海事巡逻无线音视频移动传输系统方案
北京中网信安科技有限公司
无线网络事业部
一、 项目需求
1、项目总体需求：
某海事局管辖水域是我国水上交通最繁忙的水域之一，也是船舶交通事故的多发区。建设无线视频监控系统，可使搜救中心及时看到实时传输的现场图像，使主管人员及时直观地了解现场的险情，帮助主管人员正确判断险情的性质和危险程度，并根据现有资源配置情况和环境条件，按照预定的程序和规范提出多个搜救预案供决策者选择，有效地减少和避免决策失误，提高搜救指挥的效果。
无线视频监控系统工程拟在海事局机关设远程图像监控中心；在三艘海巡船上安装摄像机，配置舰载显示器和控制键盘；在岸边高点布设无线基站，再经过租用的E1传输线路传输到海事局机关设置的远程图像监控中心，实现远程图像的显示和处理。
2、具体要求：
（1）在海事局管辖水域沿线高点设无线基站，接收到的船载设备传回的图像再经过租用的E1信息传输线路传输到海事局机关设置的远程图像监控中心。
（2）无线图像传输设备工作频段在国家免许可频段(ISM频段)范围内。
（3）无线传输推荐采用双向点对多点通讯方式。
（4）传输设备应能实时传输FullD1(704*576)的图像,不低于CIF（352*288）；如需要对视频信号进行压缩编码，采用的视频压缩标准为H.264/MPEG-4。
（5）设备应可以提供电话功能，并且如果买方需求，可以实现无线远端站与买方单位内部电话互通。
（6）就远程图像监控中心遥控海巡船摄像前端设备的传输方式、覆盖范围、抗干扰能力、天线类型、天线架设高度给出明确的说明。
（7）便携式无线远端（双工可同时收发，含天线）设备可提供电池供电。
（8）各个无线远端移动站点在各个无线基站间移动时应为无缝透明切换漫游。
二、项目分析
根据用户的上述需求，结合海面使用的实际情况，我们做了以下分析：
1、需要实现远端船只与指挥船之间的数据通信和双向音视频通信，因此单向传输的设备不符合要求。
2、需要实现点对多点的通信，需要设备拥有较高的带宽（≥8Mbps），而340MHZ、400MHZ、900MHZ左右的低频设备由于带宽低无法做到点对多点，因此此类设备不符合项目要求。
3、需要实现移动中通信，因此5.8G定点传输设备不符合要求。
4、由于传输距离较远，因此设备必须具备漫游和中继的功能，没有此项功能的设备不符合要求。
综合以上因素，首先我们认为采用2.4G频段的微波设备最为合适，其次综合对带宽、漫游、中继、可靠性等多方面参数的要求，我们认为采用CWN WIRELESS 2410作为主设备进行网络架设，可最大限度的满足用户的需求。
三、方案设计原则
根据项目需求的具体情况，我们在设计中应遵循下列原则：
先进性原则
采用先进的设计思想，选用先进的网络设备，使网络在今后一定时期内保持技术上的先进性。
开放性原则
网络设计及网络设备选型遵从国际标准及工业标准，使网络具有高度的开放性和所提供设备在技术上的兼容性。
可伸展性原则
网络设计在充分考虑当前情况的同时，必须考虑到今后较长时期内业务发展的需要，留有充分的升级和扩充的可能性。充分利用现有通讯微波资源，为以后扩充到更高速率提供充分的余地。另一方面，还必须为网络规模的扩展留有充分的余地。
安全性原则
网络系统的设计必须贯彻安全性原则，以防止来自网络内部和外部的各种破坏。贯彻安全性原则体现在以下方面：
设备采用的是扩频技术；
提供了射频信道的加密；
用户可以通过设置自己的网桥或另加独立加密设备实现更高的安全性；
网络内部对资源访问的授权、认证、控制以及审计等安全措施：防止网络内部的用户对网络资源的非法访问和破坏。
可靠性原则
网络系统的设计必须贯彻可靠性原则，使网络系统具有很高的可用性。可靠性原则体现在以下方面：
选用技术先进、成熟高可靠性的网络设备；
系统增益储备高；
链路的可维护性好；
四、项目方案
1、方案总述
根据用户的实际需求，要求无线设备具备双向IP网络传输、点对多点、高带宽、远距离传输、基站间无缝漫游等重要特性。通过我们的认真分析，最终认为采用CWN WIRELESS 2410无线设备作为无线音视频、数据传输的主体设备最为适合。如下图所示，CWN WIRELESS 2410无线设备具有良好的多基站网络漫游优势。通过CWN WIRELESS 2410基站与3台船载远端点快速组建无线局域网，并通过配套视频采集设备和语音设备实现音视频和数据双向传输功能，根据移动点所处位置的变化，还可实现基站间的无缝漫游。
2、平台搭建方案描述
1）远端船载端：2艘海事巡逻船每条船配备CWN WIRELESS 2410船载设备一台，全向天线一套、船载摄像机一台，天线固定在桅杆顶端（根据实际情况可选择升降杆），天线与设备之间使用馈线连接，所有户外接口做三防处理。
2）基站端：基站端主设备同样采用CWN WIRELESS 2410，每个基站塔架设一台设备，天线固定在雷达站楼顶端。
3）指挥中心端：指挥中心通过E1链路与各个基站建立网络连接。在指挥中心需要架设一台服务器，用于监控软件平台的安装和使用，同时根据需要，指挥中心可通过解码器将视频投影机投影到大屏幕显示。
3、特色应用模式---点对多点双向音视频和数据传输—多基站漫游
如下图所示，巡逻船在海上航行的过程中，船载CWN WIRELESS 2410设备将随时与岸边基站连接，组建一套点对多点的无线局域网。并可通过基站的信号强弱，自动进行网络漫游，整个网络的建立可在5分钟内完成，可以有效的保障船只的应急能力。
1）船载端
如下图所示，CWN WIRELESS 2410设备提供视频输入（输出）接口与船载摄像机连接，将摄像机的视频通过视频服务器编码转成数字信号，再通过无线IP网络传输到岸边基站。对于摄像机云台可通过RS485接口建立连接，实现云台的远程控制。CWN WIRELESS 2410设备还提供两个RJ45接口，可连接电脑进行数据应用，也可扩展IP电话应用。
2）海事局指挥中心
船载端的音视频及数据通过无线网络传输到岸边基站。海事局指挥中心通过E1链路与2410基站连接，从而建立与船载端的网络连接。所有客户端电脑可通过架设在指挥中心的服务器实时查看每条船上的视频信息，也可通过音频功能进行指挥。多路视频还可通过视频解码器将任意一路视频显示到指挥中心大屏幕上，也可连接硬盘录像机进行录像。
5、指挥中心视频监控软件系统
通过此套视频监控软件系统，可实时查看远端船的实时视频，并可进行远程云台控制。支持双向语音对讲，支持实时硬盘录像和预约录像。
6、扩展应用—船载VOIP分机延长功能
通过CWN WIRELESS 2410设备组建无线局域网，使用IP语音网关设备实现网络内的IP语音电话功能，使用语音网关与PSTN交换机连接，更可实现分机延长的功能。从指挥中心内线电话可直接拨打到船上。
6、方案的优势
l 设备架设方便，可随时拆卸
l 全双工模式，高带宽最高传输带宽可达28Mbps，支持一点对多点
l 支持音视频和数据的双向传输
l 可实现基站间的无缝漫游
l 军工品质稳定性高
附件一、CWN WIRELESS 2410（2410）简介
1、CWN WIRELESS 2410产品形态和接口
产品体积规格：313mm x 107mm x 414mm
1.1 指示灯显示说明
PWR灯 电源正常指示灯，开机后常亮。
Ethernet灯 以太网工作指示灯，开机正常后，常亮。如果有数据传则闪烁。
States 灯 无线网络状态指示灯，当网络中存在其他设备，并已经互连，则常亮，否则，闪烁。
Radio 灯 无线数据灯，当无线链路中有数据传输的时候，该灯闪烁。
1.2 开关指示说明
12VDC 外接电源开关，可以外接交流供电模块。
OFF 设备电源全部关闭
BATTERY 设备内部电池供电开关
VIDEO ON/OFF视频编码器供电开关。当不需要运用编码器，可以停止供电，节约电池电，同时节约带宽。
1.3 接口说明
LAN接口 用于同计算机/交换机等相连，一共有两个局域网接口。
Console接口 用于调试无线设备使用。
RF接口 连接天线馈线用。
VIDEO接口 视频输入口
AUDIO接口 音频输入输出口，共有两个输出端，分别是IN和OUT。
RS485接口 用来驳接键盘、控制摄像头云台等
12VDC接口 外接电源供电口
2.车载/船载机架式产品系列--CWN WIRELESS 2410（标准2U尺寸）
2.1 指示灯显示说明
PWR灯 电源正常指示灯，开机后常亮。
Ethernet灯 以太网工作指示灯，开机正常后，常亮。如果有数据传则闪烁。
States 灯 无线网络状态指示灯，当网络中存在其他设备，并已经互连，则常亮，否则，闪烁。
Radio 灯 无线数据灯，当无线链路中有数据传输的时候，该灯闪烁。
2.2 开关指示说明
12VDC/BATT 外接电源开关，可在12VDC和电池供电间切换。
AC/DC 设备电源全部关闭
IP PHONE IP电话功能开关
VIDEO ON/OFF视频编码器供电开关。当不需要运用编码器，可以停止供电，节约电池电，同时节约带宽。
2.3 接口说明
LAN接口 用于同计算机/交换机等相连，一共有两个局域网接口。
Console接口 用于调试无线设备使用。
RF接口 连接天线馈线用。
VIDEO接口 视频输入口
AUDIO接口 音频输入输出口，共有两个输出端，分别是IN和OUT。
RS485接口 用来驳接键盘、控制摄像头云台等
12VDC接口 外接直流电源供电口
22VAC接口 外接交流电源供电口
PHONE接口 IP电话接口
2、产品优势
2.1技术优势
l IP网络构架：支持多路IP数据，语音和视频等的传输；
l 动中通：支持高速移动状态下的稳定数据传输；
l 自由组网：支持多种网络拓扑结构，可轻松实现自由组网；
l 高带宽：最高支持28Mbps带宽，满足更多应用；
l 超远距离传输：根据使用环境，单条链路无中继可以达到最远70km以上的传输距离；
l 双向网络通信：支持音视频和数据的双向传输；
l 点对多点：根据客户需求，可实现一点对多点的通信方式；
l 非视距传输：通过优化的OFDM多径干扰技术，实现非视距条件下的通信；
l DFS动态频率选择：可根据网内和网间频率使用状况，自动动态调整频率，实现最优通信方式；
l DRS 动态速率选择：根据网络信号强度和网络内节点的数量，动态分配带宽，实现最佳网络带宽调节；
l 无缝漫游：完美支持多基站间的无缝漫游；
l 高安全性：支持多种加密机制，动态的为每路通道生产加密密钥并进行验证，并可接驳军用加密机；
2.2使用优势
l 安装简单：高增益可移动全向天线，方便架设，施工周期短；
l 机动性强：无需天线方向调校，开机即通，最大化满足应急需求以及保障要求；
l 高集成度：可同时实现多路语音传输、视频传输和数据传输；
l 扩展性强：可扩展IP电话、GPS定位、加密机连接等多种实际应用；
l 续航能力强：内置大容量电池，可让设备在没有电源的情况下连续工作8~10小时；
l 可靠性高：军工品质，抗震性强，可在恶劣环境下连续正常工作；
2.3成本优势
l 低基础建设成本；
l 低安装成本；
l 低运营维护成本；
