一、項目背景及用戶需求

1、項目背景：
    隨著經濟的發展，港口內陸河流與近海流域的船只不斷增加，作業越來越繁忙。海域附近的各種船只由于作業繁忙，事故也不斷增加，如何更好的管理河流與近海內附近船只的安全運行成了海洋漁業主管部門的一個急需解決的問題。
   由于船是在河流及近海附近作業，如何將船的時時視頻信息傳回監控中心，遠程對作業船只進行監控。掌握船只工作的第一手信息，保證河流及近海附近航道的安全有序的運作，配合整個社會的和諧發展。
   本系統采用先進的無線視頻傳輸技術，同時支持C/S結構的客戶端監控和B/S結構的IE瀏覽器監控，還支持手機隨時隨地移動監控。    
                                                                                 
2、用戶需求：
   蘇州新導信息科技有限公司在與用戶充分溝通之后， 計劃在各河道安裝無線網絡視頻監控和河道水位遙測設備，在監控中心安裝遠程監控系統，因為監控點都在較偏遠的山區、野外，沒有寬帶傳輸條件，如果租用光纖則費用太高，所以，主干傳輸網絡選用WLAN無線視頻監控技術，配合目前疾速發展的3G數據傳輸技術、CDMA無線監控技術，完全可以滿足常規的視頻監控需求。
    縱觀目前無線傳輸技術，利用WLAN傳輸方案是最為經濟實用運行穩定的，此系統利用目前最有優勢的基于2.4G頻段的Wifi無線數據傳輸技術。該系統以高效率圖像的壓縮算法為手段，以Wifi無線傳輸作為數據傳輸方式，通過現場終端和監控中心的信息交互，實現對遠程作業現場的有效實時圖像監控。線方案進行視頻傳輸。視頻采用D1格式傳輸、每路視頻圖像碼流為1-1.5Mbps。

二、項目建設技術方案

（一）、系統設計規劃
1、系統帶寬計算：根據需求描述，以項目有15個內陸監控點（每個船只監控點使用4只監控攝像機）為例，視頻預計視頻使用D1（高清視頻格式）格式傳輸，視頻碼流為2Mbps，只有視頻碼流達到2Mbps的時候，才能保證在監控中心解碼輸出高質量的視頻畫面，但碼流高，如果網絡丟包就會出現馬賽克圖像或者圖像卡殼。 
2、接入點設計：接入點架設應遵循：a、應建立在航道沿線能夠無遮擋直視河道的地點；b、能夠建立制高點的監控地點。
3、無線設備選型 ：由于監控圖像屬于固定傳輸，建議使用外接天線型遠端無線收發器或者無線DVS外接定向天線，以避免在傳輸過程中無線圖像的失真等等問題，加強點對多點的無線傳輸。
4.接入點無線設備選型：由于河道的地理位置以及制高點不相同，前端設備的天線則使用定向型天線，使無線收發器設備能無死角的與覆蓋網絡建立無線傳輸鏈路，達到無線視頻數據傳輸的最好效果。
5.船載攝像機選型：由于設備長期處于戶外，潮濕、陰冷的環境中，建議使用，防水，防霧的一體化無線網絡攝像機/無線網絡視頻服務器設備。由于項目監控點有可能需要音頻輸出需求，無線網絡攝像機/無線網絡視頻服務器設備均支持音頻輸入輸出功能。

（二）、無線視頻監控結構圖
 
                                                                 圖1系統架構圖
系統架設了VPN服務器，為監管部門開放視頻監控端口和賬號，使監管部門監控聯動中心能通過公前端視頻情況了解到最新的視頻取閱以及視頻控制、系統錄像的檢索、回放、下載等操作。
系統在監控中心部署了存儲服務器，存儲服務器配置了10T的存儲空間，可實現無線監控點視頻圖像歷史視頻備份≥15天的需求。
系統所使用的網絡攝像機及網絡視頻服務器設備采用H.264視頻編碼標準，圖像達到D1（720*576）的分辨率，圖像質量得到保證，船載網絡視頻服務器均帶有基于G.722音頻編碼標準的音視頻輸入輸出端子。

（三）、無線網絡設計說明
 
                                                               圖2 應用場景圖
1、在河道兩岸及附近島嶼沿岸安裝15到30（根據具體公里數量進行設計）臺54Mbps無線收發器外接120/60度扇區天線（天線選型視具體環境決定）實現對北岸至南岸兩條航道北岸部分的無線覆蓋；河道兩岸根據現場情況進行無線設備安裝，54Mbps無線收發器外接120/60度扇區天線（天線選型視具體環境決定）實現對南岸至北岸兩條航道北岸部分的無線覆蓋； 
2、在渡船、河道執法船渡船船載54M無線收發器設備，與兩岸的覆蓋設備建立無線鏈路，傳輸無線視頻監控圖像數據。 
工作原理： 
    a、一體化網絡攝像機采集的模擬視頻信號直接采用H.264進行數字化處理； 
    b、數字視頻數據通過雙絞線接入無線遠端網橋; 
    c、無線遠端網橋外接全向天線將視頻流媒體數據傳到相應的無線接入點。
3、河道沿線無線接入設備落地接入有線網絡，將船載監控設備采集到的數字視頻回傳到江心碼頭監控指揮中心；

工作原理：
    a、無線接入設備通過與船載無線遠端網橋建立通信，接收回傳的數字視頻；
    b、無線接入設備接入有線網絡，江心碼頭監控指揮中心通過有線網絡與河道沿線無線接入設備建立通信；
    c、無線接入設備通過有線網絡與江心碼頭監控指揮中心服務器建立通信后，將數字視頻圖像傳回監控中心。

（四）、河道無線監控點結構說明
 
                                                         圖3 無線遠程監控點架構圖
河道無線遠程監控點的結構如上圖所示，包括無線傳輸系統、網絡攝像機兩部分。執法船只采用的防水，防震一體化網絡攝像機采集到模擬視頻信號，通過自身視頻編碼系統得到H.264格式的數字視頻。無線傳輸系統包括無線遠端網橋和外接全向天線，之間通過射頻饋線進行連接。無線網橋與無線網絡攝像機之間直接采用無線網絡系統連接，數字視頻通過無線遠端網橋回傳到河道沿線的無線接入點。

（五）、頻率干擾處理的考慮
    根據目前國內外固定無線寬帶接入系統的建設經驗，固定寬帶無線接入系統干擾源主要來自系統內部的干擾和相鄰系統間的干擾。對于系統內部以及相鄰系統之間的同道、鄰道干擾抑制能力主要取決于系統的載干比(C/I)。
    對于系統內部，可能的干擾有相鄰扇區間的鄰道干擾和相隔扇區間的同頻干擾。克服系統內部干擾的主要手段是采用合理的頻率規劃方案及發射天線的極化方式。對鄰道干擾，扇區之間最嚴重的干擾頻率是兩個相鄰的載頻點。在網絡規劃時期，通過采用合理的頻率規劃方案，調整天線的極化方式以減少鄰道干擾的影響。對相隔扇區的同頻干擾，在系統組網中目前主要采用背對背的頻率2次復用，通過有效控制天線的前后比及天線的極化方式，來消除同頻干擾。同時在滿足系統傳輸指標的前提下，盡可能地降低基站發射功率使得不同基站間越區干擾電平降到最低。同時選擇高性能天線，調整天線方向，合理設計扇區布局。盡可能地利用建筑物的阻擋以降低不同蜂窩之間的干擾。
    對于來自系統外部干擾，在站址選擇時，要對地形、天線方位以及其它鏈路來的干擾等進行考慮，需要避開雷達、散射通信系統以及衛星通信等系統的外界干擾源。 因此對于干擾問題的解決，傳播設計在無線網絡規劃中是至關重要的。而在給定路徑和當地氣候條件下，天線高度是傳播控制的唯一手段，具體方法的選用需根據實際情況而定。當覆蓋區域不重疊時，以鄰道C/I作為干擾計算的依據；對于覆蓋區域重疊情況，應保證基站之間保持足夠的垂直和水平距離，并與干擾者協調，要求其降低功率，減輕干擾。
    對于我們目前建設的網絡來說，由于地處偏遠，頻譜較為干凈，系統間干擾很少。主要干擾將來自系統內干擾。因此我們在前期規劃時，根據現場實際情況，充分利用地形地貌，做好頻率規劃，合理的選擇站址和天線的運用，將能很好的提高系統的性能。