一、項目背景及用戶需求

1、項目背景：
    隨著經(jīng)濟的發(fā)展，港口內(nèi)陸河流與近海流域的船只不斷增加，作業(yè)越來越繁忙。海域附近的各種船只由于作業(yè)繁忙，事故也不斷增加，如何更好的管理河流與近海內(nèi)附近船只的安全運行成了海洋漁業(yè)主管部門的一個急需解決的問題。
   由于船是在河流及近海附近作業(yè)，如何將船的時時視頻信息傳回監(jiān)控中心，遠程對作業(yè)船只進行監(jiān)控。掌握船只工作的第一手信息，保證河流及近海附近航道的安全有序的運作，配合整個社會的和諧發(fā)展。
   本系統(tǒng)采用先進的無線視頻傳輸技術，同時支持C/S結(jié)構(gòu)的客戶端監(jiān)控和B/S結(jié)構(gòu)的IE瀏覽器監(jiān)控，還支持手機隨時隨地移動監(jiān)控。    
                                                                                 
2、用戶需求：
   蘇州新導信息科技有限公司在與用戶充分溝通之后， 計劃在各河道安裝無線網(wǎng)絡視頻監(jiān)控和河道水位遙測設備，在監(jiān)控中心安裝遠程監(jiān)控系統(tǒng)，因為監(jiān)控點都在較偏遠的山區(qū)、野外，沒有寬帶傳輸條件，如果租用光纖則費用太高，所以，主干傳輸網(wǎng)絡選用WLAN無線視頻監(jiān)控技術，配合目前疾速發(fā)展的3G數(shù)據(jù)傳輸技術、CDMA無線監(jiān)控技術，完全可以滿足常規(guī)的視頻監(jiān)控需求。
    縱觀目前無線傳輸技術，利用WLAN傳輸方案是最為經(jīng)濟實用運行穩(wěn)定的，此系統(tǒng)利用目前最有優(yōu)勢的基于2.4G頻段的Wifi無線數(shù)據(jù)傳輸技術。該系統(tǒng)以高效率圖像的壓縮算法為手段，以Wifi無線傳輸作為數(shù)據(jù)傳輸方式，通過現(xiàn)場終端和監(jiān)控中心的信息交互，實現(xiàn)對遠程作業(yè)現(xiàn)場的有效實時圖像監(jiān)控。線方案進行視頻傳輸。視頻采用D1格式傳輸、每路視頻圖像碼流為1-1.5Mbps。

二、項目建設技術方案

（一）、系統(tǒng)設計規(guī)劃
1、系統(tǒng)帶寬計算：根據(jù)需求描述，以項目有15個內(nèi)陸監(jiān)控點（每個船只監(jiān)控點使用4只監(jiān)控攝像機）為例，視頻預計視頻使用D1（高清視頻格式）格式傳輸，視頻碼流為2Mbps，只有視頻碼流達到2Mbps的時候，才能保證在監(jiān)控中心解碼輸出高質(zhì)量的視頻畫面，但碼流高，如果網(wǎng)絡丟包就會出現(xiàn)馬賽克圖像或者圖像卡殼。 
2、接入點設計：接入點架設應遵循：a、應建立在航道沿線能夠無遮擋直視河道的地點；b、能夠建立制高點的監(jiān)控地點。
3、無線設備選型 ：由于監(jiān)控圖像屬于固定傳輸，建議使用外接天線型遠端無線收發(fā)器或者無線DVS外接定向天線，以避免在傳輸過程中無線圖像的失真等等問題，加強點對多點的無線傳輸。
4.接入點無線設備選型：由于河道的地理位置以及制高點不相同，前端設備的天線則使用定向型天線，使無線收發(fā)器設備能無死角的與覆蓋網(wǎng)絡建立無線傳輸鏈路，達到無線視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖詈眯Ч?br /> 5.船載攝像機選型：由于設備長期處于戶外，潮濕、陰冷的環(huán)境中，建議使用，防水，防霧的一體化無線網(wǎng)絡攝像機/無線網(wǎng)絡視頻服務器設備。由于項目監(jiān)控點有可能需要音頻輸出需求，無線網(wǎng)絡攝像機/無線網(wǎng)絡視頻服務器設備均支持音頻輸入輸出功能。

（二）、無線視頻監(jiān)控結(jié)構(gòu)圖
 
                                                                 圖1系統(tǒng)架構(gòu)圖
系統(tǒng)架設了VPN服務器，為監(jiān)管部門開放視頻監(jiān)控端口和賬號，使監(jiān)管部門監(jiān)控聯(lián)動中心能通過公前端視頻情況了解到最新的視頻取閱以及視頻控制、系統(tǒng)錄像的檢索、回放、下載等操作。
系統(tǒng)在監(jiān)控中心部署了存儲服務器，存儲服務器配置了10T的存儲空間，可實現(xiàn)無線監(jiān)控點視頻圖像歷史視頻備份≥15天的需求。
系統(tǒng)所使用的網(wǎng)絡攝像機及網(wǎng)絡視頻服務器設備采用H.264視頻編碼標準，圖像達到D1（720*576）的分辨率，圖像質(zhì)量得到保證，船載網(wǎng)絡視頻服務器均帶有基于G.722音頻編碼標準的音視頻輸入輸出端子。

（三）、無線網(wǎng)絡設計說明
 
                                                               圖2 應用場景圖
1、在河道兩岸及附近島嶼沿岸安裝15到30（根據(jù)具體公里數(shù)量進行設計）臺54Mbps無線收發(fā)器外接120/60度扇區(qū)天線（天線選型視具體環(huán)境決定）實現(xiàn)對北岸至南岸兩條航道北岸部分的無線覆蓋；河道兩岸根據(jù)現(xiàn)場情況進行無線設備安裝，54Mbps無線收發(fā)器外接120/60度扇區(qū)天線（天線選型視具體環(huán)境決定）實現(xiàn)對南岸至北岸兩條航道北岸部分的無線覆蓋； 
2、在渡船、河道執(zhí)法船渡船船載54M無線收發(fā)器設備，與兩岸的覆蓋設備建立無線鏈路，傳輸無線視頻監(jiān)控圖像數(shù)據(jù)。 
工作原理： 
    a、一體化網(wǎng)絡攝像機采集的模擬視頻信號直接采用H.264進行數(shù)字化處理； 
    b、數(shù)字視頻數(shù)據(jù)通過雙絞線接入無線遠端網(wǎng)橋; 
    c、無線遠端網(wǎng)橋外接全向天線將視頻流媒體數(shù)據(jù)傳到相應的無線接入點。
3、河道沿線無線接入設備落地接入有線網(wǎng)絡，將船載監(jiān)控設備采集到的數(shù)字視頻回傳到江心碼頭監(jiān)控指揮中心；

工作原理：
    a、無線接入設備通過與船載無線遠端網(wǎng)橋建立通信，接收回傳的數(shù)字視頻；
    b、無線接入設備接入有線網(wǎng)絡，江心碼頭監(jiān)控指揮中心通過有線網(wǎng)絡與河道沿線無線接入設備建立通信；
    c、無線接入設備通過有線網(wǎng)絡與江心碼頭監(jiān)控指揮中心服務器建立通信后，將數(shù)字視頻圖像傳回監(jiān)控中心。

（四）、河道無線監(jiān)控點結(jié)構(gòu)說明
 
                                                         圖3 無線遠程監(jiān)控點架構(gòu)圖
河道無線遠程監(jiān)控點的結(jié)構(gòu)如上圖所示，包括無線傳輸系統(tǒng)、網(wǎng)絡攝像機兩部分。執(zhí)法船只采用的防水，防震一體化網(wǎng)絡攝像機采集到模擬視頻信號，通過自身視頻編碼系統(tǒng)得到H.264格式的數(shù)字視頻。無線傳輸系統(tǒng)包括無線遠端網(wǎng)橋和外接全向天線，之間通過射頻饋線進行連接。無線網(wǎng)橋與無線網(wǎng)絡攝像機之間直接采用無線網(wǎng)絡系統(tǒng)連接，數(shù)字視頻通過無線遠端網(wǎng)橋回傳到河道沿線的無線接入點。

（五）、頻率干擾處理的考慮
    根據(jù)目前國內(nèi)外固定無線寬帶接入系統(tǒng)的建設經(jīng)驗，固定寬帶無線接入系統(tǒng)干擾源主要來自系統(tǒng)內(nèi)部的干擾和相鄰系統(tǒng)間的干擾。對于系統(tǒng)內(nèi)部以及相鄰系統(tǒng)之間的同道、鄰道干擾抑制能力主要取決于系統(tǒng)的載干比(C/I)。
    對于系統(tǒng)內(nèi)部，可能的干擾有相鄰扇區(qū)間的鄰道干擾和相隔扇區(qū)間的同頻干擾。克服系統(tǒng)內(nèi)部干擾的主要手段是采用合理的頻率規(guī)劃方案及發(fā)射天線的極化方式。對鄰道干擾，扇區(qū)之間最嚴重的干擾頻率是兩個相鄰的載頻點。在網(wǎng)絡規(guī)劃時期，通過采用合理的頻率規(guī)劃方案，調(diào)整天線的極化方式以減少鄰道干擾的影響。對相隔扇區(qū)的同頻干擾，在系統(tǒng)組網(wǎng)中目前主要采用背對背的頻率2次復用，通過有效控制天線的前后比及天線的極化方式，來消除同頻干擾。同時在滿足系統(tǒng)傳輸指標的前提下，盡可能地降低基站發(fā)射功率使得不同基站間越區(qū)干擾電平降到最低。同時選擇高性能天線，調(diào)整天線方向，合理設計扇區(qū)布局。盡可能地利用建筑物的阻擋以降低不同蜂窩之間的干擾。
    對于來自系統(tǒng)外部干擾，在站址選擇時，要對地形、天線方位以及其它鏈路來的干擾等進行考慮，需要避開雷達、散射通信系統(tǒng)以及衛(wèi)星通信等系統(tǒng)的外界干擾源。 因此對于干擾問題的解決，傳播設計在無線網(wǎng)絡規(guī)劃中是至關重要的。而在給定路徑和當?shù)貧夂驐l件下，天線高度是傳播控制的唯一手段，具體方法的選用需根據(jù)實際情況而定。當覆蓋區(qū)域不重疊時，以鄰道C/I作為干擾計算的依據(jù)；對于覆蓋區(qū)域重疊情況，應保證基站之間保持足夠的垂直和水平距離，并與干擾者協(xié)調(diào)，要求其降低功率，減輕干擾。
    對于我們目前建設的網(wǎng)絡來說，由于地處偏遠，頻譜較為干凈，系統(tǒng)間干擾很少。主要干擾將來自系統(tǒng)內(nèi)干擾。因此我們在前期規(guī)劃時，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，充分利用地形地貌，做好頻率規(guī)劃，合理的選擇站址和天線的運用，將能很好的提高系統(tǒng)的性能。