隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的普及和國民經(jīng)濟(jì)信息化的發(fā)展，客戶/服務(wù)器計(jì)算、分布式處理、國際互連網(wǎng)（Internet）、內(nèi)部網(wǎng)（Intranet）等技術(shù)被廣泛接受和應(yīng)用，計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)需求迅速擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)在各行各業(yè)的應(yīng)用越來越廣。目前盡管有線網(wǎng)絡(luò)以其傳輸速度高，產(chǎn)品品牌及數(shù)量眾多和技術(shù)發(fā)展速度快等優(yōu)點(diǎn)，在市場上有較高的知名度和較大的市場份額，但是在一些特殊的環(huán)境和特定的行業(yè)里依然有許多令I(lǐng)T數(shù)據(jù)管理公司頭疼多年的LAN（網(wǎng)絡(luò)/局域網(wǎng)）布線問題存在。

    隨著Wireless（無線）技術(shù)的出現(xiàn)，在諸多計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，無線網(wǎng)（WirelessNetwork）以其無需布線、在一定區(qū)域漫游、運(yùn)行費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)，在許多這些應(yīng)用場合發(fā)揮著其他聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不可替代的作用。隨著無線局域網(wǎng)應(yīng)用逐漸增多，它將擴(kuò)展有線局域網(wǎng)或在某些情況下取而代之?？梢灶A(yù)期，在未來信息無所不在的時(shí)代，無線網(wǎng)將依靠其無法比擬的靈活性，可移動(dòng)性和極強(qiáng)的可擴(kuò)容性，使人們真正享受到簡單、方便、快捷的連接。

    無錫萬博信息技術(shù)有限公司為了配合無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的需求，利用較小的成本實(shí)現(xiàn)企業(yè)校區(qū)多個(gè)場所進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的目的，提出了以下這套解決方案。

1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.1項(xiàng)目設(shè)計(jì)背景
    此項(xiàng)目是某學(xué)校校區(qū)監(jiān)控的一部分，使用無線網(wǎng)絡(luò)連接分布在校園內(nèi)各地的監(jiān)控點(diǎn)。用戶希望建立基于無線傳輸?shù)臄?shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，來提高整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性。

1.2項(xiàng)目方案的設(shè)計(jì)要求
    本項(xiàng)目主要實(shí)現(xiàn)固定區(qū)域的無線網(wǎng)絡(luò)信號橋接，使安裝傳統(tǒng)的模擬攝像頭的現(xiàn)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)所拍攝到的活動(dòng)視頻能通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的電腦中，使位于監(jiān)控中心的監(jiān)控工作人員能隨時(shí)監(jiān)控和紀(jì)錄所有監(jiān)控點(diǎn)的現(xiàn)場情況，從而對一些突發(fā)緊急事件做出準(zhǔn)確及時(shí)的判斷。

整個(gè)項(xiàng)目具體可以分為以下方面的要求：
?每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)必須能夠和監(jiān)控中心建立有效的無線網(wǎng)絡(luò)橋接，而且必須確保每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)和監(jiān)控中心的無線網(wǎng)絡(luò)連接帶寬不小于1兆。
?模擬式攝像頭能準(zhǔn)確及時(shí)地紀(jì)錄每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的現(xiàn)場情況。
?模擬攝像頭通過視頻編碼器將視頻信號轉(zhuǎn)換成可以在無線網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)字視頻信號。
?在時(shí)間和成本范圍之內(nèi)完成項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)較高的施工質(zhì)量和客戶滿意度。
?為客戶提供一定的技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)支持。

1.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則
1.3.1可靠性原則
    無線傳輸系統(tǒng)的可靠性是具有實(shí)用性的前提。

1.3.2先進(jìn)性與實(shí)用性相結(jié)合的原則
    既要保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的先進(jìn)性，以保護(hù)用戶的投資在五年內(nèi)保持先進(jìn)；又要保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)近可能地實(shí)用。我們選用的設(shè)備都是經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的成熟產(chǎn)品，同時(shí)還要可慮系統(tǒng)的總體成本以及實(shí)際的氣候、地理?xiàng)l件。

1.3.3靈活擴(kuò)展原則
    為了使現(xiàn)有的系統(tǒng)在將來能夠得到充分的利用，現(xiàn)有的投資在將來不被浪費(fèi)，這就需要系統(tǒng)有充分的、靈活的適應(yīng)能力和可擴(kuò)展的能力。以便于系統(tǒng)將來的擴(kuò)容與升級。 [nextpage]

1.3.4便于維護(hù)原則
    這是為系統(tǒng)在使用過程中的實(shí)際需要考慮的。系統(tǒng)工程實(shí)施結(jié)束交付使用以后，應(yīng)該便于各種日常維護(hù)工作，能夠方便地進(jìn)行軟件的重新配置、系統(tǒng)的自檢與恢復(fù)、硬件備品備件的更換和軟件系統(tǒng)的升級。

1.3.5安全性原則
    安全性一直是網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)管理的薄弱環(huán)節(jié)之一，而用戶對網(wǎng)絡(luò)安全的要求又相當(dāng)高，因此安全性原則非常重要。

1.4系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)
基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下圖所示：

1.4.1無線網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計(jì)
    如上圖所示，這是一個(gè)(監(jiān)控點(diǎn)與監(jiān)控中心直線距離間無障礙物的)利用室外無線網(wǎng)絡(luò)橋接進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的應(yīng)用，根據(jù)監(jiān)控點(diǎn)與監(jiān)控中心的直線距離采用不同的發(fā)射功率，從而確保整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)信號的傳輸質(zhì)量。

中心監(jiān)控點(diǎn)部分
    上圖監(jiān)控方案種，考慮到周邊監(jiān)控點(diǎn)有10個(gè)，每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的視頻按照1兆的帶寬進(jìn)行壓縮和傳輸(可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)順暢的視頻監(jiān)控)，采用大功率無線寬頻交換機(jī)的單路最大帶寬可以達(dá)到4到5兆，按照“一點(diǎn)對四點(diǎn)”的連接方式，在中心點(diǎn)需要布置3個(gè)無線橋接器。我們在中心點(diǎn)安裝三個(gè)12dB全向天線的方式，實(shí)現(xiàn)360度的無線網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的覆蓋。我們在中心點(diǎn)布置三個(gè)無線橋接器，連接三個(gè)全向天線的方式，實(shí)現(xiàn)和所有監(jiān)控點(diǎn)的無線網(wǎng)絡(luò)連接。

    在監(jiān)控中心尋找適當(dāng)?shù)闹聘唿c(diǎn)架設(shè)覆蓋范圍為360度的三套12dB全向天線，盡量保持天線的高度以確保無線信號能覆蓋周圍較大的一片區(qū)域，天線通過連接饋線連接無線網(wǎng)絡(luò)中心發(fā)射設(shè)備，這套設(shè)備具體配置如下： [nextpage]

    在監(jiān)控中心的中心機(jī)房放置三臺單路最大帶寬為4到5兆的無線橋接器，并配置成無線橋接模式（PXP模式），Channel分別設(shè)置為信道1/6/11，每個(gè)無線橋接器通過以太網(wǎng)絡(luò)接口和中心機(jī)房內(nèi)的高性能的三層以太網(wǎng)交換機(jī)相連接，同時(shí)負(fù)責(zé)現(xiàn)場監(jiān)控的計(jì)算機(jī)也和同一個(gè)中心交換機(jī)相連，以便獲得實(shí)時(shí)的視頻信號。

    每個(gè)無線橋接器通過連接饋線和一個(gè)避雷器相連，最后由避雷器和位于監(jiān)控中心制高點(diǎn)的12dB全向天線相連接。

    這樣的配置可以保證大樓周圍半徑0.5～1公里范圍內(nèi)區(qū)域的有效信號覆蓋，如需實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的無線監(jiān)控，可加大發(fā)射功率或者在監(jiān)控點(diǎn)與監(jiān)控中心之間增加中繼器。

    在監(jiān)控中心機(jī)房內(nèi)有一臺運(yùn)行監(jiān)控軟件的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)所有監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控（監(jiān)控軟件可以實(shí)現(xiàn)16分屏的實(shí)時(shí)監(jiān)控），此外根據(jù)客戶對視頻紀(jì)錄保存期限的要求（一個(gè)月、一個(gè)半月或三個(gè)月）配置大容量的磁盤陣列設(shè)備。

周邊監(jiān)控點(diǎn)部分
    這些監(jiān)控點(diǎn)的無線網(wǎng)絡(luò)終端部分主要是通過視頻攝像設(shè)備和無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，將各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的現(xiàn)場視頻映像通過無線網(wǎng)絡(luò)及時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，以便監(jiān)控中心的監(jiān)控人員能夠迅速了解每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的具體情況，做出及時(shí)有效的勢態(tài)判斷和行動(dòng)決策。

    在終端監(jiān)控部分，由于用戶已經(jīng)有帶有云臺和變焦功能的模擬攝像頭，我們使用基于MPEG－4技術(shù)的視頻服務(wù)器，將模擬視頻信號調(diào)制成MPEG-4格式的視頻數(shù)字信號，通過雙絞線，將MPEG-4格式的視頻信號通過大功率無線橋接器、避雷器和碟型定向天線構(gòu)成的無線橋接系統(tǒng)發(fā)送至監(jiān)控中心。

無線終端的具體配置如下：
?在無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置方面，我們均采用單路最大帶寬為4到5兆的無線橋接器，并將橋接器設(shè)置為無線橋接模式（PXP模式），并根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定相應(yīng)的工作信道；
?無線橋接器通過連接饋線和一個(gè)避雷器相連，避雷器通過饋線和一個(gè)碟型定向天線相連。
?在視頻監(jiān)控端我們采用基于MPEG-4技術(shù)的視頻服務(wù)器，將原來的模擬視頻信號轉(zhuǎn)換成基于MPEG-4的視頻信號，并通過以太網(wǎng)絡(luò)端口連接到無線橋接器的以太網(wǎng)端口上。

2.技術(shù)背景
2.1無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡介
    無線局域網(wǎng)(WLAN)指的是采用無線傳輸媒介的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合了最新的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無線通信技術(shù)。首先，無線局域網(wǎng)是有線局域網(wǎng)的延伸。使用無線技術(shù)來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，減少了用戶的連線需求。

    傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)組網(wǎng)的傳輸媒介主要依賴銅纜或光纜，構(gòu)成有線局域網(wǎng)。但有線網(wǎng)絡(luò)在某些場合要受到布線的限制：布線、改線工程量大；線路容易損壞；網(wǎng)中的各節(jié)點(diǎn)不可移動(dòng)。特別是當(dāng)要把相離較遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)聯(lián)接起來時(shí)，敷設(shè)專用通信線路的布線施工難度大、費(fèi)用高、耗時(shí)長,對正在迅速擴(kuò)大的連網(wǎng)需求形成了嚴(yán)重的瓶頸阻塞。WLAN就是解決有線網(wǎng)絡(luò)以上問題而出現(xiàn)的。

2.1.1WLAN的優(yōu)勢
    WLAN利用電磁波在空氣中發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，而無需線纜介質(zhì)。WLAN的數(shù)據(jù)傳輸速率現(xiàn)在已經(jīng)能夠達(dá)到54Mbps，傳輸距離可遠(yuǎn)至20km以上。它是對有線連網(wǎng)方式的一種補(bǔ)充和擴(kuò)展，使網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)具有可移動(dòng)性，能快速方便地解決使用有線方式不易實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)連通問題。[nextpage]

與有線網(wǎng)絡(luò)相比，WLAN具有以下優(yōu)點(diǎn)：
?安裝便捷:一般在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，施工周期最長、對周邊環(huán)境影響最大的，就是網(wǎng)絡(luò)布線施工工程。在施工過程中，往往需要破墻掘地、穿線架管。而WLAN最大的優(yōu)勢就是免去或減少了網(wǎng)絡(luò)布線的工作量，一般只要安裝一個(gè)或多個(gè)接入點(diǎn)(AccessPoint)設(shè)備，就可建立覆蓋整個(gè)建筑或地區(qū)的局域網(wǎng)絡(luò)。
?使用靈活:在有線網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安放位置受網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)位置的限制。而一旦WLAN建成后，在無線網(wǎng)的信號覆蓋區(qū)域內(nèi)任何一個(gè)位置都可以接入網(wǎng)絡(luò)。
?經(jīng)濟(jì)節(jié)約:由于有線網(wǎng)絡(luò)缺少靈活性，這就要求網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃者盡可能地考慮未來發(fā)展的需要，這就往往導(dǎo)致預(yù)設(shè)大量利用率較低的信息點(diǎn)。而一旦網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展超出了設(shè)計(jì)規(guī)劃，又要花費(fèi)較多費(fèi)用進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)改造。而WLAN可以避免或減少以上情況的發(fā)生。
?易于擴(kuò)展:WLAN有多種配置方式，能夠根據(jù)需要靈活選擇。這樣，WLAN就能勝任從只有幾個(gè)用戶的小型局域網(wǎng)到上千用戶的大型網(wǎng)絡(luò)，并且能夠提供像“漫游(Roaming)”等有線網(wǎng)絡(luò)無法提供的特性。

    由于WLAN具有多方面的優(yōu)點(diǎn)，其發(fā)展十分迅速。在最近幾年里，WLAN已經(jīng)在醫(yī)院、商店、工廠和學(xué)校等不適合網(wǎng)絡(luò)布線的場合得到了廣泛的應(yīng)用。

2.1.2無線網(wǎng)絡(luò)的基本運(yùn)作模式
    無線網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作模式基本分為兩種：無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋模式和無線網(wǎng)絡(luò)橋接模式。

無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋模式
    無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)覆蓋的功能就是利用無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對特定的工作區(qū)域?qū)崿F(xiàn)無線信號的覆蓋，確保位于這一區(qū)域的無線網(wǎng)絡(luò)用戶能通過無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連接和資源的共享。無線網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)覆蓋在辦公區(qū)域和特定功能區(qū)特別有效，這些特定區(qū)域用戶的特點(diǎn)是：廣泛使用筆記本電腦、掌上電腦、PDA等移動(dòng)通訊設(shè)備，工作位置的流動(dòng)性特別大，用戶只有在特定的時(shí)間才會在某一固定區(qū)域工作。而且，這類用戶在工作時(shí)大都不固定分組，工作場所的環(huán)境布置也會經(jīng)常改變，所以采用無線覆蓋對這類場所尤其合適——覆蓋這類場所一方面能夠簡化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，一方面能夠?yàn)橛脩籼峁拵暇W(wǎng)，而且能夠非常方便地進(jìn)行擴(kuò)充。

    根據(jù)不同的環(huán)境和不同的覆蓋需求，可以采取以下幾種無線覆蓋應(yīng)用方案：AdHoc模式、Infrastructure模式、微蜂窩覆蓋和漫游技術(shù)。

無線網(wǎng)絡(luò)橋接模式
    無線網(wǎng)橋是無線射頻技術(shù)和傳統(tǒng)的有線網(wǎng)橋技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，無線網(wǎng)橋可以無縫地將相隔數(shù)十公里的局域網(wǎng)絡(luò)連接在一起，創(chuàng)建統(tǒng)一的企業(yè)或城域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在最簡單的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架中，網(wǎng)橋的以太網(wǎng)端口連接到局域網(wǎng)中的某個(gè)集線器或交換機(jī)上，信號發(fā)射端口則通過電纜和天線相連接；通過這樣的方式實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的擴(kuò)展。

    無線網(wǎng)橋的應(yīng)用主要有以下幾種結(jié)構(gòu)：點(diǎn)對點(diǎn)型、點(diǎn)對多點(diǎn)型和混合型。三種結(jié)構(gòu)都有不同的適用場合，用戶可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇：

1、點(diǎn)對點(diǎn)型無線網(wǎng)絡(luò)橋接
    這是無線連網(wǎng)的常用方式，用于連接兩個(gè)分別位于不同地點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，一般由一對橋接器和一對天線組成。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸速率高，受外界環(huán)境影響較小。

2、點(diǎn)對多點(diǎn)型無線網(wǎng)絡(luò)橋接
    該類型常用于有一個(gè)中心點(diǎn)、多個(gè)遠(yuǎn)端點(diǎn)的情況下，通過中心點(diǎn)把多個(gè)離散的遠(yuǎn)程的網(wǎng)絡(luò)連成一體。其優(yōu)點(diǎn)是組建網(wǎng)絡(luò)成本低、維護(hù)簡單。中心點(diǎn)的天線在不同的項(xiàng)目中會采用不同的配置方案，而遠(yuǎn)端點(diǎn)通常會使用定向天線，通過精確的天線角度定位對準(zhǔn)中心點(diǎn)天線，進(jìn)行無線信號接收，完成無線橋接。

3、混合型無線網(wǎng)絡(luò)橋接
    這種類型適用于所建網(wǎng)絡(luò)中有遠(yuǎn)距離的點(diǎn)，近距離的點(diǎn)，還有建筑物或山脈阻擋的點(diǎn)，在組建這種網(wǎng)絡(luò)時(shí)，綜合使用上述兩種類型的網(wǎng)絡(luò)連接方式。對于遠(yuǎn)距離的點(diǎn)使用點(diǎn)對點(diǎn)方式，近距離的多個(gè)點(diǎn)采用點(diǎn)對多點(diǎn)方式，有阻擋的點(diǎn)使用中繼。