远距离无线传输解决方案,长距离无线桥接,高带宽无线网,远距离无线网桥
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PTP远距离无线传输解决方案

 

    北京睿智联恒在对无线网络方案的设计中,秉承“ 用户长期利益至上”的一贯精神,坚持从高起点出发,进行认真周密的规划,并考虑到将来系统扩展和无线网络技术的发展,对现有的投资最大限度进行保护。力争做出设计优良、技术先进、性能稳定的网络系统。并在此基础上做到将设备以优异的性价比提供给客户。

 

• 1、设计目标和说明

 

1.1 可靠性原则

 

    无线网络系统的可靠性是具备系统实用性的前提,也是设备提供厂商对用户的郑重承诺。

 

1.2 先进性与实用性相结合的原则

 

    设备提供商提供既要保证系统设计的先进性,以保护用户的投资在两年内保持先进;又要保证系统设计近可能地实用。我们选用的设备都是经过实践检验的成熟产品,同时还要可虑系统的总体成本以及实际的气候、地理条件。

 

1.3 灵活扩展原则

 

    为了使现有的系统在将来能够得到充分的利用,现有的投资在将来不被浪费,这就需要系统有充分的、灵活的适应能力和可扩展的能力。以便于系统将来的扩容与升级。

 

1.4 便于维护原则

 

    这是为系统在使用过程中的实际需要考虑的。系统工程实施结束交付使用以后,应该便于各种日常维护工作,能够方便地进行软件的重新配置、系统的自检与恢复、硬件备品备件的更换和软件系统的升级。

 

1.5 安全性原则

 

安全性一直是网络及系统管理的薄弱环节之一,而用户对网络安全的要求又相当高,因此安全性原则非常重要。

 

2、系统设计

 

•  2.1 系统简介

 

本项目建设目标是:利用先进的无线网络设备实现多个监控点与控制中心之间的数据通信,要求保证足够的稳定带宽以保证前端重要数据能及时快捷稳定的回传到控制中心,以便于研究分析。

 

客户需求 1 :

•  需要将联合站、新老线的 2 座阴保站、新老线的 2 阀室的监控数据通过无线系统传送至 6# 阀室,再经由 6# 阀室的已有光缆传送至控制中心。(http://www.rilan.cn)

•  数据需双向传输。

•  数据路由可以采用中继转接方式。

•  相互间的距离见下图所示。

 

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客户需求 2 :

•  需要在联合站 1 、 2 间建立无线双向通道,将联合站 1 经由联合站 2 已有光缆和控制中心连接。

•  数据需双向传输。

•  相互间的距离见下图所示。

 

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在本建议方案书中,北京睿智联恒力图基于成熟的技术提供一个建设无线局域网系统的完善方案,以无线网络的可管理、可扩充,技术资源和优势,在范围内提供稳定的无线数据链路。

 

•  2.2 系统基本网络拓扑

 

PTP远距离无线传输基本网络拓扑图如下:

 

需求 1 拓扑图 3 :

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需求 2 拓扑图 4 :

 

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•  2.3 系统详细构成

 

根据我公司(睿智联恒)提供的产品技术特性,结合现场实际勘察,以及多年的施工经验。现提供详细的网络连接方案:

 

2.3.1 无线网桥安装:

 

PTP远距离无线传输拓扑图

 

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说明 : 根据客户需求 1 和需求 2 的拓扑图结构,故我公司采用陆对点对点无线网桥外接 32Db 定向抛物面天线来实现无线链路稳定互联。见上面的需求 1 拓扑图 3 和需求 2 拓扑图 4 。

 

由于考虑到无线信号的衰减的问题,以及结合主设备的特性。我们决定将天线,主设备都安装的室外,然后室外双绞线连接中心交换机。这样安装的最大的优势在于,减少馈线的长度,有效的降低信号损耗。为稳定带宽提供很好的保证。

 

主设备供电采用 POE (以太网供电)

 

设备 : 主设备采用 Motorola 公司推出的 PTP500 系列 PTP58500Lite远距离高带宽无线网桥

 

天线使用的是 5.8G 0.9 米 32Db 增益 水平垂直双极化天线

 

浪涌抑制器为 Motorola 原装与 PTP 系列产品相配套的浪涌抑制器

 

基本参数:传输距离可达到 250 公里以远,最大传输速率可到 50Mbps

 

• 3、系统指标

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3.1 Motorola PTP 远距离无线传输系列解决方案概述

作为 MOTOwi4产品 WiBB 家族中的一员, Motorola PTP300 、 PTP400 、 PTP500 和 PTP600 系列无线网桥产品专注于为用户提供可靠的无线宽带点对点解决方案。摩托罗拉创新的无线宽带解决方案 MOTOwi4? 组合创建、补充并完善了 IP 网络,几乎可以为所有空间提供 IP 覆盖。 MOTOwi4? 组合包括可用于专用和公共网络的固定宽带、 WiMAX 、网格 Mesh 和电力线宽带解决方案。

 

PTP400 系列无线以太网网桥工作于 5.8 、 5.4 及 4.9GHz (公共安全)频段;而 PTP300 、 PTP500 及 PTP600 系列无线以太网网桥则工作于 5.8 和 5.4GHz 频段。无论何时何地, Motorola PTP 系列解决方案均能够提供可靠、经济、安全的电信级宽带接入。

 

Motorola PTP 系列无线单元均包含两个版本:集成型( Integrated )和外接型( Connectorised )。集成型系统提供了内置天线,而外接型版本则可以根据现场情况连接额外的高增益平板 / 抛物面天线。在极端恶劣环境下,您可以使用外接天线解决方案传输更远的距离,并且比其他解决方案提供更高的可靠性和数据吞吐速率。

 

在那些没有对发射功率做出限制的地区,或由免受无线电管制的政府部门、网络运营商使用时,可以申请获得一个额外的许可密钥,以使其系统工作于全功率模式下。在全功率模式下,链路的视距传输距离可高达 250 公里( 155 英里)。

 

Motorola 所有 PTP 系列网桥都经过独特的设计,系统易于部署(在数小时内即可完成部署并开通),并且经久耐用(可常年工作于 -40 ℃ ~ +60 ℃ 恶劣气候环境中)。在系统中集成多种创新技术,无论是跨越大面积水域或超长距离陆地、非视距或近视距环境、或是在严重的无线电干扰环境下(例如城市中),都能建立超高带宽、高性能的电信级链路。

 

Motorola PTP300 、 PTP400 、 PTP500 以及 PTP600 系列解决方案具有许多共同的技术特性,使其能够有效地确保无线链路的完整性及传输质量:

•  MIMO ( Multiple-Input Multiple-Output )

•  i -OFDM (智能正交频分复用)

•  i -DFS (带智能动态频率选择功能的先进频谱管理技术)

•  自适应调制技术

•  内置空间分集

•  自适应功率控制

 

这一独特的技术组合确保系统在严重干扰环境下的可靠性,并在极具挑战性的近视距和非视距应用中提高无线链路的性能和可用性。通过建立一个安全的、高带宽的短途非视距或远距离视距链路, PTP 系列解决方案以更低的价格(相对于敷设电缆)为用户提供消除网络瓶颈的替代方案。

3.2 关键性能指标

 

型号

工作频段

工作信道

最大吞吐率

最远距离

备注

PTP500 Lite

5.4 、 5.8 GHz

15MHz

50 Mbps

250KM

可软件升级至 PTP500 Full

PTP500 Full

5.4 、 5.8 GHz

15 MHz

105 Mbps

250KM

 


在具有挑战性的环境中建立稳定可靠的链路

 

•  超远距离的视距链路 —— 最远可实现 250 公里的单跳传输距离

 

•  在恶劣的环境中建立链路

 

•  可建立最远 40 公里( 25 英里)的近视距链路

 

•  可建立最远 10 公里( 6 英里)的非视距链路

 

•  在充满无线电干扰的区域建立链路

 

•  在数小时内建立灾难恢复链路

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降低投资及部署成本

 

•  在近视距或非视距条件下,建立之前无法实现的链路

 

•  越过障碍物(建筑物、树林、高地)或跨越长距离水面

 

•  无需中继即可实现超长距离视距传输

 

•  满足日益增长的带宽需求(语音、视频和数据)

 

•  将视频监控应用延伸到有线基础网络范围之外

 

•  用高带宽的无线链路替代昂贵的有线连接

 

消除重复发生的 E1/T1 专线租赁成本

 

•  集成 E1/T1 链路接口

 

•  配置 PTP E-IDU 以获得最多 E1/T1 端口

 

提供安全的通讯

 

•  在数据传输中采用专有扰码机制

 

•  可在数据传输中采用 128-bit 和 256-bit AES 加密技术(可选)

 

简便的链路规划和管理

 

•  在链路部署前,可以通过摩托罗拉点对点链路预算工具( Motorola PTP Link Estimator tool )对链路进行优化。该工具根据所设置的一系列条件模拟链路的工作性能,并允许改变相关变量以实时反映其性能变化。

全面降低运营成本

•  运营商可以通过各种基于 web 的管理方式,远程管理、监视或优化链路性能

 

•  小巧的设备物理体积,降低了租用安装空间的费用

 

•  可以在同一区域集中部署更多的链路,而不会造成额外干扰

 

•  窄天线波瓣宽度 — 8 ° 双极化天线

 

•  窄信道

 

•  PTP300/500 的标准工作信道为 15 MHz ,可配置为 5/10 MHz 的更低工作信道宽度

 

•  5.8 和 5.4GHz PTP400 系列网桥的工作信道仅为 12 MHz

 

•  PTP600系列网桥的工作信道仅为30 MHz,可配置为更低的工作信道宽度(5/10/15MHz )

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在拥挤和不确定的无线电环境中提供更高的系统可用性

 

•  独有的干扰消除技术组合

 

•  具有智能动态频率选择特性的高级频谱管理:当链路当前的工作信道遭遇干扰时, i -DFS 特性无需用户干预即可自动将系统切换到“干净”的可用信道。

 

•  自适应调制:当路径传输特征发生变化时,该特性确保链路的吞吐率最大化。

 

•  MIMO :在不同时间以不同极化方式发射多个波束(空时编码技术),确保并非所有的信号都同时遇到衰落,接收机选择并解码其中的最佳信号,从而提高性能及链路可用性。

 

为各种应用提供可靠、大容量的连接

 

•  为各种高带宽需求应用(例如 VoIP 、多媒体、视频监控、远程教学、远程医疗等)提供大容量主干传输

 

•  为公共安全部门提供高带宽、高可靠的语音、视频和数据连接( PTP49400 4.9GHz 系统)

 

•  在园区内为建筑物提供互联

 

•  在企业总部与分支机构、服务中心、仓库或其他办公室之间构建无缝的本地网络

 

•  使用单一链路为多个本地网络提供主干回传

 

•  延伸 E1/T1 连接

 

•  支持多媒体业务的中心汇聚

 

•  为多个 Wi-Fi 热区提供主干回传

 

•  快速经济的搭建灾难恢复或临时业务链路

 

•  在同一无线单元中集合 E1/T1 和以太网传输

 

•  面向未来 WiMAX 应用的主干传输解决方案

 

灵活的网络架构

•  多种产品架构可供选择 – PTP300 、 PTP500 、 PTP500 Lite 、 PTP400 、 PTP400 Lite 、 PTP600 、 PTP600 Lite – 并可提供集成或分体式配置

 

•  与其他点对多点无线系统或 MESH 网络无缝结合

 

•  按需购买、可升级的网络容量,: 25 Mpbs ( PTP58300 和 PTP54300 ); 21 Mbps 至 43 Mbps ( PTP58400 和 PTP54400 ); 17Mbps 至 35Mbps ( PTP49400 ); 52 Mbps 至 105 Mbps ( PTP58500 和 PTP54500 ); 150 Mbps 至 300 Mbps ( PTP58600 、 PTP54600 、 PTP45600 和 PTP25600 )

()

•  两种供电方式( ±48V 直流或交流),可选择不同的供电配置,例如风力、太阳能供电以及冗余供电方式

 

3.3 Motorola PTP 远距离无线传输系列解决方案的应用环境

 

Motorola PTP500 和 PTP600 系列解决方案针对不同的目标用户提供独一无二的、令人激动的市场机会。

 

市场

机遇

乡村电信网络

为增长中的远程用户网络提供单一的无线主干连接。

企业网络运营

为那些尚不具备敷设有线连接的分支机构建筑物及其他设施提供高吞吐率的点对点链接。而光纤或铜缆解决方案可能需要数周的开通时间, PTP400 以及 PTP600 系列解决方案则可在数小时内建立链路,并以更经济的成本提供更高的带宽。

城市电信网络

在近视距( nLoS )、非视距( NLoS )以及高干扰等典型的城市环境中,架设高吞吐率的无线主干回传链路,以消除网络瓶颈,并降低中继线 / 光纤连接的租用费用。

市政、教育、医疗

建立低成本的网络冗余链路或将网络覆盖延伸到远程场所,提供语音、视频和数据的综合业务应用,而无须敷设新的光纤。

公共安全

为现场视频流 /Internet/ 数据库访问 / 大文件传输(地图,图纸,医疗档案,失踪人员照片等),提供可靠的高带宽语音、视频和数据连接。包括无线网络及临时的固定点对点链路回传。

 

PTP500 和 PTP600 系列解决方案的特性为用户提供真实、可衡量的价值。

市场

机遇

增加收入

提高近视距( nLoS )或非视距( NLoS ),以及超远距离视距链路的性能,为之前无法连接的区域提供可靠链路。

降低成本

提高近视距、非视距和远距离视距链路的性能,减少必需的中继点数量,降低设备采购和铁塔租用成本。

射频单元的小巧尺寸以及以太网供电方式,意味着运营商可在狭小的空间或对美观有要求的环境下进行部署,而无须占用宝贵的铁塔空间。

简便的安装及维护方式,不论是远程管理配置、状态监测或是链路升级,都可通过内置的 Web Server 实现。

可靠性和性能

Motorola PTP 系列解决方案提供独有的技术以避免外界干扰(多进多出 [MIMO] 、带 i -DFS 的先进频谱管理、以及自适应调制技术),在噪杂的射频环境中提供可靠的网络连接。随着链路环境的变化,设备会切换工作信道( i -DFS )并动态提高或降低调制方式以维持可靠的链路。这一切都是自动执行的,无须人工干预。

设备通过一条以太网线缆传输数据和以太网供电。双电源方案可以同时使用 ±48V 直流和交流电源,以实现灵活的单机或冗余配置。

i -OFDM 结合 MIMO 技术,在具有高度挑战性的环境中提供可靠的连接 – 建筑物、树林、丘陵以及跨越长距离水面。

低风险

高吞吐率能够确保在多个业务地点之间建立高效的主干回传连接。随用户业务增长,通过软件升级方式获得更高的系统容量,而避免投资浪费。

在部署前利用 Motorola PTP 链路预算工具模拟链路性能,通过微调各项因素,即可直观的反应链路性能变化,从而将链路优化为最佳性能。

Motorola PTP 系列网桥的高频谱利用率(狭窄的工作信道),确保能在拥挤和噪杂的射频环境中集中部署或与其他无线系统协同工作。

3.4 Motorola PTP 系统的技术优势

 

Motorola PTP 系列网桥系统用以在两点之间建立一个无线以太网链路。每端都由一个室内单元和一个室外单元组成。两点之间通讯的工作信道为 12MHz / 15MHz / 30MHz ( PTP400 / PTP500 / PTP600 )。系统运行频段中的工作信道规划提供最大的灵活性,这就大大增加了用户在现场复杂的无线电环境中找到可用信道的概率。

 

每个室外单元中都包含两对收发器以及一个基带转换器。这两对收发器之间交叉连接,提供四种不同的发射机 / 接收机组合 – 也就是四个不同的无线电传输波束。这样大大降低了衰弱的影响,并增加成功传输数据的概率。

 

摩托罗拉 PTP400 和 PTP600 系列网桥使用独特的创新技术组合,以提供最远的传输距离、系统容量、可靠性及性能 – 尤其是在非视距或近视距环境下,或是存在强烈无线电干扰的城市环境下。其卓越的非视距 / 近视距传输性能,使网络运营商能克服山丘、建筑物、树林或长距离水面的影响,而建立可靠的连接。

 

Motorola PTP 系列产品包含了多项独有的先进技术特性,包括:

 

•  高级频谱管理与智能动态频率选择( i -DFS ) 会自动更改系统工作信道,以避免受到外界干扰及链路衰落,而无需用户干预。在系统加电后(以及系统工作过程中),射频单元以每秒 500 次的频率自动扫描全部可用频段,并自动切换到最干净的信道。系统能够保存具有时间戳的、最长 30 天的频谱数据记录。网络维护人员能够对这些统计数据进行分析,并排除任何潜在的干扰影响。这种先进的频谱管理功能,确保链路性能几乎不受任何外界干扰影响。

 

•  自适应调制技术 可以保证提供最大的系统吞吐率,甚至在无线电路径特征变化的情况下也是如此。收发信机之间互相协商最高的持续数据传输速率,并在射频环境变化的时候自动的动态切换传输速率。

 

•  双极化天线 – 两对发射机 / 接收机之间互相通讯,从而产生四种不同的发射 / 接收组合。通过建立四个不同的传输链路,将大大增加数据传输成功的机率。

 

•  多入多出( MIMO ) – 不同的时段和空间中传输多路信号。因此确保多路信号不会同时产生衰落,从而接收机能够选择最好的信号,以提供更好的性能和链路可用性。在 Motorola PTP 系统中,射频单元通过不同极化天线发射多重波束,显著降低衰落的影响并提高数据传输和接收成功的概率。此外,一旦无线电条件许可,系统将智能切换到双载波( Dual Payload )模式下。在此模式下,每对收发机并行传输不同的数据,能够在更高的调制速率下将系统带宽提高一倍。

 

•  智能正交频分复用( i -OFDM ) – 摩托罗拉 PTP 系列无线网桥除了应用 MIMO 技术之外,还通过多子载波的 i -OFDM 技术以获得更高的频谱利用率及抗干扰能力:

 

•  多径干扰 – 由于无线电波在传输中遇到障碍物或反射面,而造成多个经过不同路径的波束在接收端的相位差异而产生的信号衰落。

•  频率选择性衰落 – 由于信道频率不同衰落特性,而在接收端产生的振幅差异。

 

对于典型的无线电设备,这些都将影响系统性能。但 PTP400 和 PTP600 系列所采用的 i -OFDM 技术能够帮助接收机重新组合受到干扰的信号,并提高通过反射信号建立链路的机会。

 

•  内置安全功能 – 通过一个复杂的专有扰码机制及射频匹配技术提供安全可靠的空中数据传输。在安装过程中,每个室外单元都通过 MAC 地址与对端进行绑定。通过预设的地址以确保系统只能与特定的室外单元进行通讯。此外,符合 FIPS140-197 标准的 128 位 /256 位 AES 加密技术,为用户提供更高的安全性(可选件)。

 

•  产品尺寸规格 – PTP300 / 400 / 500 / 600 系列系统具有相同的外观尺寸规格,均提供集成型( Integrated )和外接天线型(可安装由第三方提供的高增益外置天线)两种版本。室内供电单元( PIDU Plus )支持 ±48V 直流及交流供电。

 

3.5 PTP500 技术规格

技术规格

内容描述

无线电波段

PTP 58500 : 5.725 GHz – 5.850 GHz

PTP 54500 : 5.470 GHz – 5.725 GHz

PTP 49400 : 4.940 GHz – 4.990 GHz

信道宽度

PTP 58500 和 PTP 54500 : 15 MHz

信道选择

智能动态频率选择( i -DFS )或手工指定工作信道;启动时自动检测并持续扫描,以避免干扰。

发射功率控制

PTP 58500 和 PTP 54500 :根据所选调制方式及无线链路环境自适应( 27dBm ~ -18dBm )

系统增益

PTP 58500 和 PTP 54500 集成型 :依工作调制模式不同,最高 167dB

所有外接型 :依工作调制模式及所安装的天线规格而不同

接收灵敏度

自适应,根据所选择的调制模式不同,调整范围 -94.0dBm ~ -69 dBm

调制方式

动态;从 BPSK 到 64 QAM ,共 8 种调制方式

误码纠错

FEC

双工方案

对称固定式 TDD ,上下行同频或异频工作

天线类型

PTP 58500 和 PTP 54500 集成型 :集成 23dBi 增益双极化平板天线

所有外接型 :可根据实际工作环境选择不同规格天线,通过 2 个 Type-N Female 接口连接

传输距离

最远可达 250 公里( 155 英里) *

数据速率

52Mbps 和 105Mbps ,随距离远近动态变化

安全和加密

专用扰码机制,可选 128 位 AES 加密

协议

IEEE 802.3

接口

10/100 BaseT (RJ-45) – MDI/MDIX 自适应

时延

每个方向上平均不足 3 毫秒

系统管理

Web 服务器 / SNMP v1/v2c ( MIBII , WiMAX 和 private MIB ) Canopy Prizm

连接

选择 100/1000 BaseT 同时提供数据及设备供电,从以太网接入点到室外单元最长距离 100 米

如安装 1000 BaseSX 光纤接口模块,由光纤传输数据, 100/1000 BaseT 接口仅供电,则供电电缆最长为 300 米

尺寸

集成型室外单元( ODU ) : 370 x 370 x 95 mm

外接型室外单元( ODU ) : 305 x 305 x 105 mm

室内供电单元( PIDU Plus : 250 x 40 x 80 mm

重量

集成型室外单元 : 5.5 Kg (含支架)

外接型室外单元 : 4.3 Kg (含支架)

室内供电单元 : 864 g

供电及功率

90–240 VAC, 50–60 Hz / 36-60V DC

最大功耗 50W

工作温度

-40 ° C ~ +60 ° C ,包括太阳辐射

 
• 4、系统配置和价格

注:网线、交换机及安装报杆需自备,上表中为含税供货价,不含施工费及指导费。