海事巡邏無線音視頻移動傳輸系統方案
北京中網信安科技有限公司
無線網絡事業部
一、 項目需求
1、項目總體需求：
某海事局管轄水域是我國水上交通最繁忙的水域之一，也是船舶交通事故的多發區。建設無線視頻監控系統，可使搜救中心及時看到實時傳輸的現場圖像，使主管人員及時直觀地了解現場的險情，幫助主管人員正確判斷險情的性質和危險程度，並根據現有資源配置情況和環境條件，按照預定的程序和規範提出多個搜救預案供決策者選擇，有效地減少和避免決策失誤，提高搜救指揮的效果。
無線視頻監控系統工程擬在海事局機關設遠程圖像監控中心；在三艘海巡船上安裝攝像機，配置艦載顯示器和控制鍵盤；在岸邊高點布設無線基站，再經過租用的E1傳輸線路傳輸到海事局機關設置的遠程圖像監控中心，實現遠程圖像的顯示和處理。
2、具體要求：
（1）在海事局管轄水域沿線高點設無線基站，接收到的船載設備傳回的圖像再經過租用的E1信息傳輸線路傳輸到海事局機關設置的遠程圖像監控中心。
（2）無線圖像傳輸設備工作頻段在國家免許可頻段(ISM頻段)範圍內。
（3）無線傳輸推薦採用雙向點對多點通訊方式。
（4）傳輸設備應能實時傳輸FullD1(704*576)的圖像,不低於CIF（352*288）；如需要對視頻信號進行壓縮編碼，採用的視頻壓縮標準為H.264/MPEG-4。
（5）設備應可以提供電話功能，並且如果買方需求，可以實現無線遠端站與買方單位內部電話互通。
（6）就遠程圖像監控中心遙控海巡船攝像前端設備的傳輸方式、覆蓋範圍、抗干擾能力、天線類型、天線架設高度給出明確的說明。
（7）便攜式無線遠端（雙工可同時收發，含天線）設備可提供電池供電。
（8）各個無線遠端移動站點在各個無線基站間移動時應為無縫透明切換漫遊。
二、項目分析
根據用戶的上述需求，結合海面使用的實際情況，我們做了以下分析：
1、需要實現遠端船隻與指揮船之間的數據通信和雙向音視頻通信，因此單向傳輸的設備不符合要求。
2、需要實現點對多點的通信，需要設備擁有較高的帶寬（≥8Mbps），而340MHZ、400MHZ、900MHZ左右的低頻設備由於帶寬低無法做到點對多點，因此此類設備不符合項目要求。
3、需要實現移動中通信，因此5.8G定點傳輸設備不符合要求。
4、由於傳輸距離較遠，因此設備必須具備漫遊和中繼的功能，沒有此項功能的設備不符合要求。
綜合以上因素，首先我們認為採用2.4G頻段的微波設備最為合適，其次綜合對帶寬、漫遊、中繼、可靠性等多方面參數的要求，我們認為採用CWN WIRELESS 2410作為主設備進行網絡架設，可最大限度的滿足用戶的需求。
三、方案設計原則
根據項目需求的具體情況，我們在設計中應遵循下列原則：
先進性原則
採用先進的設計思想，選用先進的網絡設備，使網絡在今後一定時期內保持技術上的先進性。
開放性原則
網絡設計及網絡設備選型遵從國際標準及工業標準，使網絡具有高度的開放性和所提供設備在技術上的兼容性。
可伸展性原則
網絡設計在充分考慮當前情況的同時，必須考慮到今後較長時期內業務發展的需要，留有充分的升級和擴充的可能性。充分利用現有通訊微波資源，為以後擴充到更高速率提供充分的餘地。另一方面，還必須為網絡規模的擴展留有充分的餘地。
安全性原則
網絡系統的設計必須貫徹安全性原則，以防止來自網絡內部和外部的各種破坏。貫徹安全性原則體現在以下方面：
設備採用的是擴頻技術；
提供了射頻信道的加密；
用戶可以通過設置自己的網橋或另加獨立加密設備實現更高的安全性；
網絡內部對資源訪問的授權、認証、控制以及審計等安全措施：防止網絡內部的用戶對網絡資源的非法訪問和破坏。
可靠性原則
網絡系統的設計必須貫徹可靠性原則，使網絡系統具有很高的可用性。可靠性原則體現在以下方面：
選用技術先進、成熟高可靠性的網絡設備；
系統增益儲備高；
鏈路的可維護性好；
四、項目方案
1、方案總述
根據用戶的實際需求，要求無線設備具備雙向IP網絡傳輸、點對多點、高帶寬、遠距離傳輸、基站間無縫漫遊等重要特性。通過我們的認真分析，最終認為採用CWN WIRELESS 2410無線設備作為無線音視頻、數據傳輸的主體設備最為適合。如下圖所示，CWN WIRELESS 2410無線設備具有良好的多基站網絡漫遊優勢。通過CWN WIRELESS 2410基站與3台船載遠端點快速組建無線局域網，並通過配套視頻採集設備和語音設備實現音視頻和數據雙向傳輸功能，根據移動點所處位置的變化，還可實現基站間的無縫漫遊。
2、平台搭建方案描述
1）遠端船載端：2艘海事巡邏船每條船配備CWN WIRELESS 2410船載設備一台，全向天線一套、船載攝像機一台，天線固定在桅桿頂端（根據實際情況可選擇昇降杆），天線與設備之間使用饋線連接，所有戶外接口做三防處理。
2）基站端：基站端主設備同樣採用CWN WIRELESS 2410，每個基站塔架設一台設備，天線固定在雷達站樓頂端。
3）指揮中心端：指揮中心通過E1鏈路與各個基站建立網絡連接。在指揮中心需要架設一台服務器，用於監控軟件平台的安裝和使用，同時根據需要，指揮中心可通過解碼器將視頻投影機投影到大屏幕顯示。
3、特色應用模式---點對多點雙向音視頻和數據傳輸—多基站漫遊
如下圖所示，巡邏船在海上航行的過程中，船載CWN WIRELESS 2410設備將隨時與岸邊基站連接，組建一套點對多點的無線局域網。並可通過基站的信號強弱，自動進行網絡漫遊，整個網絡的建立可在5分鐘內完成，可以有效的保障船隻的應急能力。
1）船載端
如下圖所示，CWN WIRELESS 2410設備提供視頻輸入（輸出）接口與船載攝像機連接，將攝像機的視頻通過視頻服務器編碼轉成數字信號，再通過無線IP網絡傳輸到岸邊基站。對於攝像機云台可通過RS485接口建立連接，實現云台的遠程控制。CWN WIRELESS 2410設備還提供兩個RJ45接口，可連接電腦進行數據應用，也可擴展IP電話應用。
2）海事局指揮中心
船載端的音視頻及數據通過無線網絡傳輸到岸邊基站。海事局指揮中心通過E1鏈路與2410基站連接，從而建立與船載端的網絡連接。所有客戶端電腦可通過架設在指揮中心的服務器實時查看每條船上的視頻信息，也可通過音頻功能進行指揮。多路視頻還可通過視頻解碼器將任意一路視頻顯示到指揮中心大屏幕上，也可連接硬盤錄像機進行錄像。
5、指揮中心視頻監控軟件系統
通過此套視頻監控軟件系統，可實時查看遠端船的實時視頻，並可進行遠程云台控制。支持雙向語音對講，支持實時硬盤錄像和預約錄像。
6、擴展應用—船載VOIP分機延長功能
通過CWN WIRELESS 2410設備組建無線局域網，使用IP語音網關設備實現網絡內的IP語音電話功能，使用語音網關與PSTN交換機連接，更可實現分機延長的功能。從指揮中心內線電話可直接撥打到船上。
6、方案的優勢
l 設備架設方便，可隨時拆卸
l 全雙工模式，高帶寬最高傳輸帶寬可達28Mbps，支持一點對多點
l 支持音視頻和數據的雙向傳輸
l 可實現基站間的無縫漫遊
l 軍工品質穩定性高
附件一、CWN WIRELESS 2410（2410）簡介
1、CWN WIRELESS 2410產品形態和接口
產品體積規格：313mm x 107mm x 414mm
1.1 指示燈顯示說明
PWR燈 電源正常指示燈，開機后常亮。
Ethernet燈 以太網工作指示燈，開機正常后，常亮。如果有數據傳則閃爍。
States 燈 無線網絡狀態指示燈，當網絡中存在其他設備，並已經互連，則常亮，否則，閃爍。
Radio 燈 無線數據燈，當無線鏈路中有數據傳輸的時候，該燈閃爍。
1.2 開關指示說明
12VDC 外接電源開關，可以外接交流供電模塊。
OFF 設備電源全部關閉
BATTERY 設備內部電池供電開關
VIDEO ON/OFF視頻編碼器供電開關。當不需要運用編碼器，可以停止供電，節約電池電，同時節約帶寬。
1.3 接口說明
LAN接口 用於同計算機/交換機等相連，一共有兩個局域網接口。
Console接口 用於調試無線設備使用。
RF接口 連接天線饋線用。
VIDEO接口 視頻輸入口
AUDIO接口 音頻輸入輸出口，共有兩個輸出端，分別是IN和OUT。
RS485接口 用來駁接鍵盤、控制攝像頭云台等
12VDC接口 外接電源供電口
2.車載/船載機架式產品系列--CWN WIRELESS 2410（標準2U尺寸）
2.1 指示燈顯示說明
PWR燈 電源正常指示燈，開機后常亮。
Ethernet燈 以太網工作指示燈，開機正常后，常亮。如果有數據傳則閃爍。
States 燈 無線網絡狀態指示燈，當網絡中存在其他設備，並已經互連，則常亮，否則，閃爍。
Radio 燈 無線數據燈，當無線鏈路中有數據傳輸的時候，該燈閃爍。
2.2 開關指示說明
12VDC/BATT 外接電源開關，可在12VDC和電池供電間切換。
AC/DC 設備電源全部關閉
IP PHONE IP電話功能開關
VIDEO ON/OFF視頻編碼器供電開關。當不需要運用編碼器，可以停止供電，節約電池電，同時節約帶寬。
2.3 接口說明
LAN接口 用於同計算機/交換機等相連，一共有兩個局域網接口。
Console接口 用於調試無線設備使用。
RF接口 連接天線饋線用。
VIDEO接口 視頻輸入口
AUDIO接口 音頻輸入輸出口，共有兩個輸出端，分別是IN和OUT。
RS485接口 用來駁接鍵盤、控制攝像頭云台等
12VDC接口 外接直流電源供電口
22VAC接口 外接交流電源供電口
PHONE接口 IP電話接口
2、產品優勢
2.1技術優勢
l IP網絡構架：支持多路IP數據，語音和視頻等的傳輸；
l 動中通：支持高速移動狀態下的穩定數據傳輸；
l 自由組網：支持多種網絡拓扑結構，可輕鬆實現自由組網；
l 高帶寬：最高支持28Mbps帶寬，滿足更多應用；
l 超遠距離傳輸：根據使用環境，單條鏈路無中繼可以達到最遠70km以上的傳輸距離；
l 雙向網絡通信：支持音視頻和數據的雙向傳輸；
l 點對多點：根據客戶需求，可實現一點對多點的通信方式；
l 非視距傳輸：通過優化的OFDM多徑干擾技術，實現非視距條件下的通信；
l DFS動態頻率選擇：可根據網內和網間頻率使用狀況，自動動態調整頻率，實現最優通信方式；
l DRS 動態速率選擇：根據網絡信號強度和網絡內節點的數量，動態分配帶寬，實現最佳網絡帶寬調節；
l 無縫漫遊：完美支持多基站間的無縫漫遊；
l 高安全性：支持多種加密機制，動態的為每路通道生產加密密鑰並進行驗証，並可接駁軍用加密機；
2.2使用優勢
l 安裝簡單：高增益可移動全向天線，方便架設，施工週期短；
l 機動性強：無需天線方向調校，開機即通，最大化滿足應急需求以及保障要求；
l 高集成度：可同時實現多路語音傳輸、視頻傳輸和數據傳輸；
l 擴展性強：可擴展IP電話、GPS定位、加密機連接等多種實際應用；
l 續航能力強：內置大容量電池，可讓設備在沒有電源的情況下連續工作8~10小時；
l 可靠性高：軍工品質，抗震性強，可在惡劣環境下連續正常工作；
2.3成本優勢
l 低基礎建設成本；
l 低安裝成本；
l 低運營維護成本；
