某采油厂无线视频监控系统解决方案.doc

19某采油厂无线视频监控系统解决方案2009年9月3日目录1.某采油厂无线视频监控需求31.1项目需求描述31.2建设解决方案需求42.无线网络设计原则52.1可靠性52.2无线干扰避免机制52.3网络性能52.4兼容性52.5可扩展性52.6QoS（服务质量保证）52.7投资保护62.8可管理性和可维护性62.9开放性和先进性62.10安全性63.无线网络提供商整体解决方案73.1无线网络传输及覆盖73.2远程视频监控及存储83.3基于无线网络的应用拓展103.4无线网络提供商解决方案优势104.售后服务135.附件一: 设备参数146.附件二：通讯塔的要求186.1铁塔的设计要求监控立杆的设计要求：186.2防雷接地要求181. 某采油厂无线视频监控需求1.1 项目需求描述某采油厂地处延安与榆林两市交界处，周边环境复杂，常有偷盗原油现象发生。由于没有任何监控设备，发生偷盗事件后，无发追查偷盗现场记录，为安全生产留下隐患。某采油厂各生产部门比较分散，此次需要安装监控设备的四个集油站距离厂部如下：苗家坪集油站（和煤场）到厂部直线距离为1公里；过洞集油站和厂部之间路程为9公里；槐树墕集油站和厂部之间路程为16公里；武家湾集油站和厂部之间路程为20公里；其中在联通信号发射塔山顶上可遥见厂部、苗家坪集油站、过洞集油站和槐树墕集油站（如下图），在10公里半径以内。苗家坪集油站、过洞集油站、槐树墕和武家湾集油站建设规模都不大，模式一样。过洞集油站、槐树墕和武家湾集油站都在山顶上，电信运营商都没有提供有线信号线路，同厂部联系通过手机联系。处集油站地处偏远，值班人员都是年龄偏大，计算机操作水平低。1.2 建设解决方案需求根据上面所述现状，提出“在力求安全稳定、省费用、简单前提下，各建服务点，无线延伸网络，Web访问”的解决办法。 力求安全稳定、省费用、简单由于4处集油站地处偏远，不可能把所有监控数据都取回厂部统一存放，只能将各集油站监控数据分别存放，这样做的好处是网络有故障了，监控信息还在。再由于值守人员计算机操作水平低、集油站规模不大和投入资金有限情况下，监控设备必须可靠稳定，硬盘录像服务器必须提供Web访问等功能，显示设备采用适中的液晶电视，这样做的好处是对操作人员操作技能要求低，节省费用。 各建服务点，无线延伸网络，Web访问分别在4处放置硬盘录像服务器，就是在建立了4个服务点，通过建设射频距离为10公里带宽10M的无线网络将4个服务点同厂部网络链接，在厂部或油田公司内任何一点都可通过网络查看该4个服务点的监控信息。2. 无线网络设计原则122.1 可靠性油田无线网络关系到工作人员的安全、关系到领导能否及时了解井区的工作状况，所以整个无线网络的拓扑设计、设备配置、协议支持都必须充分体现出对高可靠性的支持：2.2 无线干扰避免机制由于802.11协议使用开放的频段，容易受到干扰。所以，所选设备必须具有干扰避免机制，在设备受到干扰时能自行进行切换，选择无干扰或者干扰较小的频段工作，已保证网络的正常运行。我们所选择的无线产品具有独特的干扰避免机制，当受到外界干扰时，无论是负责覆盖的接口还是负责无线回传的接口，都可以根据实际情况选择更换信道。负责无线回传的接口更换信道是两端同时进行的，不会造成网络中断。2.3 网络性能 确保无线网络的信道具有高吞吐量 确保无线AP的高数据处理能力2.4 兼容性 要求能保证现有普通Wi-Fi终端平滑接入，支持802.11b、802.11g、802.11a； 要求设备接口均采用标准接口；2.5 可扩展性 网络规模在满足当前需求的情况下，还应具有一定的扩展空间； 备软件应支持在线升级，适应网络技术发展需要；2.6 QoS（服务质量保证） 1）有的设备应支持基于策略的多层次的QoS保证措施，如802.1p、IP COS等； 2）保证无线视频监控和Wi-Fi电话等多媒体应用。2.7 投资保护系统设计采用成熟的网络通信技术，按照国际标准和工业界标准建立一个独立于应用，长期稳定和可靠，具有灵活性的开放系统，并能以较好的性能价格比实现与现有系统互连和向将来技术升级。2.8 可管理性和可维护性在一个网络系统中，网络管理已经越来越受到人们的重视。因为它关系到网络系统的使用效率、维护、监控甚至系统资源的再分配。2.9 开放性和先进性在大型网中，用户的环境千差万别，应用平台和硬件平台各不相同，因此，遵循开放式标准是实现网络互连的最根本的保证。系统具有开放性，意味着遵循一个大多数计算机系统所共同遵循的标准，无线网络应具备有与其它系统和网络互操作和互联的能力。以实现内部各系统之间，以及有关其它领域的交流如：与Internet互连，与各外地分支网络的互连等。开放性还意味着更多的选择和最佳的性能价格比，有利于在众多满足同一开放性标准的硬件、软件系统中选择最符合要求的产品。2.10 安全性 必须有专门的安全设备和完善的安全方案； 网络系统应具备多种可选安全机制，以适应不同应用情况下的需求； 支持多SSID和多Vlan划分 支持802.1X端口访问控制机制、支持最新无线安全标准802.11i； 必须具有安全的管理登录方式 能有效地预防广播风暴，防止因为病毒或入侵等原因引导起的网络不正常，而导致整个网络瘫痪。3. 无线网络提供商整体解决方案无线网络提供商有着多年在无线领域的工程组网经验，同时根据用户的项目需求和组网建设需求，同时依据无线网络设计原则，以及出于提升网络应用价值的考虑，无线网络提供商为某采油厂设计了一套切实可行的无线视频监控解决方案。整个解决方案包括三部分：1 无线网络传输及覆盖；2 远程视频监控及存储；3 基于无线网络的应用拓展；下面是详细的方案。33.1 无线网络传输及覆盖某采油厂无线网络解决方案网络拓扑图：如图所示：使用不同无线设备把各个集油站和厂部建立无线链路，形成一个整体的网络，把所有的视频监控数据传输回厂部，同时让厂部和各个集油站、各个集油站之间能通过无线网络互相访问。A. 无线网络描述如下：a) 厂部直接和苗家坪集油站和中继点-A建立无线链路，在厂部安装一台无线网络提供商MSR2000室外型无线路由器；b) 中继点-A处在联通基站附近，需要建设一座通讯塔，塔上通过太阳能供电，并安装一台无线网络提供商MSR4000室外型无线路由器（中继点-A），它与厂部、过洞集油站、槐树嫣直接建立无线链接，通过中继点-B与武家湾集油站建立无线链路；c) 中继点-B处，根据地形，放置一个12米的电线杆，然后安装一台无线网络提供商MSR2000室外型无线路由器，为武家湾集油站提供无线链路；d) 苗家坪、槐树墕、过洞、武家湾集油站各放一台无线网络提供商MSR2000室外型无线路由器，能为本地的各种应用提供无线网络链路，同时也能为本地提供无线覆盖，让各集油站能方便的使用无线网络；B. 无线设备清单如下：序号设备型号设备描述数量1MSR4000无线室外路由器12MSR2000无线室外路由器635.8G天线30度扇区天线1242.4G天线全向45避雷器0-6GHZ166通讯塔25米17电线杆12米68太阳能板810充电控制其211免维护铅酸蓄电池212太阳能板支架、配电箱及配电等2合计3.2 远程视频监控及存储每个节点的网络拓扑如下：详细设备清单如下：苗家坪集油站，过油洞集油站，槐树墕集油站，武家湾集油站使用同样一套视频监控系统，每个集油站的设备清单如下：序号名称品牌数量1室外防水红外摄像机台湾惠友32560线一体化摄像机台湾惠友33室外护罩国产34室外云台国产35云台支架国产36解码器国产37摄像机电源国产388路嵌入式硬盘录像机台湾惠友19500G硬盘国产21017寸液晶显示器国产111100米红外灯国产612视频线国产13电源线国产14信号线国产合计序号名称品牌数量1室外防水红外摄像机台湾惠友82560线一体化摄像机台湾惠友83室外护罩国产84室外云台国产85云台支架国产86解码器国产87摄像机电源国产8816路嵌入式硬盘录像机台湾惠友19500G硬盘国产21017寸液晶显示器国产111100米红外灯国产1612视频线国产13电源线国产14信号线国产合计3.3 基于无线网络的应用拓展每个集油站都安装了一台无线网络提供商MSR2000室外性无线路由器设备进行无线的互联，每台MSR2000都有两个无线载频，其中一个无线载频模块进行无线的互联，另外一个无线载频在各个集油站启用了无线覆盖，为本地提供了方便的WLAN接入，在应用上也能拓展：a） WiFi语音通讯：站内的员工可以使用WiFi电话进行语音的通讯，节省了通讯费用；b） 无线笔记本上网：集油站内的员工可以在一定范围内，通过无线笔记本就能上网，和厂部、总部进行网络通讯，提高了工作效率；c） 移动车辆指挥：在指挥车上安装无线网络提供商的一台终端设备后，指挥车辆只要在无线覆盖范围内，就能进入油田网络，并进行移动的视频、语音等通讯；d） 油井的数据采集：利用无线网络提供商设备的多跳性能不衰减技术，在各个节点延伸无线网络，把油井实现自动的数据采集； 无线网络提供商的无线网络提供了高扩展性和高带宽，所以能满足用户需求的不断更新。3.4 无线网络提供商解决方案优势无线网络提供商公司在无线领域里积累了多年的经验，基于最先进的无线网络技术Wireless Mesh（无线网状网）技术，为油田行业提供了一套全新的无线网状网解决方案。本方案的特点在于：l 无需大量布线，解决有线不能达到地方的接入覆盖 采用无线网络提供商无线网状网进行石油行业的无线宽带覆盖，不需要大量进行布线，只需一个或少数几个无线网状网路由器接入到有线。对于石油行业地域分布广阔无法进行大规模光纤布线是最优的选择。l 传输带宽高，稳定可靠，并适用多种业务传输 无线网络提供商无线网状网产品的一大优势就是数据速率在无线网络中进行多跳传输后，仍然可以保持较高的传输速率，保持大量并发用户连接，保证数据、语音、多媒体应用的带宽。同时采用了多层次的QoS技术，更为灵敏有效地识别应用类别、优化传输，进一步保证了应用的质量和稳定，使系统资源总是得到最优化的分配。l 扩展方便 利用无线网络提供商无线路由器组建的网络，可以做到完全的随需建设，使用最小的有线接入点，需要增加容量的时候，只需添置新的无线路由器，并使用无线链路连接到已有无线网状网里面，不用增加任何有线接入点，不用破坏现有设施。l 网络数据安全 无线网络提供商无线网络方案提供了多种基于802.11i的安全方案：WEP，WPA-AES，WPA-TKIP等。WPA-AES可以提供对无线网络金融级别的安全保证。这个方案也与工业标准AAA RADIUS服务器的用户认证方案一致。它通过RADIUS服务器对访问者进行认证，只有通过认证的客户才能使用无线网络的资源。l 管理方便 无线网络提供商NMS网络管理系统，可对整个无线网络进行集中式管理。无线网络提供商NMS支持SNMPv1、SNMPv2、SNMPv3，通过部署无线网络提供商NMS，网络管理员可轻松实现：远程网络配置、集中网络安全管理、网络性能实时监测、接收网络故障报警，并可通过专家分析系统协助解决网络中可能出现的各种问题。l 维护费用低采用了先进的自适应无线路由协议（Adaptive Wireless Routing Protocol），工作效率更高，不仅能够支持更多更复杂的应用，而且能够随时随地随需自组网、自管理、自修复。系统能够在不同的复杂环境中，总是工作在相对最优和最经济的状态下。在提升网络整体性能的同时，极大节约了建设和维护成本。 4. 售后服务易家科技有完整的技术服务机构和客户支持体系，拥有行业中经验丰富的技术工程师和完善的服务保障流程，可以为客户提供从前期网络建设咨询到网络建成后的运营维护支持等各个阶段的技术服务，为无线网状网客户保驾护航。在此次首都师范大学项目中，无线网络提供商将提供以下工程与技术服务：n 工程实施服务，站点勘查、站点设计、安装准备，安装督导、调测和管理n 保修期内技术服务，包换和保修的硬件支持服务，网站、邮件、热线等技术咨询服务，紧急情况远程受理，紧急情况现场处理和软件更新等技术服务n 技术培训，知识、技能和经验传递.5. 附件一: 设备参数MSR2000（高性能室外无线网状网路由器）领先优势 提供业界领先的高质量话音、视频和数据的高端无线宽带传输 自主知识产权的三层路由协议AWR提供真正的无线网状网路由，并且明显优于其它同类技术，尤其在流量负荷重和复杂的技术条件下 业界处理能力最高的硬件平台和最灵活的结构，提供高吞吐量、低时延和最优秀的可靠性 支持话音、视频和其它实时类业务的快速切换和无缝漫游主要市场 无线校园 石油化工开采和生产领域 矿业和采石行业 机场 港口和物流行业 电信运营商 无线城市 园区 建筑 市政公共安全部署为网络边缘节点提供超强的室外覆盖能力MSR2000概述MSR2000具体独特的双载频设计，适用于网络边缘节点和对单节点无线容量要求不高的广覆盖部署中，MSR2000全面支持无线网络提供商业界领先的无线路由、漫游和视频压缩和传输等技术，其突出的性能也完全满足网络关键节点的要求。MSR2000秉承无线网络提供商特有的三层技术，与大多数二层Mesh厂商的产品只能形成树状网络不同，无线网络提供商提供与有线网络一致的真正的无线网状网拓扑结构。无线网络提供商MSR系列全面支持跨IP子网的快速漫游和切换，自主知识产权的Mortix漫游技术和专为无线网络设计的AWR路由技术完美结合，使无线网络提供商无线网状网设备具有为话音、视频和其他实时业务提供高速率、低时延、无缝漫游和平滑切换等突出的性能。特点和优势无线接入 2个独立载频，支持802.11 a/b/g和4.9GHz； 每个载频都可以灵活配置成接入模式或回传模式； 全面的端到端QoS保障机制，涵盖无线接入和回传链路； 既是无线接入点也是具有网络智能的路由器，支持三层路由技术； 同时与多个相邻节点保持有效无线连接，测量信道状态，自动选择最佳路径； 具有自组网能力，支持自动拓扑优化和信道优化，保证最优的网络拓扑和最高的网络吞吐量； 网络中多点到多点的连接保证网络高可靠和高可用性； 多跳组网无明显衰减，平均每跳引入延迟小于2ms； 自动干扰检测和避免机制；视频传输 自主知识产权的AVT技术自动减少由于传输不稳定带来的影响； 特有的自适应去除抖动不仅可以控制视频传输速率，还可以定义时序以提供稳定的视频流； 优化的视频QoS技术确保了网络即使在负荷很重时，仍能保证高质量的无线视频传输； 自主研发的高可靠组播技术实现了无线网状网中有带宽保证的大量终端的组播；安全 独有无线路由器认证机制和传输链路数据高强度加密，全面保护用户数据隐私并防止非法路由器接入 全面支持802.11i，支持MAC地址过滤，Radius, WEP,WPA, WPA2, 802.1x; 支持多种成熟的高强度数据加密，包括高达128bit的TKIP, PSK, AES, TLS, TTLS； 多VLAN对用户进行隔离，并对无线终端进行物理层隔离技术特性无线接入特性 2个载频可同时工作在接入模式 支持802.11 a/b/g 和4.9GHz 每载频最多支持4个BSSID，16个SSID 频段： 2400-2483.5MHz， 5150-5850MHz，4940-4990MHz 发射功率： 100mW(20dBm)，400mW(26dBm) 接收机灵敏度： -95dBm1Mbps，-92dBm6Mbps， -90dBm12Mbps，-84dBm24Mbps， -81dBm36Mbps，-77dBm48Mbps， -75dBm54Mbps 调制：OFDM，DSSS，CCK Mesh传输特性 2个载频可同时工作在回传模式 2个载频均支持802.11 a/b/g 和4.9GHz 频段：2400-2483.5MHz， 5150-5850MHz， 4940-4990MHz 发射功率： 100mW(20dBm)，400mW(26dBm) 调制：OFDM，DSSS，CCK 长距离传输能力：15Km传输速率可达10Mbps(UDP) 网络能力 支持OSPF动态和静态路由连接到有线网络 支持网络地址转换(NAT) 支持DHCP 支持SNMP v2c/v3 支持远程软件升级 支持基于Web的路由器管理界面物理特性 1个自适应10/100M Base T以太网口 2个50标准N型天线接口 电源：100240 VAC 50/60Hz 功耗：典型情况下5W 尺寸：360mm240mm105mm 重量：不超过4Kg 工作温度：4055 保存温度：4080 湿度（无冷凝）：10%90% 气候等级：符合IP66 对抗风速：不小于165英里/小时 抗震：符合ETSI 300-19-2-4 spec T41.E class 4M3 运输：符合ISTA 2A 认证 中国信息产业部无线电管理局无线电发射设备型号核准证FCC Part 15B,RoHS,CE,TUV6. 附件二：通讯塔的要求6.1铁塔的设计要求监控立杆的设计要求： 如上图所示，该铁塔架采用角钢材料，辅以钢板材料和钢管材料组成，塔架各构件之间采用螺栓连接，