近幾年來,IP網絡監控發展勢不可擋,與此同時,其傳輸方式也在不斷創新推進,除傳統的有線傳輸外,無線傳輸應用也開始崛起。無線傳輸以其安裝方便、靈活性強、性價比高等特性,備受眾多行業的監控系統青睞。然而,由于對無線傳輸應用的不了解及高金額設備成本,部分業主對之仍望而卻步。
在安防監控工程項目,除了各種設備器材的效能之外,傳輸系統及接口部分的可靠度與應用性能也尤為重要。傳輸系統架構與接口包括有線監控和無線監控,而在無線監控工程應用中,無線傳輸的可靠度與可應用性是工程商們關注的重點。
無線監控傳輸的種類
IP網絡有線監控系統涵蓋網絡攝像機、云臺、視頻服務器、監控終端等設備。而無線網絡監控系統相對簡單,它只需無線網絡攝像機或無線電發射接收單元、無線AP、監控終端等設備,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。當然,如需遠距離無線監控,還需另外增加戶外無線網橋等設備。以一個無線區域網的建置環境來看,無線監控系統是基于無線局域網絡之上建置的一個監控系統。因此,無線網絡監控系統的組建同樣要根據無線網絡的環境來決定,但實際區分,無線網絡監控系統種類其實可分為三種模式:室外應用無線網絡監控系統、室內的無線網絡監控系統、室外和室內混合在一起使用的網絡監控系統。根據不同的監控環境采用特定的的無線傳輸方式,小區域家庭利用現有的無線移動網絡(Zigbee、GSM/GPRS、CDMA移動網等)和相應的無線通信產品,通過無線收發設備(如無線Modem、802.11Wi-Fi寬帶無線),利用無電傳輸的3G、802.16Wimax5.8G或TD-LTE和發射接收集成芯片在監測站端實現電路板級與監控中心級的的無線通信(如衛星、微波系統等)。
安防系統中較常用的是802.11.a/b/g/n無線網絡,它主要透過無線電波進行數據交換。美國電器電子技術協會(IEEE)于1997年制訂802.11的共通標準中將802.11無線網絡規范劃分為有基礎架構(無線存取點)的無線局域網絡(InfrastructureWirelessLAN)和無基礎架構的無線局域網絡(AdHocWirelessLAN)。兩者之間的差異在于傳送節點與無線網絡設備之間的聯機方式。
無線寬帶網絡設備及架設
目前,無線寬帶802.11網絡聯機設備主要包括無線網絡路由器(WirelessRouter)、AP以及無線網卡(WirelessNIC),其中WirelessRouter和AP適用于長距離聯機環境,另外,由于WirelessRouter具有防火墻的功能并可以當IP分享器使用,倘若既有網絡中已含有Router,那么可選用AP來架設無線網絡,以節省購買WirelessRouter的成本。對于無線寬帶網絡設備的選購和架設,建議:
·在選擇WirelessRouter或AP時,如安裝在室內,可選用商規型;而在室外,建議選用工規型;
·在功能方面,建議選擇同時支持802.11a、802.11b、802.11g、802.11n模式,以及WPA2的加密機制。因為當前無線網絡zui快的帶寬是采用802.11n模式,zui安全的加密機制則為WPA2;
·在如何架設合理適當的無線AP部分,如果此無線網絡有很多WirelessClients,建議盡量將AP安裝在網絡的中央位置,讓AP可覆蓋所有的WirelessClients。若環境允許,建議將AP裝在較高位置,如天花板附近;
·另外,也應盡量避開鏡子、鋼鐵等金屬制品,避免無線訊號被屏蔽或反彈,而降低訊號強度。同時,應檢測環境有無其它無線電波的干擾,并找出使用頻率zui少的頻道,便是AP*的擺設位置。若無線訊號還是很差,可以選擇安裝訊號較強的天線在AP上,或是安裝WirelessRepeater增強訊號。
無線網絡傳輸的帶寬流量與加密
由于外界的干擾導致封包錯誤、丟包及數據重傳等因素,占用到的無線網絡的實際帶寬大約是理論值的一半或更多。廠商通常會建議在規劃無線網絡帶寬時,先到現場環境測試AP實際速度,計算既有網絡的帶寬使用量。以實例來說,在視頻監控上看到DVR與HybridDVR的網絡傳線傳送上,由于zui大的流量來自于DVR和HybridDVR所傳出的攝像機圖像,若這兩項的數據傳輸量大于實際帶寬,建議將攝像機的畫質調降,減少流量。另外也要保留一些帶寬給WirelessClients使用,如果擔心太多WirelessClients占用帶寬,可以在AP限制聯機權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機做流量控制與限定。WPA2采用的AES-CCMP加密機制是目前為zui安全的加密機制,尚無法破解。
依照環境特性選擇適無線網絡監控設備
無線電網絡是變量zui大的一種網絡系統架構,其建置過程也挑戰。從表1可看出,無線網絡的分類及建置條件及差異,此處要特別強調:WirelessLAN的架構沒有中央WirelessAccessPoint,此外,所有的無線網絡設備,皆以點對點的方式,進行信號溝通與數據傳輸的重要觀點。
無線網絡監控的特性
一般而言,在無線網絡監控實際應用中,工程商應對以下幾個重點加以考慮。
·適用性:針對不同的應用環境及現場界接設備,需要提供標準的通信接埠輸入/輸出,并提供標準的網絡接口、無線通信(Zigbee/GSM/GPRS/CDMA)接埠,采用嵌入式技術、無線通信技術、TCP/IP及提供以太網、PSTN、無線通信(GSM/GPRS/CDMA)光纖固網及混合組網方式;
·應用性:針對網絡環境的現狀及要求來規范管理,保證網絡架構的一致性、準確性和實時性;
·綜合性:針對不同的無線應用需求,提供從前端影像、設備控制、傳輸、后端管理等全面性考慮;
·可靠性:主要組件均選用高質量產品,具有良好地抗干擾度和事件控制能力;
·安全性:依系統要求可提供雙主機網絡傳輸熱備援方案,同時設置不同等級的安全防護措施。對于不同部門的管理者操作設置不同的權限,以避免不當的非法操作;
·操作性:系統硬設備及軟件均具有簡便的人機操作界面,直觀操作功能。
另外,在無線網絡監控系統中還兼具有以下的特性功能,這些包含:
實時傳輸,可采取主動上傳和被動上傳;
具有遠程控制和系統設置設定能力;
本地系統設置和報警顯示;
系統備分和查詢系統歷史和日志;
用戶登錄、權限設置和密碼管理。
無線網絡監控的應用分析
無線監控的傳輸應用形式呈多樣化,包括有線網絡、2.5G/3G網絡、WLAN網絡、無線電等等,各類存在公共安全和應急通訊需求的單位,通過網絡可以進行聲音/控制及數據/圖像視頻的通訊作業。對于在無線監控應用分析上,筆者作如下幾點說明。
從應用成本上分析:部分不得已使用有線監控方式,在整體監控系統的纜線施作成本遠遠高過于購買設備所花費的費用。例如,在一個廣闊區域內安裝監控系統時,圖像傳輸到遠程監控中心及遠程數據備份,都是很龐大的費用及系統維護成本。即便拋開纜線成本不談,在一些傳統電纜很難布線到達的偏遠地區建置監控系統,有線監控也很難傳輸。因而,無線監控的應用被提上日程;
站在應用技術上分析:要做到*取代有線監控傳輸,Wi-Fi和Wimax比其他無線傳輸方式更有競爭力。無線傳輸設備再結合寬帶無線和網絡數字監控兩種技術,奏出的益已成為新一代網絡監控的新趨勢。
除了在技術已非常成熟的Wi-Fi之外,無線寬帶包括Wimax也已被導入。此二者因傳輸距離不同,而在安全監控領域有著不同的應用。由于Wi-Fi的傳輸距離較短,因此,Wi-Fi多半被應用于市內應用;至于傳輸距離可達數十公里的無線寬帶和Wimax,多被使用在室外長距離應用。
在Wimax、4G(TD-LTE)尚未大量應用之前,現階段安全監控所采用的無線技術規格,大都以Wi-Fi和寬帶無線為主。許多寬帶無線技術,也只是以“準Wimax”技術,而在國外已有很多成功應用案例。當然具有Wimax傳輸技術的安全監控系統,也漸漸為安防工程商所接受。目前國內外使用寬帶無線作為主要監控傳輸安全監控系統應用的大約可分為城市監控、高速公路交通監控、港口碼頭、文化古跡、工地監控、大學校區監控、大型住宅小區監控、石化煉油廠油管等8種。這些場地之所以會采用無線傳輸,多是考慮到無法布纜線、布線及開挖回填成本過高、監控距離過長、高帶寬的圖像傳輸以及可滿足點對點或點對多點等同時存取要求等因素,這才促使無線監控應用得以常態化及規模化。
采購無線監控產品需慎重
工程商采用無線監控產品主要希望實現其既有的無線傳輸功能,但目前無線監控產品市場魚龍混雜。因而,在采購此類設備時需慎之又慎,以車載移動監控架設采購為例,需注意如下幾點:
·采用符合汽車電子標準的GPS+CDMA監控+本地存儲產品;
·車載監控移動震動問題大應用不宜采用硬盤應改采CF卡本地存儲的裝置;
·采用NANDFLASH做為車載應用存儲界面;
·嵌入式終端產品的主處理芯片選用DSP架構方式的;
·具備自主的編譯碼算法;
·是嵌入式操作系統;
·完整的系統管理軟件;
·與服務及維修實力良好公司合作。
結語
當前無線監控系統仍然存在不穩定、不可靠、帶寬不足及無線網絡覆蓋率不夠的缺點,因此,大部分工程商仍然認為它只是有線監控系統的替補,能跑纜線的絕不用無線。由此可見,不管是技術還是產品,無線監控亟待發力為自己正名。
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