朱運喜
河北省任丘市供電局無線組網技術在變電所數據傳輸系統中的應用方案是在充分調研的基礎上提出的,方案選用朗訊公司最新推出的無線擴頻WaveLAN系列產品。該方案以WaveLAN為核心,組合成無線轉接器(集成器)、無線網橋和無線路由器,將變電所的單臺微機或局域網連接到城域網,實現了數據遠傳。
一、 擴頻通信技術
長期以來,擴頻通信主要用于軍事通信和電子對抗系統,隨著世界范圍政治格局的變化和冷戰的結束,該項技術才逐步轉向“商業化”。上世紀90年代以來,美國的一些公司研發了一種用于微波頻段的新型民用計算機無線網絡,它采用直序擴展頻譜或跳頻方式發射的傳輸技術,并遵照IEEE802.3 以太網協議開發了計算機無線網絡的系列產品。其主要技術特點有:用900MHz、2.4GHz或5.8GHz的微波頻段,以先進的直序擴展頻譜(DSSS)或跳頻(FH)方式發送信息,其擴頻編碼為11-64位,射頻帶寬為22MHz-83MHz,與傳統的無線電窄帶調制發射方式不同,它是寬帶調制發射,故具有傳輸速率高(可達11Mbit/s), 發射功率小(只有1-650mw),保密性好,抗干擾能力強,不會與其他無線電設備互相發生干擾等特點。更方便的是,該系統易于多點通信,因為它和一般無線電通信用采用的頻分式或時分式的方式不同,擴頻調制是碼分方式。很多用戶可以使用相同的通信頻率,只要設置不同的標識碼ID就可以產生不同的偽隨機碼來控制擴頻調制,即能做到互不干擾。其通信距離和覆蓋范圍視所選用的天線等設備不同而異,定向天線傳送距離可達50公里,室外的全向天線可覆蓋15公里的半徑范圍,室內全向可覆蓋最大半徑為250米的500平方米范圍,電波能穿透幾層墻或兩層樓的混凝土樓板,由此可見微波擴頻通信技術為計算機無線網提供了良好的通信信道。
二、 無線網與有線網組網比較
網絡組網方式主要分有線組網和無線組網兩種,有線網多采用電纜、光纖和雙絞線等作為數據傳輸介質,而無線網組網具有如下特點。
(1)安裝簡單,無線設備通過標準的10 BASE-T RJ-45口與局域網或PC機連接,組網簡單;(2)性價比高,單元設計方便,系統擴容不必更改網絡結構;(3)維護費用低,無線網基本無維護費用;(4)安全性好,采用發、收兩端用偽隨機碼進行相應解擴,具備六級加密功能;(5)抗干擾能力強,抗定頻干擾、抗衰落和抗多徑干擾能力比一點多址小微波強;(6)適用范圍廣,可用于多個局域網互連、因特網接入、臨時性連網和應急通信等,有線網能勝任的場合(如跨越江河湖泊等),無線也可完成。
無線與有線組網的成本比較:(1)有線組網成本由兩項組成,A.與傳輸距離成正比,傳輸介質隨距離延長其成本及施工費用增加,B.不隨傳輸距離的固定成本(主要指兩端光接入設備)而變化;(2)無線組網成本基本不隨距離改變,成本是固定的。因此,在用戶數確定后,有線網與無線網的成本取決于傳輸距離。實際距離大于臨界點時,無線組網成本較低。
三、 任丘供電局無線組網方案
任丘供電局變電所數據傳輸系統是依據技術先進、數據安全、傳輸可靠、系統可擴展的原則進行方案設計的。
1.系統目標
根據應用的實際需求,系統必須具備如下功能。
(1)先進性,系統采用國際先進的無線擴頻技術,設備選用國際著名廠家產品,確保技術的先進并滿足近年內的應用需求;(2)安全性,系統的安全保密非常重要,無線通信鏈路應該嚴格防止“黑客”的非法侵入,系統通信采用64位RC4算法加密技術,確保無線通信的安全等同于有線通信的安全;(3)可靠性,要求系統運行穩定可靠,能保證連續(24小時)不間斷運行;(4)可擴展性,根據用戶的實際情況,用戶將一次建設逐步擴展的原則,如單機擴展成局域網、數據通信擴展到視頻傳輸等,系統應保證其可擴展性,在功能擴展時除增加必要的設備外,要保護其前期投資;(5)經濟性,經濟性是工程必須考慮的問題,在滿足以上幾點要求的前提下,盡量降低成本。
2.系統配置情況
任丘供電局變電所數據傳輸系統是以馬莊作為變電中繼站,與多個外圍變電所構成星型結構,局信息中心與中繼站通道作為主干道,獨占11MHz信道。(1)中繼站配置,馬莊中繼站安裝室外型中心路由器,為提高系統的抗干擾性和保密性,中繼站采用多面定向天線分別對準各個變電所;(2)信息中心就是網管中心,為保證網絡控制和管理,信息中心采用了遠程路由器;(3)其他外圍站安裝遠程無線網卡。
系統設計采用的WaveLAN Turbo 11Mbit/s無線網卡,產品的主要指標如下:傳輸技術是直接序列擴頻技術(DSSS);傳輸數率為11Mbit/s;頻帶寬度為22MHz;通信頻帶為2.4 GHz -2.4835GHz;頻帶內頻點數為13;實際可頻分點數為3-4;發射功率,PC卡35mw/外接功放器500mw;網絡接口為10BaseT(RJ45),10Base2(BNC);網絡協議為IEEE802.3,Ethernet II,支持ODI及NDIS,支持TCP/IP,IPX,NetBIOS,NetBEUI VOIP等;介質訪問協議為CSMA/CA,POLLING;操作系統支持Windows NT,Windows95、98等;增加的加密功能具有 WEP 40 編碼加密功能。該系統的配置如表所示。
系統配置表
序號 設備 各站點配置 數量
局信息中心 馬莊 北郊 毛莊 五里郢
1 COR(中心路由器) 1 1
2 ROR(遠程路由器) 1 1
3 11M網卡 1 2 1 1 1 6
4 PCI網卡適配器 1 1 1 3
5 轉接器 1 2 1 1 1 6
6 增益放大器 1 2
1
4
7 設備保護箱 1 1 1 1 1 5
8 23dBi定向天線 1 2 1 1 1 6
注:現又擴充了多個站點
近年來,采用擴頻技術的無線傳輸組網發展勢頭迅猛,特別是許多著名的公司如朗訊、摩托羅拉等加盟國際化的無線聯盟組織,再加上“藍牙技術”的發展,無線網在各行業的的應用前景將進一步擴大。