雙頻無線自動切換技術(shù)及應(yīng)用

劉毅

摘要

隨著視頻監(jiān)控技術(shù)的快速發(fā)展，對無線視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)的要求也越來越高，由于傳統(tǒng)無線傳輸技術(shù)很容易受到外界干擾而引起信號波動，很容易導(dǎo)致圖像傳輸不穩(wěn)定，出現(xiàn)丟包、丟幀等問題，本文通過對傳統(tǒng)無線傳輸技術(shù)的創(chuàng)新，利用2.4G與5.8G雙頻無線自動切換技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)層加密技術(shù)，解決了視頻無線傳輸中的穩(wěn)定性和保密性等問題。

【關(guān)鍵詞】視頻監(jiān)控 無線傳輸 雙頻自動切換數(shù)據(jù)加密 應(yīng)用

1 前言

隨著無線傳輸技術(shù)的迅猛發(fā)展，無線圖像傳輸作為一種新的傳輸模式，因其安裝方便、靈活性強、性價比高等使得被很多行業(yè)所采用。目前市面上用于視頻圖像傳輸?shù)臒o線設(shè)備一般采用微波、2.4G或5.8G等單頻無線傳輸方式。采用傳統(tǒng)單頻無線傳輸方式很容易受到外界干擾而引起信號波動，穩(wěn)定性較差，安全保密性也不強，很容易導(dǎo)致圖像傳輸不穩(wěn)定，出現(xiàn)嚴(yán)重的丟包、丟幀、數(shù)據(jù)泄密等問題。對于遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控這種應(yīng)用場景來說，傳輸質(zhì)量和穩(wěn)定性要求高，安全必須有保障，迫切需要一種理想的解決方案，來填補當(dāng)前的技術(shù)空白。而2.4GHz與5GHz的共存形態(tài)（雙頻）已經(jīng)成為一種趨勢，雙頻Wi-Fi設(shè)備的優(yōu)點在于具備更強的抗干擾能力、更穩(wěn)定的Wi-Fi無線信號、更快的傳輸速度，并且可以讓無線設(shè)備更省電，滿足未來高清以及大數(shù)據(jù)無線傳輸需求。

2 雙頻無線自動切換技術(shù)及應(yīng)用

針對當(dāng)前廣大農(nóng)村山區(qū)的現(xiàn)狀和視頻監(jiān)控建設(shè)過程中存在的問題，必須對傳統(tǒng)單頻無線傳輸方式進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，徹底改變傳統(tǒng)無線傳輸技術(shù)抗干擾能力弱，穩(wěn)定性差、容易丟包、數(shù)據(jù)不安全等難題。作者于2015年初帶領(lǐng)技術(shù)團隊開始進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，經(jīng)過一年多的努力，成功研發(fā)出了“雙頻無線自動切換技術(shù)”，該技術(shù)具有無線傳輸距離遠(yuǎn)、成本低，適用范圍廣、實施簡單、使用壽命長、性能穩(wěn)定、抗干擾性強、數(shù)據(jù)安全可靠等特點。被廣泛應(yīng)用在視頻監(jiān)控系統(tǒng)、無線系統(tǒng)基站聯(lián)網(wǎng)、自然災(zāi)害點監(jiān)測、水利監(jiān)測、氣象監(jiān)測、森林防火、文物保護(hù)以及臨時搭建應(yīng)急通信指揮等場景。

“雙頻無線自動切換技術(shù)”主要是通過綜合利用2.4GHz與5.8GHz兩段頻譜的不同特性、天線極化技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等進(jìn)行多項技術(shù)融合，揚長補短，并通過無線智能控制網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)雙頻雙工無線動態(tài)自動切換。從而提升無線傳輸鏈路的抗干擾能力和視頻傳輸?shù)母咚俾?、高穩(wěn)定性和高安全性?！半p頻無線自動切換技術(shù)”在無線信號受到電磁波干擾的情況下，系統(tǒng)將會根據(jù)無線鏈路信號強度、質(zhì)量等情況進(jìn)行分析，自動切換到最佳的無線傳輸鏈路，確保了無線傳輸?shù)姆€(wěn)定性;同時，虛擬鏈路網(wǎng)絡(luò)層加密技術(shù)的應(yīng)用，確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。由于無線信號在空中傳輸?shù)奶匦约耙资艿街苓叚h(huán)境和天氣的影響，目前市場上采用單一頻段的遠(yuǎn)距離視頻傳輸設(shè)備，存在穩(wěn)定性差、易受干擾的弱點。而采用雙頻無線自動切換技術(shù)，提高了抗干擾能力，可靠性得到很大的提升，彌補了無線傳輸穩(wěn)定性差的不足。

該系統(tǒng)主要由專網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、專網(wǎng)基站、專網(wǎng)終端、專網(wǎng)運維管理平臺、前端視頻監(jiān)控探頭、電源等設(shè)備組成。無線傳輸距離>3km，傳輸速率>50Mbps，安全加密優(yōu)于AES64bits，可以進(jìn)行多路視頻同時傳輸。（如圖1）。

圖1中專網(wǎng)終端TSBC722的一端與視頻監(jiān)控探頭相連，專網(wǎng)終端TSBC722的另一端通過2.4GHz和5.8GHz兩個無線通道與專網(wǎng)基站TSBA722相連并進(jìn)行雙頻雙工通信。專網(wǎng)基站TSBA722的另一端通過光纖等有線網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程的專用網(wǎng)關(guān)TSBG3061連接。專網(wǎng)網(wǎng)關(guān)TSBG3061通過無線通道采集專網(wǎng)終端TSBC722的通信參數(shù)和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行通信質(zhì)量分析，并根據(jù)分析結(jié)果實時地向?qū)＞W(wǎng)終端TSBC722發(fā)送控制指令，專網(wǎng)終端TSBC722根據(jù)網(wǎng)關(guān)的控制指令實時調(diào)整工作狀態(tài)，自動選擇最佳的無線通信鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，確保了無線傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性。專網(wǎng)終端TSBC722和專網(wǎng)網(wǎng)關(guān)TSBG3061之間實行動態(tài)虛擬專線（eVPN）連接，實現(xiàn)端到端（TSBC-TSBG）之間的數(shù)據(jù)管道加密和透明用戶數(shù)據(jù)傳輸，確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

“雙頻無線自動切換技術(shù)”在不需要改變原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的情況下，對原有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴展和延伸，組網(wǎng)靈活方便，可擴展性好。能夠快速方便地與原有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)無縫對接，可以靈活地應(yīng)用無線+無線的傳輸方式，也可以用有線+無線的傳輸方式（或無線+有線）;既可以點對點傳輸方式，也可以一點對多點傳輸方式，特別適合在廣大邊遠(yuǎn)山區(qū)無光纖資源的情況下使用，可以廣泛應(yīng)用于交通、運輸、水利、氣象、航運、鐵路、治安、消防、森林、公園、景區(qū)、文物保護(hù)等領(lǐng)域。

3 結(jié)語

該技術(shù)的應(yīng)用將大大地降低勞動強度，節(jié)省勞動成本，提高工作效率。在廣大邊遠(yuǎn)山區(qū)使用，能夠徹底解決因無光纖資源或施工困難而無法建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的難題。如果在平原地區(qū)應(yīng)用，可以大大降低成本，無論是經(jīng)濟效益還是社會效益均比較高，因此具有較大的推廣應(yīng)用價值。