波迅WBS无线网络
Wi-Fi通信系统
某油田无线覆盖
网络方案建议书
目录
第一章概述.............................................................................................. - 2 -1.1 无线局域网发展现状........................................................................................................... - 2 -1.2 厂商介绍............................................................................................................................... - 2 -第二章项目需求及设备选型..................................................................... - 4 -2.1 项目需求分析....................................................................................................................... - 4 -2.2 设计原则............................................................................................................................... - 4 -2.3 设备选型............................................................................................................................... - 6 -2.4 波迅WBS无线网络产品优势 ............................................................................................ - 6 -第三章无线网络方案设计 ........................................................................ - 8 -3.1 方案设计............................................................................................................................... - 8 -3.2 方案配置说明..................................................................................................................... - 11 -
3.2.1 覆盖范围................................................................................................................. - 12 -
3.2.2 用户容量................................................................................................................. - 12 -
3.2.3 无线覆盖边缘场强取定......................................................................................... - 12 -
3.2.4 NMS无线设备管理系统....................................................................................... - 12 -
3.2.5 安装和防雷要求..................................................................................................... - 15 -
3.2.6 电信级可靠性......................................................................................................... - 15 -
3.2.7 供电方式................................................................................................................. - 15 -3.3 方案设计依据..................................................................................................................... - 15 -第四章工程实施配套要求 ...................................................................... - 18 -
4.1 设备安装方式..................................................................................................................... - 18 -4.2 接地..................................................................................................................................... - 19 -4.3 系统防雷设计..................................................................................................................... - 20 -第五章产品规格和性能.......................................................................... - 22 -
5.1 波迅WBS无线网络产品介绍 .......................................................................................... - 22 -5.2 WBS-2400基站.................................................................................................................. - 26 -5.3 波迅WBS2400-WCPEN2 .................................................................................................. - 28 -5.4 波迅WBS5800-BHM5 ....................................................................................................... - 31 -5.5 波迅高级服务功能............................................................................................................. - 33 -
第一章概述
1.1 无线局域网发展现状
1997年IEEE推出了802.11无线局域网2Mbps标准后无线局域网并未得到普及，而1999年802.11b技术的出现使得的无线局域网的速率可以到达11Mbps，由于技术成熟以及移动终端的普及使无线局域网的市场不断扩大，随之而来的新的标准如802.11g、802.11a又将无线局域网的速率提到了一个新的高度，使之完全可以满足复杂的室内环境部署以及高带宽媒体应用的需求。
中国的无线局域网在2003年得到了充分的发展，主要体现在以下几方面：
无线局域网芯片的规模化生产，使得其产品的市场价格为大多数消费者所接受，进一步扩大的用户市场，从而形成了良性循环。
无线局域网络技术的进步，尤其是成熟的802.11g产品的推出使得新的无线局域网环境既满足了用户对高带宽媒体的应用又兼容现有的大量的802.11b用户。
国际互联网运营商大量的部署无线局域网热点以及对该业务的推广，使得无线局域网的概念在大用户群中已经取得了一定的普及，为进一步扩大热点的用户市场打下了有力的基础。
移动客户端如便携电脑、PAD等产品的不断的普及，使得通过无线局域网上网的业务需求不断扩大。
2000年，以色列波迅公司成立，凭借独有的空间自适应波速赋形专利技术，推出了具有超强覆盖和接入能力的，免许可证频段宽带无线接入的完美解决方案。如今，波迅的强大无线产品已进入中国，致力于为国内用户提供这一优越的，实用而经济的无线解决方案。
1.2 厂商介绍
1.2.1 以色列波迅（Wavion）公司介绍
以色列波迅无线网络凭借独有的自适应波束赋形专利技术，在免许可宽带无线接入市场提供全面高效解决方案。
波迅的端到端解决方案产品包括2.4G/5.8G，全向/扇区基站，可以提供包括接入，骨干回传，客户端，网络管理，服务定制和计费管理一系列完成的解决方案。
凭借超强的覆盖和接入能力，波迅的完美解决方案可以帮助运营商，集成商和政府在城市和农村应用中提供高品质服务，并能减少50%以上的投资。
波迅成立于2000年，总部在以色列，并在全球超过50个国家有分支机构，包括美国，巴西，
阿根廷，俄罗斯和印度等。
1.2.2 BHU公司介绍
北京华信联创科技有限公司专注于中国无线网络市场，主要从事军用（BHU SYSTEM事业部）、民用（分销业务群组）无线通信产品的开发、生产、销售和工程服务等业务。
BHU SYSTEM事业部自主开发的BHU SYSTEM非视距音视频/IP链路/E1通道动中通无线网络系统，立足于军工需求，以其强大的技术性能和优异的可靠性，在野外作战、部队演习、应急指挥、边防保障、海事巡逻等任务中发挥了突出的作用，获得了部队首长和政府领导的一致好评。
分销业务群组作为以色列波迅（Wavion）室外无线覆盖系统以及HyperLink无线配件产品中国区独家授权总代理、美国UBNT无线宽带产品中国区独家分销商、MOTOROLA CANOPY/PTP 系列无线宽带接入系统全球铂金合作伙伴，涵盖无线各个领域，可以提供一揽子的统一解决方案，集分销代理、解决方案提供、技术服务于一体，是全球众多知名品牌无线产品及技术在中国区的核心合作伙伴。
公司已通过ISO9000国际质量认证体系，拥有经验丰富的技术服务团队，凭借强大的技术背景以及先进的技术优势，借助全国性的统一销售服务平台（北京、沈阳、上海、成都、广州），我们将为广大合作伙伴提供最好最全面的解决方案。
我们的目标是：为每一个客户提供最好的产品以及最佳的服务！
第二章项目需求及设备选型
2.1 项目需求分析
2.1.1 项目情况分析
某油田区域为10*30公里，区域西侧有一2*3公里的营地，卫星站就在营地范围内。
2.1.2 项目需求分析
无线覆盖网络要求整个油田区域全部覆盖，可以在任何地点通过笔记本电脑、手持终端等设备联网；无线监控网络要求稳定、高速、安全的实现远距离、非视距的传输应用，使视频数据实时到达监控中心，保证良好的监控效果。网络安全方面要求设计无线设备网络安全规划，确保视频无线传输过程中高安全水平，保证网络的安全稳定和数据传输的安全保密。无线传输网络系统不仅能够满足现在的上网、监控等网络通信需要，同时兼顾到未来发展。无线回传网络要具备良好的兼容性和扩展性，满足系统长期使用，稳定使用的目的。
经过详细分析，该无线网络系统应具备如下特点：
?便捷性：只要选取合适的建筑物、塔架等基础设施，以及灯杆、高杆等环境就可架设，采
用组合全向天线的模式，全向基站不需要调整任何角度就可建立连接，信号以无线电波的方式传输。
?稳定性：具备工业级的稳定，保证良好的网络通信质量，保证无线网络系统的长期稳定运
行。
?安全性：支持WEP、WPA、WPA2、802.1x、RADIUS等丰富的加密方式，严格的MAC
地址认证机制，充分保证网络通信的安全，保证视频数据的网络安全性。
?高品质：采用高品质无线产品，具有很强的抗干扰能力。系统保证满足用户的网络带宽需
求，满足实现用户的视频、音频传输和其它无线网络应用。
?维护性：在网络上任何节点可进行远管理维护，配置和软件升级。
?经济性：无线网络系统可通过尽量少的无线基站，而取得最让用户满意的网络接入效果，
有较高的经济型。
2.2 设计原则
本建议方案的最终目的是，为用户提供一个安全的、高效的、先进的、适用的、经济的、信
息视频回传网络，保证用户在无线网络回传系统的基础上快速、高效、稳定、安全地向实现某油田无线覆盖网络传输的要求。
根据用户的具体情况，在网络设计中应遵循下列原则：
2.2.1 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。
2.2.2 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。
2.2.3 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。
2.2.4 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：
1. 设备采用的是扩频技术；
2. 提供了射频信道的加密；
3. 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；
4. 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。
2.2.5 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：
1. 选用技术先进、成熟高可靠性的网络设备；
2. 系统增益储备高；
3. 链路的可维护性好；
2.2.6 可管理性原则
网络系统应具有良好的可管理性，使得网络管理人员能方便及时地掌握诸如网络拓扑结构、
网络性能统计、网络故障等信息，能简便地对网络进行配置和调整，确保网络工作在良好状态。
2.3 设备选型
经过详细分析和充分考虑，由于无线覆盖网络需要能够提供上网服务，采用2.4GHz作为传输频段的波迅（Wavion）WBS-2400基站，同时波迅Wi-Fi基站独特的BeamForming（空间自适应波束赋形）技术也具有更好的抗干扰性能。因此，我们采用波迅（Wavion）WBS-2400基站来实现目标区域上网及视频监控无线数据传输系统。Wavion WBS-2400基站，工作在2.4GHz免许可频段的技术领先型WiFi无线宽带基站。基于6根天线组成的智能天线阵列以及6套射频发射装置，以Wavion专利的BeamForming（空间自适应波束赋形）技术为手段，WBS-2400无线基站可以工作在LOS（视距）或者NLOS（非视距）环境下，并提供更大的覆盖范围以及更稳定的无线连接。除此之外，Wavion独有的领先技术SDMA（空分多址）技术可以使802.11b/g的带宽容量成倍增加。对于运营商、政府以及企业客户等来说，这些在无线业内最领先的技术特点使得我们在使用很少数量WBS-2400基站的情况下就能够提供高质量的WiFi服务，这不仅能够节省设备的投资费用，其所带来的管理上的便利性是具有深远意义的。
基于Wavion独有的业内最先进的BeamForming（空间自适应波束赋形）技术和兼容当前市场所有在售客户端WiFi Card的能力，WBS-2400基站将在提升WiFi覆盖范围、带宽容量、室内穿透力以及强干扰环境下工作等关键性能点上具有显著的效能。Wavion WBS-2400这将使无线网络使用者得到低成本投资的高质量服务，可以避免陷入因为投资成本过大而降低服务质量的恶性循环。
2.4 波迅WBS无线网络产品优势
●更远的距离
相比普通WiFi AP接入点，WBS-2400可以达到其3倍的距离，9倍的面积。不同环境相同的无盲点覆盖能力WBS-2400的Beamforming（空间自适应波束赋形）具有优秀的非视距覆盖能力，从而使每个基站在任何环境都可以具有更大的无盲点覆盖范围。
●优秀的室内穿透性以及深度非视距能力
超强的链路增益储备以及信号发射接收的多路径智能合并，使得WBS-2400具备优秀的室内穿透特性和深度非视距能力。
●更高的带宽
超强的链路增益储备使得WBS-2400大大提高了带宽的容量，而且，SDMA（空分多址）技术的应用使得带宽容量成倍增加。
●优秀的抗干扰能力
Beamforming（空间自适应波束赋形）技术固有的空间过滤功能以及独有的动态干扰处理能力使得WBS-2400工作在强干扰环境成为可能。
●节省投资
WBS-2400无论环境更大的覆盖范围、低廉通用的Client Card以及优秀的室内穿透特性，都使得每条客户的线路成本降至最低。
●运营商级别可靠性
基于IP-67平台可靠耐用以及全室外设计，可以在极端气候环境下稳定工作。
第三章无线网络方案设计
3.1 方案设计
根据某油田无线覆盖网络、视频监控无线网络系统具体需求，我们提出以下方案设计，实现整个油田区域内的无线网络覆盖、重点位置视频监控传输、工业数据无线传输等应用。
在某油田10*30公里区域范围，每台基站覆盖半径约为1公里，每5台基站可以通过自回传功能组网，选择其中一台基站连接光纤接入点即可，或者通过点对点网桥连接到接入点。针对区域内的监控点，采用WBS2400-WCPEN2连接监控摄像头，将监控点视频汇聚到该监控点附近的WBS2400基站上。
WBS2400基站无线覆盖方案设计图如下：
某油田无线覆盖网络平面示意图
WBS2400基站组网连接及骨干网络传输示意图如下：
组网系统拓扑图
WBS-2400基站建议安装在制高点，如：高大建筑物楼顶或塔架上，利于建立稳定高速的链路，取得最佳的传输效果。WBS2400-WCPEN2可根据实际环境选择灯杆、高杆等架设，具有非视距传输能力，适合一定非视距环境的无线高速传输。WBS-2400基站通过网线或光纤连接到光纤接入点。视频等数据最终通过光纤骨干链路回传到监控中心。监控中心可以实时调用所有监控点的视频图像等数据，实施集中监控。
现场实际应用：
无线覆盖：可以实现整个油田覆盖区域内（室内室外），笔记本无线上网，手持PDA数据上传、WIFI手机语音通话等。
无线监控：可以实现整个油田覆盖重点区域内固定点的视频监控回传，也可以实现车载语音视频回传。
无线数据回传：使用室外型远端站能够实现油井采油数据、温度、压力等数据传输，以及一些工控机器的数据传输。
网络拓扑设计：
覆盖网路系统拓扑结构示意图
监控无线网路系统拓扑结构示意图
3.2 方案配置说明
根据下列无线网络方案详细配置，可以满足某油田无线覆盖网络的需求。设备配置说明如下：设计共采用60~100台波迅WBS-2400基站来完成整个油田区域无线覆盖，实现覆盖区域内无线上网、无线监控、无线数据传输等应用。设备清单如下：
3.2.1 覆盖范围
WBS2400 Wi-Fi蜂窝基站采用业界最先进的BeamForming（空间自适应波束赋形）技术，以及独有的领先的SDMA（空分多址）技术，通过6套智能天线数组射频发射装置，提供显著高于普通无线AP的更大覆盖范围，具有优秀的非视距传输能力和良好的室内穿透力。
WBS2400 Wi-Fi蜂窝基站都采用在住宅楼顶上安装的方式，安装位置如平面图所示。这样的布局设计充分利用了波迅基站产品特有的BeamForming（空间自适应波束赋形）以及SDMA（空分多址）优秀技术的性能和特点，单台基站可以覆盖多栋住宅楼等建筑，保障园区所有楼宇都可以获得良好的网络接入效果，保证不同高度，不同朝向的住宅楼等建筑内房间都能得到良好有效的无线网络接入。
注：准确的基站架设位置，根据实地环境勘测可以做相应更改，以确保达到最优的无线网络覆盖效果。
3.2.2 用户容量
WBS2400 Wi-Fi蜂窝基站得益于独有的领先的SDMA（空分多址）技术，以及强大的非视距传输能力和优秀的室内穿透性，优秀的抗干扰能力等一系列独特的技术，能够为用户提供数倍于传统无线AP或网桥的数据带宽和客户端容量。在覆盖城市、油田、矿区、港口等大范围区域时，可使用相对较低数量的WBS2400 Wi-Fi蜂窝基站达到传统AP或网桥产品极大数量才能达到的覆盖效果，能够提供强大的带宽资源满足用户的需要，大大提高了无线运营网络的整体利用率和效费比。
3.2.3 无线覆盖边缘场强取定
本方案边缘场强根据WBS2400 Wi-Fi蜂窝基站，以及无线终端接收天线灵敏度确定，同时根据现场无线环境、干扰源情况、系统容量、数据流量、系统信噪比等因素，本系统设定边缘场强≥-105.5dBm。
3.2.4 NMS无线设备管理系统
根据用户实际需要，可以选择波迅（Wavion）网管平台-NMS实现对所有WBS2400基站的集中管理、配置、检测。波迅（Wavion）的网管平台- NMS，是一个支持SNMP（简单网络管理协议）的无线设备集中管理平台，统一管理波迅无线传输网络。可管理包括波迅基站，客户端设备，中继器和点对多点无线网桥在内的多种无线设备，同时可以支持第三方AC的管理和检测。NMS最大限度地提高网络效率，保证网络稳定可靠，有效避免设备资源、网络资源和人力资源的浪费。NMS管理和检测功能可定制，主要功能包括：故障管理，性能监控模块，批处理管理和配
置，用户计费清单，用户管理等。
1）无线网络集中管理系统的组成
NMS平台由两个主要部分组成：主服务器和管理终端。管理终端通过HTTPS访问主服务器，并以WEB方式登录主服务器进行管理。主要服务器包括检测（信息采集）功能，网络信息存储和管理配置信息数据库。
2）可视化表示点位和网络拓扑结构
NMS可结合项目中的地理环境、无线设备位置、整体网络拓扑结构，将其匹配到本地地图或谷歌相关卫星地图中，将所有管理的网络元素（如：基站、客户端设备、点对多点网桥等）的位置在地图中可视化表示。并提供设备拓扑结构树型图，清晰表示出各层无线及网络设备相互依存的关系，将其可视化表示。Explorer视图提供详细的网络结构，从基站（基站群）到客户端设备，直到详细网元的分布和结构。NMS支持与管理设备自动确认位置和拓扑类型，也可以手动配置相关的信息。
3）实时的故障管理和故障检测报警
NMS故障管理模块可以有效进行故障检测，设备隔离和问题解决。NMS嵌入式模块能够接收3种不同来源的事件日志，并存贮于数据库中。3种不同的来源是：无线设备发送事件，包括故障、性能极限、电磁环境影响、非法接入等；NMS系统的检测到的事件（从收到的信息和调查数据中自动分析——可自定义分析策略），包括设备非正常离线、网络故障、非法无线设备等；NMS系统的使用安全事件，包括错误配置、错误操作等。NMS对发生的故障提供一个专门的事件和警报屏幕。该事件和报警屏幕支持以彩色编码划分不同的报警故障的严重程度，并可以定制对报警故障的各种属性的分析和过滤。
4）集中管理和批处理配置
通过NMS集中进行无线设备的管理和配置工作，同过每个波迅无线设备中内置的模块，通过NM Svarious协议实现直接访问和管理。管理内容包括波迅无线设备的所有配置选择，包括射频管理、接入管理、组网回管理、协议和QoS管理、加密认证管理、客户端管理和登陆安全管理等。批处理管理还包括：固件升级批量升级，设备位置批量导出或导入等。
5）有力的性能监控模块
NMS包含功能丰富的性能监控模块，提供网络运营商水平的设备、网络等信息收集能力，可监控大数量基站短期和长期的信息数据。监控模块可针对网络设备、网络流量、网络通过协议、终端信息等生成短期报告，以及长期性能分析、预测图表和报告。帮助管理者对无线网络做有效管理和准确规划，避免资源不必要的浪费。性能监测模块嵌入到NMS中，是解决网络规划、长期管理、网络扩容、网络优化等问题的有力工具，通过详细的分析，帮助管理者确定瓶颈所在，优化无线网络资源的使用。
6）安全管理
NMS提供安全管理功能，保证未经授权的（非法的）用户无法通过多级认证和加密阻挡。NMS支持网络管理员管理多级网络设备和周边网络设备，管理网络用户和用户组。通过设备和用户审计鉴权，记录各种用户操作完成的安全管理和监控，并提供对无线网络管理和运行情况的全面了解，保证网络随时接收控制、安全可靠。
7）安全接口
NMS支持基于SNMP的安全接口，保证与Wavion相关管理软件和第三方视频监控系统、
管理系统、数据库系统的安全互联。在安全接口中具有可设置的端口陷阱，防护非法链接及对WavioNet MIB的探测。
8）设备管理容量
NMS可支持管理100~5000无线设备的管理容量。
3.2.5 安装和防雷要求
WBS2400基站具体安装位置需要视现场环境而定。原则上，建议基站采用安装在制高点，如：建筑物顶部、塔架上、高杆上等方式，要求安装位置高于安装建筑物顶部2米，水平方向距离建筑物外墙或塔架1米以上，从而达到最佳的无线信号效果。WBS2400 基站通过专用卡具固定，天线垂直向上。在避雷防护方面，除需在架设支架上安装避雷针以外，WBS2400基站还配套有接地套件为基站物理接地，WBS2400基站配有网线浪涌抑制器作为防护配件，将WBS2400基站与LAN相连接的网线做浪涌防护。上述三级避雷防护措施，充分的保障WBS2400基站的防雷安全。
3.2.6 电信级可靠性
WBS-2400 Wi-Fi蜂窝基站具有优秀的电信级无线网络基站的稳定性和可靠性，达到99.999%的整体系统可靠性。采用IP-67的平台耐用等级和全室外设计，保证系统在无人值守的环境中长期稳定运行。WBS-2400基站适应各种室外严酷的环境，适应工作温度为：-40°~60°；抗风速指数：165英里/小时；抗震动和冲击等级ESTI 300-192-4，这些充分保证系统对各类天气环境、区域自然环境具有良好的适应性，在严酷环境中长期稳定运行。
3.2.7 供电方式
WBS-2400 Wi-Fi蜂窝基站通过POE方式馈电，室外安装的WBS-2400只需通过一根5类网线（10/100Mbps接口）与POE供电模块连接，并通过POE供电模块的Ethernet接口接入LAN。供电电压：110-220V
3.3 方案设计依据
波迅（Wavion）WBS-2400的多项先进专利技术决定了其超强的技术性能。与传统的高端网桥相比具有以下优势：
●超强回传能力，提供至少x 3倍的距离；x 9倍的面积；x 6倍的容量
●超高接收灵敏度(-105.5dBm)，目前市场上其他较好的设备最多能达到-94dBm，WBS-2400
超过其11.5dBm，通常6dB代表着传输距离增加一倍。
●发射功率仅为19dBm(不足100mw)，带来最高42dBm的等效输出功率
●超强抗干扰能力，智能天线阵列可有效控制对干扰信号的接收以及有效控制发射信号对其他
设备的干扰，因此在终端非常密集的极端情况下，同一点或者同一方向可以放置多台设备来扩容巨大的客户数量而不会产生干扰。
3.3.1 Beamforming智能天线功能优势
●根据终端位置以及信号传输路径确定通信地址
●产生多路径高增益定向点波束(指向终端所在位置)
●发射和接收时均智能自动合并多路径信号
●智能高增益波束的多路径发射接收带来优秀的深度非视距功能
●区别于普通全向天线，智能天线产生的定向点波束自动避开经过干扰信号的路径
3.3.2 SDMA空分多址技术优势
●同频点并发与众多客户真正同时通信（区别于TDMA）
●同频点多信道并发，极大提高频点利用率，SDMA技术使带宽容量成倍增长
●自适应波束赋形技术可以提供峰值带宽所需的增益
通过实际的测试，可以发现一块普通笔记本内置无线网卡经测试可以通过4栋宿舍楼的遮挡仍然稳定高带宽通信，无论任何复杂遮挡干扰环境，均可至少有效回传500米，采用室外型CPE 最远可达15KM以上。
第四章工程实施配套要求4.1 设备安装方式
4.1.1 安装角度可采用两种方式：
1）可以采用垂直抱杆的安装方式，如下图：
2）或者采用水平抱杆的安装方式，如下图：
4.1.2 安装时应注意：
1）基站距离地面或房顶垂直至少2米
2米
2）基站距离铁塔或建筑物水平至少1米
1米
4.1.3 安装时应注意：
1）WBS-2400 天线发射和接收都是全向的，无需方向校准，保持垂直向上。
2）在安装时，使用波迅（Wavion）的自动频率选择（ACS）工具来找到最干净的频点，这项功能可以大大改善网络信号的回传效果。
4.2 接地
在基站安装点需要提供良好的防雷保护地，以便基站设备外壳、避雷装置、安装抱杆能够就近接地，接地线使用线径1mm2的18AWG以上单芯或多芯电线。
现场接地条件不满足时需要另外加装防雷接地装置，即通过安装接地体（如接地钉）和引下