2023年香港地铁wifi无线优化方案V1[1][1].0.doc

光载无线交换机在香港地铁隧道WiFi中的应用方案 光载无线交换机在香港地铁隧道WiFi中的应用方案 一、光载无线技术方案及飞瑞敖优势 2 二、产品配置和报价 4 三、任务分工以及交货周期 7 四、方案可能存在的问题及解决措施 7 五、质量保证措施 11 一、光载无线技术方案及飞瑞敖优势 方案描述 整个方案按6台主机(其中1台主机为备份机)，5台主机带8个AP的标准配置，共40个AP点来设计〔其中13个为扩展〕。 如图以下列图示，5台光载无线交换机，分别安装在5个控制机房，光纤由此引出，覆盖整个隧道， 最后5台交换机的信息会聚到中心控制室。按覆盖范围大致400-500米布放一个AP，每个AP再布放远端1-4个远端天线〔背对背定向天线〕，用来采集手持无线终端〔如PDA〕数据。 1、采取中继器加定向天线组合模式，对隧道内部进行信号覆盖；如无特殊要求，均采用定向天线。 2、安装完后，需根据现场每个AP点信号覆盖情况、来调整AP点安装位置是否需要加大功率等。 3、交换机以及AP天线盒，就近取电原那么。 4、为方便统一管理以及维护，光载无线交换机安装在隧道机房内。 5、预防设备出现异常、整个工程增加一台主机〔包括无线信号源机箱、射频交换主机各一台〕 图中〔如以下列图〕采用用广州飞瑞敖公司光载无线交换机，光载无线〔Radio-over-Fiber, ROF〕技术充分利用光纤高带宽、低损耗的特点，大大拓展无线信号的传输距离，简化远端基站结构，降低系统传输本钱并提高系统传输性能、频谱效率、覆盖区域和灵活性，实现超宽带无线接入与光传输技术的融合。由于该技术具有超宽带有线传输与灵活无线接入的突出优势，将成为未来移动通信、超宽带无线接入以及无线传感网络的重要技术支撑。 ① 网络输入端 RJ45网线 接有线网络交换机，作为网络数据输入 ② 射频信号输出端 射频电缆 接射频交换机主机 ③ 光纤输出端 单模光纤，收发别离 接远端天线模块 光纤分布距离200-5000米 数据流向说明： • 网络数据由交换机通过RJ45网线传到无线信号源主机。 • 网络数据被转换成WiFi射频信号通过电缆传入射频交换主机。 • 射频交换主机完成信号处理后再转换成光信号由光纤接口传出。 • 光信号传达至远端天线后被转换成WiFi无线射频信号再发射出去。 设备连接示意图 在宽带无线接入技术中，WiFi技术与ROF技术的结合可以将WiFi信号进行拉远，极大拓展无线覆盖范围。利用光信号处理实现射频频点的快速切换，可以动态高效的利用射频频谱资源，提高单个接入点的峰值带宽并实现带宽的主动配置，并建立起智能ROF网络。在物联网应用中，可以利用宽带无线接入的ROF网络，将Zigbee等无线传感技术集成进来，实现感知信号的回传和集中控制管理。ROF系统的传输媒介光纤具有高带宽、低损耗、抗电磁干扰和防窃听等众多优点，也可以利用到许多对保密性、安全性要求高的应用场合，如物流管理、银行保险和政府决策单位等。同时，天线单元结构简化也使其节约空间且易于安装。 WiFi光载无线交换机是本项目的核心设备，需要完成如下多种功能: ①完成数据信号、IP信号与WiFi信号之间的接口及所需要的信号转换与处理；②实现远端WiFi设备的接入和计算机网络通信，以及提供无线通信接入；③完成各模块组射频信号的合路、分配与交换；④完成模拟光纤链路所要求的光电/电光信号的转换与处理，及光复用与解复用。⑤完成整个网络的操作、监督与管理。 ●基于射频信号切换的动态带宽分配技术 为动态分配各覆盖小区的信号带宽，可以利用中控机中的射频切换模块来对WiFi频点进行动态切换。以无线路由器中的1、6、11频点为例，可以在某小区繁忙的时候，将空闲区的频点一同调制到接入繁忙的小区。这种动态的带宽分配极大的优化了系统带宽资源，同时也带来一些技术难题，如三个频点同时调制到单波长后，其非线性必然增加，另外需要在终端出利用滤波器将三个频点隔离开来，增加了终端的复杂度。 ●高线性、低本钱的光纤、无线收发一体的远端节点技术 本课题的优点就是利用模拟光纤链路来对射频信号进行拉远与交换，在应用中本钱显得尤其重要，系统设计中需要考虑研究低功耗、低本钱的远端天线单元以及无线传感会聚节点。 ●射频光纤拉远及不同拓扑结构下的传输技术 光载无线电技术是一种将光和微波结合的模拟光通信技术，它的产生与开展都来源于用户对无线接入网高带宽的需求。光载无线交换机将WiFi射频信号、2G/3G/4G射频信号转换成光信号，然后通过光纤链路发送至远端节点，远端节点实现光电转换和功率放大，然后通过天线辐射出去。 为降低系统本钱，本课题中采用了直接调制的光收发模块，因此光纤中色散以及受激布里渊等非线性将对信号产生明显的影响，尤其是在布局复杂的楼内中，需要研究不用拓扑结构下的ROF链路，当链路分支到达一定数目时，光功率需要大到一定程度才能进行保证分配到每路的功率足够充分，该种情况下需要抑制受激布里渊、四波混频、交叉相位/增益调制影响。另外，长距离光纤传输和功率分配需要在光链路中添加掺铒光纤放大器〔EDFA〕来保证输出光功率，但EDFA的使用会引进自发辐射噪声，从而抑制链路的动态范围，这些均需要在平台搭建后进行深入研究。 ●无线传感及组网技术 物联网应用中需要感知的对象主要包括温度、应力等环境参量以及家庭电器中的控制数据等，其数据量比拟低，但其实时性和可靠性要求较高，因此传统的Zigbee技术即可实现该目标，当前需要研究的是如何将Zigbee模块与ROF智能网络联系起来，并实现集中控制与管理，另外，不同频段的无线信号格式同时在光纤中传输，也需要研究它们之间的干扰问题和滤波的实现问题。光纤传输给信号传输带来额外时延和功率损耗，需要研究时延引入对协议层的影响以及传感节点之间的最优功率预算。 ●基于WiFi-ROF网络的室内定位技术 在室内环境下，目前商用的GPRS等定位系统的性能便不能满足需要，并且物联网应用中有大量的定位需求，因此从本钱考虑也需要研究低本钱的定位技术，包括面向WiFi-RoF网络系统的室内传输模型研究，采用不同技术的基于RSS的室内定位方法研究，拟采用RFID技术或是ZigBee技术。 ●协议研究及管理控制软件开发 由于该系统是针对WiFi信号的拉远，不涉及到网络层的相关技术，因此仅需要对媒介访问控制〔MAC〕层进行研究，研究多波长控制协议以及光链路时延所带来的协议变化。另外，根据特定场合应用中的安全性和保密性要求，需要在中控机中参加软件控制模块，保证高可信的宽带无线接入。 2、方案创新点 1) 采用光纤传输WiFi射频信号，实现光纤长距离传输与无线灵活接入的融合； 2) 采用接入点的集中控制和管理，具有很好的安全性和可靠性； 3) 远端节点非常简单，大大降低远端节点的复杂度及故障率，提高远端节点的可靠性，其安装, 维修和保养也非常方便； 4) 由于信号源集中管理，系统升级与扩容简单方便, 可附加各类增值业务； 5) WiFi光载无线系统的网络协议采用标准的TCP/IP网络协议，系统扩展容易、方便； 6) 采用无线方式实现手持终端数据的采集和指令的下达。 二、产品配置和报价 本工程预算总投资为167万元人民币。(其中1台交换机为备份主机)。 预算表格如下： 类别 序号 　 设备厂家 型号及规格 单位 数量 设备单价(万元) 设备合计(万元) 备注 主设备 1 光载无线交换机 飞瑞敖 WCS2410-A 台 6 12.8 76.8 每台8路光口 2 光载无线交换机信号箱 飞瑞敖 　WCS2410-B 台 6 9.8 58.8 每台8个AP 3 光载无线交换机天线盒 飞瑞敖 　WCS2410-C 台 40 0.63 25.2 方案40个AP点 4 室外WiFi定向天线 飞瑞敖 DZQ-2400-12 台 80 0.015 1.2 5 光载无线交换机管理软件 飞瑞敖 　 套 1 5 5 设备管理软件 (一)主设备合计 　 167 　 备注：去香港调试工程师费用：每人每天按300美元/天计算。 三、任务分工以及交货周期、地址 广州飞瑞敖电子科技是一家致力于光载无线通信技术研发的公司，公司的核心产品-光载无限交换机，非常适合“光载无线在地铁隧道等WiFi优化的应用〞这一项目。具体分工如下： 1、项目承当单位负责项目的立项和方案设计。 2、项目施工单位负责提供产品-光载无线交换机、调试、以及设备维护。 3、项目承当单位和项目施工单位一起完成项目的验收。 4、项目至合同下到达完工25天的周期。 5、交货地址：广州大观路国家软件园。 四、方案可能存在的问题及解决措施 项目承当单位具有优秀的管理团队和良好的专业素养；项目合作单位一直致力于网络通信前沿技术的研究，公司聚集了光通信和无线通信领域的优秀人才，并拥有核心产品——光载无线交换机。两家单位强强联合，能保证项目按期完成。 五、质量保证措施 1、项目将严格质量控制体系，从项目立项、施工、验收等各个环节严格把关，确保项目到达预期目标。 2、项目核心产品-光载无线交换机，经过信息产业部广州 交换设备质量监督检验中心和国家电网中国电力科学研究院的测试，具有质量保证。 3、项目承当单位和项目施工单位将建立良好的沟通机制，在项目实施期间，每日交流一次，确保项目保证质量、按期完成。 版本V1.0 第 - 7 -页 共 9页