隨著計算機應用技術的普及和國民經濟信息化的發(fā)展，客戶/服務器計算、分布式處理、國際互連網（Internet）、內部網（Intranet）等技術被廣泛接受和應用，計算機的聯(lián)網需求迅速擴大，網絡在各行各業(yè)的應用越來越廣。目前盡管有線網絡以其傳輸速度高，產品品牌及數(shù)量眾多和技術發(fā)展速度快等優(yōu)點，在市場上有較高的知名度和較大的市場份額，但是在一些特殊的環(huán)境和特定的行業(yè)里依然有許多令IT數(shù)據(jù)管理公司頭疼多年的LAN（網絡/局域網）布線問題存在。

    隨著Wireless（無線）技術的出現(xiàn)，在諸多計算機聯(lián)網技術中，無線網（WirelessNetwork）以其無需布線、在一定區(qū)域漫游、運行費用低廉等優(yōu)點，在許多這些應用場合發(fā)揮著其他聯(lián)網技術不可替代的作用。隨著無線局域網應用逐漸增多，它將擴展有線局域網或在某些情況下取而代之?？梢灶A期，在未來信息無所不在的時代，無線網將依靠其無法比擬的靈活性，可移動性和極強的可擴容性，使人們真正享受到簡單、方便、快捷的連接。

    無錫萬博信息技術有限公司為了配合無線網絡監(jiān)控的需求，利用較小的成本實現(xiàn)企業(yè)校區(qū)多個場所進行無線網絡監(jiān)控的目的，提出了以下這套解決方案。

1.系統(tǒng)設計
1.1項目設計背景
    此項目是某學校校區(qū)監(jiān)控的一部分，使用無線網絡連接分布在校園內各地的監(jiān)控點。用戶希望建立基于無線傳輸?shù)臄?shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，來提高整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性。

1.2項目方案的設計要求
    本項目主要實現(xiàn)固定區(qū)域的無線網絡信號橋接，使安裝傳統(tǒng)的模擬攝像頭的現(xiàn)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)所拍攝到的活動視頻能通過無線網絡傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的電腦中，使位于監(jiān)控中心的監(jiān)控工作人員能隨時監(jiān)控和紀錄所有監(jiān)控點的現(xiàn)場情況，從而對一些突發(fā)緊急事件做出準確及時的判斷。

整個項目具體可以分為以下方面的要求：
?每個監(jiān)控點必須能夠和監(jiān)控中心建立有效的無線網絡橋接，而且必須確保每個監(jiān)控點和監(jiān)控中心的無線網絡連接帶寬不小于1兆。
?模擬式攝像頭能準確及時地紀錄每個監(jiān)控點的現(xiàn)場情況。
?模擬攝像頭通過視頻編碼器將視頻信號轉換成可以在無線網絡上傳輸?shù)臄?shù)字視頻信號。
?在時間和成本范圍之內完成項目，實現(xiàn)較高的施工質量和客戶滿意度。
?為客戶提供一定的技術培訓和技術支持。

1.3系統(tǒng)設計的原則
1.3.1可靠性原則
    無線傳輸系統(tǒng)的可靠性是具有實用性的前提。

1.3.2先進性與實用性相結合的原則
    既要保證系統(tǒng)設計的先進性，以保護用戶的投資在五年內保持先進；又要保證系統(tǒng)設計近可能地實用。我們選用的設備都是經過實踐檢驗的成熟產品，同時還要可慮系統(tǒng)的總體成本以及實際的氣候、地理條件。

1.3.3靈活擴展原則
    為了使現(xiàn)有的系統(tǒng)在將來能夠得到充分的利用，現(xiàn)有的投資在將來不被浪費，這就需要系統(tǒng)有充分的、靈活的適應能力和可擴展的能力。以便于系統(tǒng)將來的擴容與升級。 [nextpage]

1.3.4便于維護原則
    這是為系統(tǒng)在使用過程中的實際需要考慮的。系統(tǒng)工程實施結束交付使用以后，應該便于各種日常維護工作，能夠方便地進行軟件的重新配置、系統(tǒng)的自檢與恢復、硬件備品備件的更換和軟件系統(tǒng)的升級。

1.3.5安全性原則
    安全性一直是網絡及系統(tǒng)管理的薄弱環(huán)節(jié)之一，而用戶對網絡安全的要求又相當高，因此安全性原則非常重要。

1.4系統(tǒng)詳細設計
基本網絡拓撲圖如下圖所示：

1.4.1無線網絡方案設計
    如上圖所示，這是一個(監(jiān)控點與監(jiān)控中心直線距離間無障礙物的)利用室外無線網絡橋接進行遠程視頻監(jiān)控的應用，根據(jù)監(jiān)控點與監(jiān)控中心的直線距離采用不同的發(fā)射功率，從而確保整個無線網絡系統(tǒng)信號的傳輸質量。

中心監(jiān)控點部分
    上圖監(jiān)控方案種，考慮到周邊監(jiān)控點有10個，每個監(jiān)控點的視頻按照1兆的帶寬進行壓縮和傳輸(可以實現(xiàn)實時順暢的視頻監(jiān)控)，采用大功率無線寬頻交換機的單路最大帶寬可以達到4到5兆，按照“一點對四點”的連接方式，在中心點需要布置3個無線橋接器。我們在中心點安裝三個12dB全向天線的方式，實現(xiàn)360度的無線網絡范圍內的覆蓋。我們在中心點布置三個無線橋接器，連接三個全向天線的方式，實現(xiàn)和所有監(jiān)控點的無線網絡連接。

    在監(jiān)控中心尋找適當?shù)闹聘唿c架設覆蓋范圍為360度的三套12dB全向天線，盡量保持天線的高度以確保無線信號能覆蓋周圍較大的一片區(qū)域，天線通過連接饋線連接無線網絡中心發(fā)射設備，這套設備具體配置如下： [nextpage]

    在監(jiān)控中心的中心機房放置三臺單路最大帶寬為4到5兆的無線橋接器，并配置成無線橋接模式（PXP模式），Channel分別設置為信道1/6/11，每個無線橋接器通過以太網絡接口和中心機房內的高性能的三層以太網交換機相連接，同時負責現(xiàn)場監(jiān)控的計算機也和同一個中心交換機相連，以便獲得實時的視頻信號。

    每個無線橋接器通過連接饋線和一個避雷器相連，最后由避雷器和位于監(jiān)控中心制高點的12dB全向天線相連接。

    這樣的配置可以保證大樓周圍半徑0.5～1公里范圍內區(qū)域的有效信號覆蓋，如需實現(xiàn)更遠距離的無線監(jiān)控，可加大發(fā)射功率或者在監(jiān)控點與監(jiān)控中心之間增加中繼器。

    在監(jiān)控中心機房內有一臺運行監(jiān)控軟件的計算機實現(xiàn)所有監(jiān)控點的實時監(jiān)控（監(jiān)控軟件可以實現(xiàn)16分屏的實時監(jiān)控），此外根據(jù)客戶對視頻紀錄保存期限的要求（一個月、一個半月或三個月）配置大容量的磁盤陣列設備。

周邊監(jiān)控點部分
    這些監(jiān)控點的無線網絡終端部分主要是通過視頻攝像設備和無線網絡設備，將各個監(jiān)控點的現(xiàn)場視頻映像通過無線網絡及時傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，以便監(jiān)控中心的監(jiān)控人員能夠迅速了解每個監(jiān)控點的具體情況，做出及時有效的勢態(tài)判斷和行動決策。

    在終端監(jiān)控部分，由于用戶已經有帶有云臺和變焦功能的模擬攝像頭，我們使用基于MPEG－4技術的視頻服務器，將模擬視頻信號調制成MPEG-4格式的視頻數(shù)字信號，通過雙絞線，將MPEG-4格式的視頻信號通過大功率無線橋接器、避雷器和碟型定向天線構成的無線橋接系統(tǒng)發(fā)送至監(jiān)控中心。

無線終端的具體配置如下：
?在無線網絡設備配置方面，我們均采用單路最大帶寬為4到5兆的無線橋接器，并將橋接器設置為無線橋接模式（PXP模式），并根據(jù)實際情況設定相應的工作信道；
?無線橋接器通過連接饋線和一個避雷器相連，避雷器通過饋線和一個碟型定向天線相連。
?在視頻監(jiān)控端我們采用基于MPEG-4技術的視頻服務器，將原來的模擬視頻信號轉換成基于MPEG-4的視頻信號，并通過以太網絡端口連接到無線橋接器的以太網端口上。

2.技術背景
2.1無線網絡技術簡介
    無線局域網(WLAN)指的是采用無線傳輸媒介的計算機網絡，結合了最新的計算機網絡技術和無線通信技術。首先，無線局域網是有線局域網的延伸。使用無線技術來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，減少了用戶的連線需求。

    傳統(tǒng)的計算機組網的傳輸媒介主要依賴銅纜或光纜，構成有線局域網。但有線網絡在某些場合要受到布線的限制：布線、改線工程量大；線路容易損壞；網中的各節(jié)點不可移動。特別是當要把相離較遠的節(jié)點聯(lián)接起來時，敷設專用通信線路的布線施工難度大、費用高、耗時長,對正在迅速擴大的連網需求形成了嚴重的瓶頸阻塞。WLAN就是解決有線網絡以上問題而出現(xiàn)的。

2.1.1WLAN的優(yōu)勢
    WLAN利用電磁波在空氣中發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，而無需線纜介質。WLAN的數(shù)據(jù)傳輸速率現(xiàn)在已經能夠達到54Mbps，傳輸距離可遠至20km以上。它是對有線連網方式的一種補充和擴展，使網上的計算機具有可移動性，能快速方便地解決使用有線方式不易實現(xiàn)的網絡連通問題。[nextpage]

與有線網絡相比，WLAN具有以下優(yōu)點：
?安裝便捷:一般在網絡建設中，施工周期最長、對周邊環(huán)境影響最大的，就是網絡布線施工工程。在施工過程中，往往需要破墻掘地、穿線架管。而WLAN最大的優(yōu)勢就是免去或減少了網絡布線的工作量，一般只要安裝一個或多個接入點(AccessPoint)設備，就可建立覆蓋整個建筑或地區(qū)的局域網絡。
?使用靈活:在有線網絡中，網絡設備的安放位置受網絡信息點位置的限制。而一旦WLAN建成后，在無線網的信號覆蓋區(qū)域內任何一個位置都可以接入網絡。
?經濟節(jié)約:由于有線網絡缺少靈活性，這就要求網絡規(guī)劃者盡可能地考慮未來發(fā)展的需要，這就往往導致預設大量利用率較低的信息點。而一旦網絡的發(fā)展超出了設計規(guī)劃，又要花費較多費用進行網絡改造。而WLAN可以避免或減少以上情況的發(fā)生。
?易于擴展:WLAN有多種配置方式，能夠根據(jù)需要靈活選擇。這樣，WLAN就能勝任從只有幾個用戶的小型局域網到上千用戶的大型網絡，并且能夠提供像“漫游(Roaming)”等有線網絡無法提供的特性。

    由于WLAN具有多方面的優(yōu)點，其發(fā)展十分迅速。在最近幾年里，WLAN已經在醫(yī)院、商店、工廠和學校等不適合網絡布線的場合得到了廣泛的應用。

2.1.2無線網絡的基本運作模式
    無線網絡的運作模式基本分為兩種：無線網絡覆蓋模式和無線網絡橋接模式。

無線網絡覆蓋模式
    無線網絡室內覆蓋的功能就是利用無線網絡設備對特定的工作區(qū)域實現(xiàn)無線信號的覆蓋，確保位于這一區(qū)域的無線網絡用戶能通過無線網絡設備實現(xiàn)網絡的連接和資源的共享。無線網絡的室內覆蓋在辦公區(qū)域和特定功能區(qū)特別有效，這些特定區(qū)域用戶的特點是：廣泛使用筆記本電腦、掌上電腦、PDA等移動通訊設備，工作位置的流動性特別大，用戶只有在特定的時間才會在某一固定區(qū)域工作。而且，這類用戶在工作時大都不固定分組，工作場所的環(huán)境布置也會經常改變，所以采用無線覆蓋對這類場所尤其合適——覆蓋這類場所一方面能夠簡化網絡設計，一方面能夠為用戶提供寬帶上網，而且能夠非常方便地進行擴充。

    根據(jù)不同的環(huán)境和不同的覆蓋需求，可以采取以下幾種無線覆蓋應用方案：AdHoc模式、Infrastructure模式、微蜂窩覆蓋和漫游技術。

無線網絡橋接模式
    無線網橋是無線射頻技術和傳統(tǒng)的有線網橋技術相結合的產物，無線網橋可以無縫地將相隔數(shù)十公里的局域網絡連接在一起，創(chuàng)建統(tǒng)一的企業(yè)或城域網絡系統(tǒng)，在最簡單的網絡構架中，網橋的以太網端口連接到局域網中的某個集線器或交換機上，信號發(fā)射端口則通過電纜和天線相連接；通過這樣的方式實現(xiàn)現(xiàn)有網絡系統(tǒng)的擴展。

    無線網橋的應用主要有以下幾種結構：點對點型、點對多點型和混合型。三種結構都有不同的適用場合，用戶可根據(jù)實際應用選擇：

1、點對點型無線網絡橋接
    這是無線連網的常用方式，用于連接兩個分別位于不同地點的網絡，一般由一對橋接器和一對天線組成。這種方式的優(yōu)點是傳輸距離遠，傳輸速率高，受外界環(huán)境影響較小。

2、點對多點型無線網絡橋接
    該類型常用于有一個中心點、多個遠端點的情況下，通過中心點把多個離散的遠程的網絡連成一體。其優(yōu)點是組建網絡成本低、維護簡單。中心點的天線在不同的項目中會采用不同的配置方案，而遠端點通常會使用定向天線，通過精確的天線角度定位對準中心點天線，進行無線信號接收，完成無線橋接。

3、混合型無線網絡橋接
    這種類型適用于所建網絡中有遠距離的點，近距離的點，還有建筑物或山脈阻擋的點，在組建這種網絡時，綜合使用上述兩種類型的網絡連接方式。對于遠距離的點使用點對點方式，近距離的多個點采用點對多點方式，有阻擋的點使用中繼。