系统设置设定能力;

　　本地系统设置和报警显示;

　　系统备分和查询系统历史和日志;

　　用户登录、权限设置和密码管理。

　　无线网络监控的应用分析

　　无线监控的传输应用形式呈多样化，包括有线网络、2.5G/3G网络、WLAN网络、专用无线电等等，各类存在公共安全和应急通讯需求的单位，通过网络可以进行声音/控制及数据/图像视频的通讯作业。对于在无线监控应用分析上，笔者作如下几点说明。

　　从应用成本上分析：部分不得已使用有线监控方式，在整体监控系统的缆线施作成本远远高过于购买设备所花费的费用。例如，在一个广阔区域内安装监控系统时，图像传输到远程监控中心及远程数据备份，都是很庞大的费用及系统维护成本。即便抛开缆线成本不谈，在一些传统电缆很难布线到达的偏远地区建置监控系统，有线监控也很难传输。因而，无线监控的应用被提上日程;

　　站在应用技术上分析：要做到完全取代有线监控传输，Wi-Fi和Wimax比其他无线传输方式更有竞争力。无线传输设备再结合宽带无线和网络数字监控两种技术，奏出的高效益已成为新一代网络监控的新趋势。

　　除了在技术已非常成熟的Wi-Fi之外，无线宽带包括Wimax也已被导入。此二者因传输距离不同，而在安全监控领域有着不同的应用。由于Wi-Fi的传输距离较短，因此，Wi-Fi多半被应用于市内应用;至于传输距离可达数十公里的无线宽带和Wimax，多被使用在室外长距离应用。

　　在Wimax、4G(TD-LTE)尚未大量应用之前，现阶段安全监控所采用的无线技术规格，大都以Wi-Fi和宽带无线为主。许多宽带无线技术，也只是以“准Wimax”技术，而在国外已有很多成功应用案例。当然具有Wimax传输技术的安全监控系统，也渐渐为安防工程商所接受。目前国内外使用宽带无线作为主要监控传输安全监控系统应用的大约可分为城市监控、高速公路交通监控、港口码头、文化古迹、工地监控、大学校区监控、大型住宅小区监控、石化炼油厂油管等8种。这些场地之所以会采用无线传输，多是考虑到无法布缆线、布线及开挖回填成本过高、监控距离过长、高带宽的图像传输以及可满足点对点或点对多点等同时存取要求等因素，这才促使无线监控应用得以常态化及规模化。

　　采购无线监控产品需慎重

　　工程商采用无线监控产品主要希望实现其既有的无线传输功能，但目前无线监控产品市场鱼龙混杂。因而，在采购此类设备时需慎之又慎，以车载移动监控架设采购为例，需注意如下几点：

　　· 采用符合汽车电子标准的GPS+CDMA监控+本地存储产品;

　　· 车载监控移动震动问题大应用不宜采用硬盘应改采CF卡本地存储的装置;

　　· 最好采用NAND FLASH做为车载应用存储界面;

　　· 嵌入式终端产品的主处理芯片最好选用DSP架构方式的;

　　· 具备自主的编译码算法;

　　· 最好是嵌入式操作系统;

　　· 完整的系统管理软件;

　　· 与服务及维修实力良好公司合作。

　　结语

　　当前无线监控系统仍然存在不稳定、不可靠、带宽不足及无线网络覆盖率不够的缺点，因此，大部分工程商仍然认为它只是有线监控系统的替补，能跑缆线的绝不用无线。由此可见，不管是技术还是产品，无线监控亟待发力为自己正名。