安防無(wú)線傳輸方式的可靠性與應(yīng)用性分析2011年05月06日09:59 

  近幾年來(lái),IP 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控發(fā)展勢(shì)不可擋,與此同時(shí),其傳輸方式也在不斷創(chuàng)新推進(jìn),除傳統(tǒng)的有線傳輸外,無(wú)線傳輸應(yīng)用也開(kāi)始崛起。無(wú)線傳輸以其安裝方便、靈活性強(qiáng)、性價(jià)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(duì)無(wú)線傳輸應(yīng)用的不了解及高金額設(shè)備成本,部分業(yè)主對(duì)之仍望而卻步。

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

  無(wú)線監(jiān)控傳輸?shù)姆N類(lèi)

  IP網(wǎng)絡(luò)有線監(jiān)控系統(tǒng)涵蓋網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、云臺(tái)、視頻服務(wù)器、監(jiān)控終端等設(shè)備。而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單,它只需無(wú)線網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)或無(wú)線電發(fā)射接收單元、無(wú)線AP、監(jiān)控終端等設(shè)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(dāng)然,如需遠(yuǎn)距離無(wú)線監(jiān)控,還需另外增加戶外無(wú)線網(wǎng)橋等設(shè)備。以一個(gè)無(wú)線區(qū)域網(wǎng)的建置環(huán)境來(lái)看,無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)是基于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)之上建置的一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)。因此,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的組建同樣要根據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境來(lái)決定,但實(shí)際區(qū)分,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)種類(lèi)其實(shí)可分為三種模式:室外應(yīng)用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)、室內(nèi)專用的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)、室外和室內(nèi)混合在一起使用的網(wǎng)絡(luò)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(wú)線傳輸方式,小區(qū)域家庭利用現(xiàn)有的無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(Zigbee、GSM/GPRS、CDMA移動(dòng)網(wǎng)等)和相應(yīng)的無(wú)線通信產(chǎn)品,通過(guò)無(wú)線收發(fā)設(shè)備(如無(wú)線Modem、802.11 Wi-Fi寬帶無(wú)線),利用無(wú)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(cè)站端實(shí)現(xiàn)電路板級(jí)與監(jiān)控中心級(jí)的的無(wú)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(wú)線網(wǎng)絡(luò),它主要透過(guò)無(wú)線電波進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。美國(guó)電器電子技術(shù)協(xié)會(huì)(IEEE)于1997年制訂802.11的共通標(biāo)準(zhǔn)中將802.11無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)范劃分為有基礎(chǔ)架構(gòu)(無(wú)線存取點(diǎn))的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò) (Infrastructure Wireless LAN)和 無(wú)基礎(chǔ)架構(gòu)的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò) (Ad Hoc Wireless LAN)。兩者之間的差異在于傳送節(jié)點(diǎn)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的聯(lián)機(jī)方式。

  無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及架設(shè)

  目前,無(wú)線寬帶802.11網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)設(shè)備主要包括無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由器 (Wireless Router)、AP以及無(wú)線網(wǎng)卡 (Wireless NIC),其中Wireless Router和AP適用于長(zhǎng)距離聯(lián)機(jī)環(huán)境,另外,由于Wireless Router具有防火墻的功能并可以當(dāng)IP分享器使用,倘若既有網(wǎng)絡(luò)中已含有Router,那么可選用AP來(lái)架設(shè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò),以節(jié)省購(gòu)買(mǎi)Wireless Router的成本。對(duì)于無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選購(gòu)和架設(shè),筆者還有如下幾點(diǎn)建議:

  · 在選擇Wireless Router或AP時(shí),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(shí)支持802.11a、802.11b、802.11g、802.11n模式,以及WPA2的加密機(jī)制。因?yàn)楫?dāng)前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)最快的帶寬是采用802.11n模式,最安全的加密機(jī)制則為WPA2;

  · 在如何架設(shè)合理適當(dāng)?shù)臒o(wú)線AP 部分,如果此無(wú)線網(wǎng)絡(luò)有很多Wireless Clients,建議盡量將AP安裝在網(wǎng)絡(luò)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(yīng)盡量避開(kāi)鏡子、鋼鐵等金屬制品,避免無(wú)線訊號(hào)被屏蔽或反彈,而降低訊號(hào)強(qiáng)度。同時(shí),應(yīng)檢測(cè)環(huán)境有無(wú)其它無(wú)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(shè)位置。若無(wú)線訊號(hào)還是很差,可以選擇安裝訊號(hào)較強(qiáng)的天線在AP上,或是安裝Wireless Repeater增強(qiáng)訊號(hào)。

  無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膸捔髁颗c加密

  由于外界的干擾導(dǎo)致封包錯(cuò)誤、丟包及數(shù)據(jù)重傳等因素,占用到的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際帶寬大約是理論值的一半或更多。廠商通常會(huì)建議在規(guī)劃無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶寬時(shí),先到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境測(cè)試AP實(shí)際速度,計(jì)算既有網(wǎng)絡(luò)的帶寬使用量。以實(shí)例來(lái)說(shuō),在視頻監(jiān)控上看到DVR與Hybrid DVR的網(wǎng)絡(luò)傳線傳送上,由于最大的流量來(lái)自于DVR和Hybrid DVR所傳出的攝像機(jī)圖像,若這兩項(xiàng)的數(shù)據(jù)傳輸量大于實(shí)際帶寬,建議將攝像機(jī)的畫(huà)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(dān)心太多Wireless Clients占用帶寬,可以在AP限制聯(lián)機(jī)權(quán)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(jī)做流量控制與限定。WPA2采用的AES-CCMP加密機(jī)制是目前為最安全的加密機(jī)制,尚無(wú)法破解。

  依照環(huán)境特性選擇適無(wú)線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備

  無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)是變量最大的一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu),其建置過(guò)程也極具挑戰(zhàn)。從表1可看出,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)及建置條件及差異,此處要特別強(qiáng)調(diào):Wireless LAN 的架構(gòu)沒(méi)有中央 Wireless Access Point,此外,所有的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,皆以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式,進(jìn)行信號(hào)溝通與數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾^點(diǎn)。

  無(wú)線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的特性

  一般而言,在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控實(shí)際應(yīng)用中,工程商應(yīng)對(duì)以下幾個(gè)重點(diǎn)加以考慮。

  · 適用性:針對(duì)不同的應(yīng)用環(huán)境及現(xiàn)場(chǎng)界接設(shè)備,需要提供標(biāo)準(zhǔn)的通信接埠輸入/輸出,并提供標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)接口、無(wú)線通信(Zigbee/GSM/GPRS/CDMA)接埠,采用嵌入式技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、TCP/IP及提供以太網(wǎng)、PSTN、無(wú)線通信(GSM/GPRS/CDMA)光纖固網(wǎng)及混合組網(wǎng)方式;