焦作黃河專網(wǎng)干路電信級(jí)升級(jí)天線轉(zhuǎn)換器應(yīng)用

李艷 邢棟 張磊 董棟 邢天明

摘 要：為有效解決焦作黃河專網(wǎng)中不定時(shí)出現(xiàn)大延遲、丟包及中斷等不穩(wěn)定現(xiàn)象，采用電信級(jí)回程傳輸設(shè)備，定制天線轉(zhuǎn)換器，并應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)的綜合管理技術(shù)，將原來5.8G無線傳輸設(shè)備天線更換為新的電信級(jí)回程傳輸設(shè)備AP的適配天線，提高抗環(huán)境干擾能力，減少設(shè)備間相互干擾，從物理層面避免相鄰頻段相互疊加引起的干擾。經(jīng)過9個(gè)多月的運(yùn)行，結(jié)果表明，該技術(shù)提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)延遲達(dá)到光纖級(jí)別，保證了焦作黃河專網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：黃河專網(wǎng)；基站；傳輸設(shè)備；天線轉(zhuǎn)換器；共址布設(shè)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）04-0033-03

The Application of Antenna Converter in Jiaozuo Yellow River

Private Network of the Telecommunication Level Upgrade

LI Yan1 XING Dong2 ZHANG Lei3 DONG Dong1 XING Tianming1

（1.Yellow River Jiaozuo Bureau， Yellow River Henan Bureau，Jiaozuo Henan 454000；2.The Third Branch Company of Jiaozuo Yellow River Water Conservancy Engineering Repair and Maintenance Co.， Ltd.，Wenxian Henan 454850；

3. Yellow River Wenxian Bureau， Yellow River Jiaozuo Bureau，Wenxian Henan 454850）

Abstract： To effectively solve don't appear regularly in Jiaozuo Yellow River private network delay， packet loss and unstable phenomenon in our country， such as， the telecommunication level backhaul transmission equipment， customized wireless converter， integrated management and application of wireless network technology， the original 5.8 G wireless transmission equipment antenna is converted to a new level telecom return transmission equipment of the AP adapter antennas， improve environmental interference resistance， reduce the mutual interference between equipment， avoiding the superposition between adjacent frequencies from the physical cause interference. After nine months， results show that the technology to improve the quality of network transmission and network delay to reach level of optical fiber， ensure the stability of the jiaozuo Yellow River private network operation.

Keywords： the Yellow River private network；the base station；transmission equipment；antenna converter；colocation layout

1 研究背景

近年來，焦作河務(wù)局對(duì)焦作黃河專網(wǎng)[1]進(jìn)行了三次升級(jí)改造。2013年9月，焦作河務(wù)局首次對(duì)焦作黃河專網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)改造，并開發(fā)了管理系統(tǒng)。2015年3月，焦作河務(wù)局對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，租用了兩條移動(dòng)公司150Mb/s數(shù)據(jù)光纖專線，分別為焦作局至沁陽局基站、焦作局至武陟一局基站，使沁陽局和武陟一局基站成為干路匯接分中心，局屬單位就近連接，保障了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。2016年12月，焦作河務(wù)局再次對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，取消租用的兩條移動(dòng)公司的數(shù)據(jù)光纖專線，組建大虹橋和武陟一局基站為干路匯接分中心，沁陽局和武陟一局基站為干路匯接備用分中心，局屬單位就近連接，干路：沁陽局、溫縣局、孟州局連接至大虹橋基站至市局，武陟一局、武陟二局、張菜園閘管理處、華龍?chǎng)魏臃止具B接至武陟一局基站至市局，博愛局直接連接至市局；備用干路：沁陽局、博愛局、孟州局、溫縣局連接至沁陽局基站至市局，武陟一局、武陟二局連接至武陟一局基站至市局，張菜園閘管理處通過10Mb/s數(shù)據(jù)光纖專線至市局。此次焦作黃河專網(wǎng)干路升級(jí)采用電信級(jí)回程傳輸設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)延遲達(dá)到光纖級(jí)別。焦作黃河專網(wǎng)進(jìn)行三次升級(jí)改造后，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行更加穩(wěn)定，市局互聯(lián)網(wǎng)出口擴(kuò)容為1Gb/s，基層單位的網(wǎng)絡(luò)干路帶寬保持在200～300Mb/s，基層29個(gè)一線班組已全部實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的寬帶無線接入，可登錄電子政務(wù)內(nèi)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)撥打黃河內(nèi)線電話，網(wǎng)絡(luò)帶寬達(dá)到30Mb/s以上，保障了基層單位及防洪工程信息系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行，有效解決了目前基層信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中存在的網(wǎng)絡(luò)帶寬小、覆蓋率低、安全保障率低等問題。

2 目的

在第三次焦作黃河專網(wǎng)干路升級(jí)中，需要用新的電信級(jí)回程傳輸設(shè)備代替原有5.8G無線傳輸設(shè)備。為節(jié)約投資，我們用原來5.8G無線傳輸設(shè)備天線配備新的電信級(jí)回程傳輸設(shè)備AP作為電信級(jí)回程傳輸設(shè)備。運(yùn)行一段時(shí)間后，通過焦作黃河專網(wǎng)管理系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程管理，發(fā)現(xiàn)大虹橋至孟州、大虹橋至溫縣和大虹橋至沁陽三跳傳輸設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定，特別是大虹橋至孟州和大虹橋至沁陽兩跳尤為嚴(yán)重，不定時(shí)出現(xiàn)大延遲、丟包甚至中斷現(xiàn)象。該問題已嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)傳輸和正常辦公，成為急需解決的問題。

3 方法

3.1 成因分析

經(jīng)過研究分析，造成上述問題的因素主要有以下兩方面。

①共址布設(shè)設(shè)備過多，大虹橋基站共有4條干路、2條支路、6臺(tái)5.8G寬帶無線接入設(shè)備。由于共址布設(shè)同頻段設(shè)備較多，設(shè)備間距過小（2～3m），雖然已經(jīng)進(jìn)行設(shè)備頻點(diǎn)預(yù)設(shè)，盡量避免相互干擾，但因設(shè)備過于密集，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)傳輸穩(wěn)定性下降。

②大虹橋至孟州和大虹橋至沁陽傳輸距離較遠(yuǎn)，分別為48km和30km。電磁環(huán)境更加復(fù)雜，電磁干擾造成網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬和質(zhì)量嚴(yán)重下降。

3.2 解決方案

①合理調(diào)整5.8G寬帶無線接入設(shè)備頻段、頻寬，升級(jí)現(xiàn)有5.8G寬帶無線接入設(shè)備固件并重啟設(shè)備。

②更換大虹橋基站至溫縣傳輸?shù)脑O(shè)備天線為±45o 2×2雙極性天線，提高抗環(huán)境干擾能力，減少設(shè)備間的相互干擾，從物理層面避免相鄰頻段相互疊加引起的干擾。

③將大虹橋至孟州和大虹橋至沁陽原來4端傳輸協(xié)議為802.11n的5.8G無線傳輸設(shè)備，使用天線轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為最新802.11af協(xié)議的無線傳輸設(shè)備。該傳輸協(xié)議可使用稀有頻段，從而有效降低頻段干擾，實(shí)現(xiàn)低延遲的遠(yuǎn)距離傳輸。

3.3 實(shí)施

2017年1月上旬，按照上述解決方案第一步，調(diào)整了部分5.8G寬帶無線接入設(shè)備頻段、頻寬，升級(jí)了所有5.8G寬帶無線接入設(shè)備固件并重啟，設(shè)備運(yùn)行狀況有所好轉(zhuǎn)。

由于焦作河務(wù)局重點(diǎn)科研項(xiàng)目“黃河壩岸險(xiǎn)情監(jiān)控報(bào)警報(bào)險(xiǎn)系統(tǒng)”在溫縣大玉蘭控導(dǎo)工程，加上溫縣河務(wù)局用戶較多，為確保網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量，2017年1月中旬按照上述解決方案第二步，更換大虹橋基站至溫縣傳輸設(shè)備天線為±45o 2×2雙極性天線，提高抗環(huán)境干擾能力，減少設(shè)備間相互干擾，從物理層面避免相鄰頻段相互疊加引起的干擾，解決了大虹橋至溫縣傳輸設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定的問題。

為進(jìn)一步節(jié)約投資，用天線轉(zhuǎn)換器（見圖1）將大虹橋至孟州和大虹橋至沁陽原來的4端5.8G無線傳輸設(shè)備天線轉(zhuǎn)換為新的電信級(jí)回程傳輸設(shè)備AP的適配天線。經(jīng)咨詢，暫無此天線轉(zhuǎn)換器，但可以定制。2017年3月上旬，定制套件到貨，按照上述解決方案第三步，用天線轉(zhuǎn)換器將大虹橋至孟州和大虹橋至沁陽原來4端5.8G無線傳輸設(shè)備天線轉(zhuǎn)換為新的電信級(jí)回程傳輸設(shè)備AP的適配天線。更換后設(shè)備運(yùn)行恢復(fù)正常。截至2017年12月，大虹橋基站4條干路、2條支路所有5.8G寬帶無線接入設(shè)備已恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行9個(gè)多月。

需要說明的是，解決上述問題期間，網(wǎng)絡(luò)傳輸通過備用線路傳輸，即沁陽局、孟州局、溫縣局連接至沁陽局基站至市局。

4 創(chuàng)新點(diǎn)

①合理調(diào)整5.8G寬帶無線接入設(shè)備頻段、頻寬，升級(jí)現(xiàn)有5.8G寬帶無線接入設(shè)備固件并重啟設(shè)備，是解決共址布設(shè)設(shè)備過多、避免設(shè)備間相互干擾的關(guān)鍵。

②定制的天線轉(zhuǎn)換器可以將原來傳輸協(xié)議為802.11n的5.8G無線傳輸設(shè)備轉(zhuǎn)換為最新802.11af協(xié)議的無線傳輸設(shè)備，提高抗環(huán)境干擾能力，減少設(shè)備間的相互干擾，從物理層面避免相鄰頻段相互疊加引起的干擾。

5 結(jié)果

5.1 應(yīng)用情況

2017年3月在大虹橋基站應(yīng)用至今，4條干路、2條支路所有5.8G寬帶無線接入設(shè)備已恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行9個(gè)多月。為避免類似問題發(fā)生，2017年4月上旬，我們把定制的天線轉(zhuǎn)換器用于焦作至沁陽、焦作至武陟一局和沁陽局至溫縣三跳備用傳輸線路，保障了基層單位及防洪工程信息系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。

5.2 效益

綜上所述，若大虹橋至孟州、大虹橋至溫縣、大虹橋至沁陽、焦作至沁陽、焦作至武陟一局和沁陽局至溫縣六跳5.8G寬帶無線接入設(shè)備天線全部更新為抗干擾能力較強(qiáng)的5.8G寬帶無線接入設(shè)備天線，需投資3.68萬元。我們通過對(duì)5.8G寬帶無線接入設(shè)備的有效管理，更新了1跳5.8G寬帶無線接入設(shè)備天線，5跳采用定制的天線轉(zhuǎn)換器，投資1.02萬元，直接經(jīng)濟(jì)效益2.66萬元。可見，利用焦作黃河專網(wǎng)管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的有效管理，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取有效措施，保證專網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

6 結(jié)語

在無線網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)中，如何合理運(yùn)用設(shè)備特性組建高效、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)鏈路，以及建成后如何保證專網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的有效管理，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題采取有效措施，已成為當(dāng)前急需解決的問題。該項(xiàng)目采用天線轉(zhuǎn)換器將原來傳輸協(xié)議為802.11n的5.8G無線傳輸設(shè)備轉(zhuǎn)換為最新的802.11af協(xié)議的無線傳輸設(shè)備，并應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)的綜合管理技術(shù)，提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量，保證了焦作黃河專網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]邢棟，潘振宇，張興源，等.焦作黃河專網(wǎng)改造及管理系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用[J].河南科技，2016（23）：29-31.