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VHF/UHF监测站数据传输方式的比较和选择
2009年5月12日
 

VHF/UHF监测站是区域级无线电监测系统的核心组成部分,而实现VHF/UHF固定监测站和移动监测站之间或各固定分站与主站之间的协同作业、交会定位、遥控、遥测以及信息交换,各监测分站之间就必须建立起可靠、高速的通信传输链路。

由于固定监测站和移动监测站工作的模式有区别,传输链路需求也各不相同。因此,传统上有按照固定站和移动站区别对待的惯例,同时有线与无线也是比较直观的分类办法。

由于VHF/UHF固定监测站、移动监测站本身与某种传输方式并无必然的对应关系,需结合客观条件选择合适的方式;而且各监测站点至控制中心、监测站(设备)间、控制终端远程连接的不同传输环节也有不同的功能要求。因而,本文主要基于链路层特点,从当代传输接入技术角度来分析,再结合市场对可提供的服务模式进行论证。

2 各种监测传输方式的技术特点及适用性

1)固网电话线拨号链接

早期的互联网接入技术承载于固话网络,有PSTNISDN拨号之分,传输速率低,可靠性较差,用于早期传输数据量小的监测站遥控,在宽带接入不普及的地区尚有保留价值,对于联网要求高的监测系统已不适用。根据国家无委规定的A级网标准,该方式只能满足可移动式监测设备最低的通信传输要求。随着Internet接入的发展,拨号上网方式会慢慢退出主流地位,其资费一般在每月百元左右。作为无人值守的监测站传输方式,还应在客户端配置自动拨号功能。

但在有线宽带、无线接入等方式均无法实现的情况下,如FE端口距监测设备相对远、蜂窝移动网信号阻挡时,拨号链接可以作为可搬移式设备或其他站型系统的备份或应急通信手段。

2)帧中继FR

承载于TDMATM网的快速分组交换传输模式,以HDLC为核心控制技术,支持点对多点传输、请求优先、带宽动态分配和优化,对有大量突发数据特征的业务有较好的适应性,也具有较高的性价比。单向带宽64kbit/s2Mbit/s的专线,目前双向订制月租价格在16005000元。

以太网接口帧中继EDSL是指利用模拟线接入、承载于ATM骨干平台的二层透传,为用户提供以太网接口的数据专线业务。其速率范围从128kbit/s4Mbit/s,主要适合于企事业单位或分支机构间的互联,也可用于上网及IP VPN的接入。它没有运营商定义IP地址的概念,用户可自己配置私有地址;无需用户认证,方便灵活;上下行速率对称,只支持单向数据传输。帧中继是目前无线电监测网互联的主要模式之一。但随着TCP/IP通信的发展,其传输效能的提升和更多基于TCP/IP的工作处理模式的建立,帧中继方式正逐渐退出主流地位;但其上下行业务量可以较宽的带宽对称配置,相比ADSL更适于无线电监测台站。

3ADSL宽带接入

ADSLAsymmetric Digital Subscriber Line,非对称数字用户线环路)是继拨号上网和ISDN之后普遍的家庭用互联网接入技术。它可直接加载于用于电路型话音传输的双绞线,适合承载上、下行不对称的数据传输业务,支持语音和数据业务并发以及速率的自适应调整,上下行最大带宽分别为1Mbit/s8Mbit/s

现在市场提供的ADSL接入服务上行最大一般为512kbit/s。上、下行512kbit/s无限包月月租一般在1500元人民币;60小时有限包月400元、120小时有限包月600元。固定IP专线方式月租在3000元左右。

4FTTB+LAN

FTTB+LANFlber To The BuildingLocal Area Network)是结合计算机局域网技术的IP宽带网络接入技术。它是在用户一侧采用计算机局域网技术将网络专用线(例如五类双绞线CAT5)布放到每位用户家中,然后将每家每户的网络专用线通过局域网专用设备LAN Switch集线器汇聚到用户所在小区的“信息机房”,再通过光纤接入网连接到城域IP骨干网及INTERNET出口,从而使用户通过电脑与信息插座连接,实现从用户端到因特网的接入。每个用户可以享受512 kbit/s 1M bit/s(可扩容10 Mbit/s 100M bit/s)的带宽。

5ATM传输链路租用

ATM传输指以异步传输模式进行的时分复用的快速分组交换技术。我国ATM通信系统采用面向连接的机制,提供永久性虚电路和交换虚电路的数据传送服务,在兼顾复用效率的情况下提供较高的实时性。它适用于传输速率要求高,且具有语音、数据、图像等多种业务需求的场合。目前PVC链路可提供256kbit/s155Mbit/s多种带宽,单条链路支持单向数据传输。

目前市场双向共4Mbit/s带宽的ATM链路月租为5000元;但由于ATM网采用光缆介质,需要购置模拟线接口转换或增加光收发器件,一次性接入需要约4万元。ATM技术主要用作骨干和汇聚层传输,直接租用ATM链路对非传输运营或集团性质的客户接入并不现实。

6SDH透明传输

SDH光网络透传即以TDM方式工作,其链路带宽信息量固定、时延保障高。但它同样需要增加光传输和接口设备,系统和工程造价较高,且主要在骨干传输网中承载155Mbit/s以上至Gbit/s带宽量级的环路,较少直接用于客户端接入。

7)无线数传

无线数传一般用于配置主站点和位机以及申请专用频点构造的专用无线传输网络。其可用的频段包括230MHz800MHz2.4GHz,单频点年度的占用费约1000元。传输协议采用有ModbusProfibus等,在25kHz200kHz带宽信道内数据传输率可达64kbit/s768kbit/s。截至上世纪末,无线数传仍是移动监测站传输沟通的最主流模式,在固定站之间也有应用。经验表明,230MHz800MHz频段无线环境良好,相比2.4GHz开放频段在干扰问题上有优越性。

数传电台和位机设备购置造价约在30005000元。PLMN支持数据传输以来,无线数传已逐步退出,因为相对于利用现有的公网资源,它需要额外配置设备、频点等资源。

8)数字集群

共享资源、分担费用、共用信道设备及服务的多用途、高效能的专业无线调度通信系统,其语音呼叫方式为PTTPush To Talk),采用半双工方式,集中控制和管理信道并动态方式分配信道给用户;支持移动终端,支持群呼和分组数据传输,通信私密性好。我国部署较多的是TETRAiDEN系统,也有GT800GoTa等新制式网络。公用集群通信工作在800MHz频段。

TETRAiDEN系统信道带宽为25kHz,现网纯数据业务模式下最大理论数据传输速率为36.6Kbit/s;演进版本据称可达到384kbit/s;带宽能力不足。其资费从长远角度可以认为与同品质公众移动网数据接入基本相同。

基于目前数字集群的带宽能力,不宜作为固定或移动的小型站接入;在特殊情况下可考虑用作搬移式和便携式监测设备的数据传输。

9)公众移动通信网

公众移动通信网包括GSM GPRS/EDGECDMA 1X系统以及TD-SCDMA网络。GPRS网络理论最大承载为115.2kbit/sEDGE网络最大可达2Mbit/sCDMA 1X系统峰值速率为153.6 kbit/s。目前,上海的GSMCDMA网络的数据传输实用速率水平在70 kbit/s,本地无限包月资费200元,以后可能上涨至300元左右。

选择公众移动通信网,需要考虑公众网忙时对传输品质的影响,应与服务提供商协商确定服务优先级、带宽等保障原则;适宜日常例行传送,如用于应急手段则应有备份方式。还可以根据需要,定制为语音和数据均支持或只支持数据业务的模式。

10)微波传输

LMDSLocal Multipoint Distribution Services)、MMDSMultichannel Muitipoint Distribution Service),还有时下热议的WiMAX、用于室外覆盖的Wi-Fi系统、正在测试中的McWILLMulti_Carrier Wireless Information Local Loop)都属于微波传输的范畴。

LMDSMMDS可在有线连接无法实现时用作公网基站、固定监测站等的传输链路,当作E1使用,需要专门的微波传输设备和较大口径的室外天线。工作在26GHz甚至更高频段的LMDS受雨衰影响严重。

MMDSWiMAX均有工作在3.5GHz频段的能力。WiMAX作为最后一公里接入的无线解决方式,具有OFDM、自适应编码调整、自动重复请求等功能特征,在固定/游牧/便携和移动模式下单信道最大数据能力据称将达到40Mbit/s15Mbit/s;其设备体积小巧、天线与接入站点设备一般能做到一体化或可简易插装。目前业界部署的主要是基于IEEE 802.16-2004的固定宽带接入系统,且终端也以接入点设备为主。移动WiMAX在个别国家有商用,网络品质尚无足够的数据资料。

我国是否启用WiMAX也存在很大的不确定性,焦点之一是2.4GHz频谱的过度使用、2.5GHz3G预留频段的冲突、3.5GHz与在用MMDS系统的重叠;之二是我国自主知识产权技术McWILL的竞争。考虑到移动监测的运动速率远不足120km/h,届时只要有便捷的接入终端,固定/游牧/便携模式的WiMAXMcWILL系统即可胜任移动监测的数据传输。此外,2.4GHz频段必须规避;5GHz届时可能已经收回MMDS的使用权,可以考虑选用;5.8GHz亦为免申请频段,并有802.11a工作,如需使用应提前做缜密的测试测量。

11WLAN

在无线城市建设的热潮中,Wi-Fi再次赢得关注。工作在2.4GHz5.8GHz802.11 a/b/g协议系统技术使用已很成熟,其完全基于IP原理开发,在传输/城域骨干网走向IP化的进程中呈现了积极友好的接续性能。用于大型场馆、城市室外空间的无线数据覆盖网络也正在试验阶段,可作为移动站、室内监测设备数据通信的选择。

目前市场公网WLAN账户不计流量、时间的月租在百元量级,协议理论的最大传输带宽可以达到54Mbit/s11Mbit/s。而在共享使用模式下也仍需要与运营方约定服务优先级、延时等条件;同时该频段存在较大的干扰隐患,应设置备份方式。也由于该频段有众多免申请的业务运行,不建议监测站自建2.4GHz频段局域网。

(12)卫星通信

卫星通信是远距离地面通信的替代和补充,现能达到用户端几兆到几十兆的传输带宽。考虑到卫星天线架设的要求和相对昂贵的租费,而区域性无线电监测站覆盖范围不大,一般不建议采用。

3 综合论证

通过上文各传输方式的分析,对区域性VHF/UHF监测站传输链路选择需综合考虑以下多方面因素。

1)结合监测需求提出传输要求

除了有线、无线大的分类决策之外,我们应重点结合监测需求、系统集成性能等来确定和提出服务质量需求,由服务提供方来实现。

在订制服务时用户可以不必了解具体的传输技术,只提出传输指标需求——带宽、独占/共享、时延、移动性、话音/数据、设备接口类型、安装运行进度等,服务提供商则提供客户可选的方案、资费分类等。如利用光纤、数字微波、卫星等数字信道,以传输带宽N×64kbit/s(≤2M)、数据信号为主的点对点数字通信专线DDN即可。而近年来,多业务传输平台MSTP正不断建成,为承载多种特性业务、接入不同特征条件的客户提供了方便,为客户选择具有QoS而屏蔽网络技术和接口环境提供了可能;如通过FTTB+LANxDSL接入,均可进入通信系统城域网,由多业务传输平台根据服务带宽和QoS需求设定固定或共享的传输通道及相应的优先级。且由于网络运营历史等缘故,现在运营商推出的服务品牌往往夹杂了传输技术、使用方式等多角度分类含义,直接关注反易混淆。因此在监测站的建设中,建设方应着重提出建设的具体需求,由服务提供方(如运营商)具体落实。

2)尽可能选择统一的服务提供方

运营商与政府建设的网络服务呈现多方位的差异性,监测站建设应根据自身特点谨慎选择。如现阶段,从各运营商的网络和业务现状来看,电信MSTP网仍以承载语音类业务为主,接入后均以SDH透传模式运行;原网通则主要面向数据类业务接入其带RPR(弹性分组环)功能的MSTP平台。从长远角度分析,可以分区域和批次选择服务商。

3)固定站宜采用有线传输

固定站接入控制中心及固定站之间尽可能采用有线传输。考虑到监测系统传输品质要求,并结合现代传输网建设架构,建议选择分组数据传输方式。

如果能够满足上行传输需求,根据站点条件可采用ADSLLAN接入;如果上行带宽不足,可以申请城域网FTTP二层交换机直接接入,获得一定带宽的以太网端口。

站点传输服务的QoS指标应在设计之初明确日常监测、故障处理等不同阶段和对应不同站点的功能要求。

4)移动监测站传输应以公众网为主

目前,移动监测站适宜采用公众移动通信网来完成互联。手持终端以移动网为主,台式设备和室内环境下可以采用Wi-Fi方式。如果其他宽带无线接入技术可用,可在实地测试效果后进一步选择。

cdma2000 1X系统数据传输能力有较好的口碑,其后续的演进技术也相对成熟,在韩国等国家有商用经验;中移动运营的TD-SCDMA网数据传送理论峰值速率达384kbit/s2010年可能进一步升级,其性能有待评价。目前CDMA网正由中国电信全面接管运营,监测站可考虑其WLAN的天翼通品牌作为同运营商下一步备份的无线接入选择。

 (转自:中国无线电管理)

 
     
 
   
   
     
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