港口码头技术方案.doc

方案概述方案概述 码头现状码头现状 当系统一旦投入使用，无线数据网络便是跟生产密切相关的系统； 系统宕机的代价巨大； 可以利用的现场灯杆环境； 轮胎吊机械设备不同的应用要求； 手持机的应用范围较广； 集卡上终端应用范围也包括整个现场 针对码头的以上特点，我们为用户选择最为稳定耐用的无线系统与相应的维护服务： 为手持终端与集卡调度显示器覆盖的 400 无线网络； 为的车载终端覆盖的 400 无线网络； 为上的 系统配置最适合的 2.4 无线网络的覆盖和天线； 安装与培训； 测试与验收； 支持服务 技术特性技术特性 通信覆盖通信覆盖 无线通信的覆盖包括大小和方向，取决于多种因素： 功率功率 天线增益和方向天线增益和方向 现场环境现场环境 通信速度通信速度 信道分配信道分配 在大多数国家，802.11 2.4 可以有 11 个信道的设置。由于信道之间的重叠，所以只有 3 个信道组成 1 组：信道 1，信道 6 和信道 11。 当这三个信道提供重复覆盖时，他们可以被看作 3 个完全独立的无线网络，并具备各自 的通信带宽。 当一个地区的无线终端特别集中时，通信负载可以由系统来进行信道均衡。 天线以及无线覆盖天线以及无线覆盖 1 个 “0” 增益得天线的发散角度为所有方向-1 个球形或“等方向”的发射体。 一个高增益的定向天线具有相同的天线能量，只是集中在一个特定的方向。 一个高增益的全向天线的发射能量围绕它的长轴是均等的，但集中于长轴平面上的某个 角度。 其他的天线类型（例如“”天线），则提供更好的覆盖方向与性能，但相应的平面角度更 窄。 天线将在每个不同的环境中，通过现场测试后来选定，以确保更为可靠、稳定的覆盖效 果。 覆盖以及系统性能覆盖以及系统性能 为了提供覆盖上的冗余覆盖上的冗余和通信上的吞吐量，覆盖的必须考虑正确的重复覆盖。覆盖上的覆盖上的 冗余考虑冗余考虑意味着如果一个基站发生故障，现场不会出现无线通信的盲点。我们将会通过 后续的说明来证明此性能。 另外一个得到无线系统冗余性能的方式是将无线网络的设计基站数量进行加倍。如果有 一个覆盖没有信号盲点的网络设计，则将所需的数量进行加倍。不同的信道用于两个独 立的无线网络。如果系统中一个基站发生故障，就不会产生信号盲点。 加倍考虑加倍考虑同时包括有线局域网络、电缆、光纤、交换机、电源供电、路由器等。 无线系统设计综述无线系统设计综述 针对用户不同的使用环境与现场的情况，而提供一个最适合的无线实时系统的解决方案。 12.4 扩频系统和 400 的窄频系统组成的无线局域网络 由于轮胎吊上传输数据量的考虑，建议使用高传输速率的 802.11b 的无线网 络。 为通信建设的为通信建设的2.4 802.11b 扩频无线系统扩频无线系统 而对于手持机、集卡手持机（地面使用）、上的车载终端的使用环境，建议 使用 400 的无线窄频技术，在各方面条件满足的情况下，这是无线解决方案 的最佳技术。 为无线终端通信建设的为无线终端通信建设的400的窄频无线系统的窄频无线系统 2全 2.4 802.11B 标准扩频无线系统 为所有的无线应用提供统一的无线覆盖，包括上的、应用，地面的手持机、 集卡、正面吊、堆高机等多种应用 为整个码头通信建设的为整个码头通信建设的2.4 802.11b 扩频无线系统扩频无线系统 虽然 2.4 802.11b 的无线网络提供高速的数据吞吐量，但由于其对地面的覆盖能力远远 不如 400 窄频系统，考虑到空中的干扰较少、没有遮挡、可视性好，所以我们将在搂顶 架设无线，以提供高空中的轮胎吊上的车载机通信。以提高其的可用性。 而对于 400 的窄频系统而言，无线基站能提供极好的无线覆盖，可以保证用户现场所有 需要通信的环境。 2.4 扩频系统和扩频系统和 400 的窄频系统组成的无线局域网络的窄频系统组成的无线局域网络 轮胎吊上的系统轮胎吊上的系统 装在轮胎吊上的上的无线系统，可以使天线架设在 26 米左右的高空，根据我们的实施 经验，在 2.4 802.11b 的系统安装实施中，需考虑多方面的因素，以确保系统能安全可 靠的在用户的现场环境中使用： 1. 轮胎吊上的的无线系统建议安装高增益的全向天线： 保证天线与 2.4 处于可视直线范围，使天线避免与轮胎吊的金属外壳以及其 他轮胎吊的干扰，并可达到 5.511 的通信速率。 外接天线会在的车舱外架设 3 米5 米的支架，并安装雷电保护器，以避免雷 电对此高空点进行伤害。 天线有一个特定的增益和其对应的方向，以与覆盖堆场上空的 2.4 时刻处于 可视范围之内，确保信号的稳定和高速数据传输。 2. 堆场共有 4 个灯杆，分为两套独立的 2.4 无线系统， 对所有上的 提供双层的覆盖。 3. 为考虑备份而对系统做了冗余设计。 4. 稳定、较好的信号可以使保持高速通信。 无线终端的无线终端的 400 系统系统 一个 400 窄频系统给整个码头的无线终端提供了一个全面、稳定的无线覆盖。 公司在窄频系统的技术上经过几十年的研究，提供的是可靠、并有效的窄带通信。更适 合于传输字符型通信的需求，其中网络控制器更保证了通信的优化，以适应工业级别的 通信要求。. 1. 覆盖范围广， 保证覆盖面积与效果。 2. 简化网络结构，不需在现场的灯杆铺设光纤以及架设基站。 3. 网络控制器提供手持机的通信优化功能，保证数据的准确 和进程保留等功能。 4支持多种应用环境与终端，目前为港口物流共设计了三种不同的应用方式： ，地面堆高机上的无线车载机； 集卡、正面吊上的车载式手持终端； 地面人员使用的无线手持终端。 2.4 和和 400 混频系统描述混频系统描述 4 个 9150 型号的 2.4 无线访问接入设备 （100）, 每个配备二个 802.11b 无线网 卡，但目前只安装 4 套天线，多余的无线网卡为可以留为日后的应用的扩展。每 2 个基站提供整个码头全面的覆盖，4 个基站并互为备份及冗余。 2 个 9150 型号的 403-421 的窄频基站（100），提供 400 通信环境。每个基站 提供整个码头全面的覆盖，并互为备份及冗余。 4 个的无线访问接入设备 安装在室外，需配备不锈钢的工业柜。已考虑工业级别 的防护措施。 在所附的图中将标示所有的位置和天线。 冗余性能的保证：冗余性能的保证：在对现场已做了全覆盖的设计下，将整个系统的设备加倍，就 达到冗余设计。 2 个 9150 的 400 基站可以使用同样的频点，也可以分别使用不同得频点，如后 者，可以由 2 个信道以提高多一倍的数据吞吐量。 轮胎吊上的车载机不需安装室外天线、安装雷电保护器等。 每个轮胎吊上配置的车载机使用的 400 字符终端的 8260 终端，与用户的软件 “”已有较多的成功案例。 8260 是字符模式的终端，其通信方式与手持机一样。 7035、8260 通过 的优化通信协议进行通信，以确保数据的可靠性。 系统提供 终端仿真模式的通信，使用压缩和带宽优化技术。 7035 型号终端作为工业级别的终端设备专门为户外使用。 7035 型号终端轻便便于携带，并备有多种附件（肩带、握带等）可供用户选择。 7035 配备雨天专用的防护套，使用户更好的全天候的使用终端，以确保终端使 用寿命的延长。 7035 作为车载方式可以适合全天候的生产操作要求，通过充电固定支架，提供 可靠的操作环境，以及灵活的维护方式。 7035 使用的窄频无线技术，可以在集卡行驶中（使用的窄频无线技术，可以在集卡行驶中（35 小时），提供不间断的通信小时），提供不间断的通信 连接。连接。 全全 2.4 802.11B 标准扩频无线系统标准扩频无线系统 保证轮胎吊上的天线与 2.4 处于可视直线范围，使天线避免与轮胎吊的金属 外壳以及其他轮胎吊的干扰，并可达到 5.511 的通信速率。 外接天线会在的车舱外架设 3 米5 米的支架，并安装雷电保护器，以避免雷 电对此高空点进行伤害。 轮胎吊上天线有一个特定的增益和其对应的方向，以与覆盖堆场上空的 2.4 时刻处于可视范围之内，确保信号的稳定和高速数据传输。 堆场共有 8 个灯杆，共安装 16 个基站，使用双网卡技术，并选择合适的定 向、全向天线。分为两套独立的 2.4 无线系统，对所有空中和地面提供双层 的覆盖。 为考虑备份而对系统做了冗余设计，如何一路光纤发生故障，系统仍具备通 信功能。 上使用高性能极化天线，避免信号的多径衰落； 使用 9400，可以保证页面存储、进程保留功能，在信号稍弱的情况下，不 会丢失数据； 集卡上的无线手持机连接外接增益天线，以获得更大的信号强度，可以在集 卡行驶中（35 小时），提供不间断的通信连接。 稳定、较好的信号可以使保持高速通信。 系统的抗干扰性系统的抗干扰性 由于 802.11B 使用的是 2.4 的无线频段，而此频段会有较多的用户进行使用，故考虑到 系统的安全性，政府管理部门已经用以下措施来进行管理： 限定用户无线发射设备的最大功率； 可以在国内使用的终端必须通过无管会的审核； 限定部分非必须使用的客户在户外建站 而在系统发生干扰时，可能会发生以下情况： 瞬时的速率降低； 覆盖范围的减少； 但是，系统不会崩溃！但是，系统不会崩溃！ 为保证我们递交的无线最大程度的具有抗干扰性，可以我们在系统设计中考虑了以下几 个方面： 选择具有高级加密加密能力的无线网卡，可以通过 128 位密钥和 4 的加密技术； 提供可靠性与保密性 100%的无线窄频系统窄频系统作为地面覆盖，尽可能的使系统 避免干扰； 无线网络可以通过设备的物理地址进行管理，避免外来用户的干扰； 无线网络设计上考虑冗余冗余配置性能，提高系统的整体性能。 双天线配置可以“抗多径衰落抗多径衰落”，故系统多使用双天线配置，利用 1 发 2 收 的性能，确保信息的可靠与准确。 系统采用高级的安全技术安全技术以防止外界设备登录进的系统，这些技术是 所专有 的。此外用户应有自己的安全登录程序以防止未经 授权的系统登录。 未来的机会未来的机会 2.4系统引进。可让支援插卡槽标准的非装置在2.4无线中枢上运作。增加卡 与软件到每一个运行的装置可使它在无线中枢上运作。此方法真正的是开放系统， 并允许在不断改变的市场中作装置的选择。 美国电信电报公司()(正式名称是贝尔实验室)和公司的合作约定，将会支持多种 系列产品的更新与改进。 系统规模系统规模 为了检验系统设计，我们采用一个极端例子来说明：为了检验系统设计，我们采用一个极端例子来说明： * 所有 26 个 2.4 的无线系统集中在一半的覆盖区域。与 4 个户外中的 1 个进行通信。 而且而且 *假设所有的图形终端都处于通信的情况，终端并以最差的传输率 1 进行通信。 这意味着每个图形终端的粗略的平均数据传输率为 34,482（1 11， 再除以 26=3,933）。 考虑到包头，重发和冲突，我们将这个数字调整为约 35,000。 检验标准检验标准 所有的终端与基站都被设计用于恶劣的工业环境下。 设备是为符合美国军方标准810 而设计、制造、和测试的。且公司取得了 9001 国 际质量认证，所有设备符合 9001 的要求。 无线数据通信（）终端被设计用于特别恶劣的工业环境下。它防震，防尘，防湿，并抗 气温变化。 终端因拥有多任务，多信道，多并发主机进程的能力，这些功能使 终端可以在网域中随 意漫游，自由转换信道及利用热键（ ） 切换主机及应用程序。这些对使用者都是透明 的。公司独有的时序多分模式可以利用一个信道来建立多个巢式网络。综合以上的功能， 便能提供一个根据客户特定的覆盖范围，通信吞吐量的要求而设计的有多种类选择的、 有冗余运作的系统。 对系统可用性很重要的是以最少的基站来覆盖整个场地的能力。这对大工作区域的场地 特别重要。与公司已被证明有能力以最少的基站覆盖大型场地，并且还可以以最佳的响 应时间来支持大量的终端。 高性能保证高性能保证 任何无线数据通信系统（）的成功与否很大部分取决于它的响应时间和数据吞吐量。当 有大量终端在网络上作业时，且数据传输量大和使用频率高时，系统的响应问题就会特 别明显地表现出来。 公司已认识并已以独特的技术克服了这些问题，主要包括： 所有设备都采用 32 位架构 数据压缩 适应性无线通信协议 页存储技术 公司在这些方面的成功的证明可在我们大量的客户中找到例子。我们正以高速取代其他公司在这些方面的成功的证明可在我们大量的客户中找到例子。我们正以高速取代其他 现存的非系统，因为这些地方的系统容量要求已经比最初的系统配置增加了许多。现存的非系统，因为这些地方的系统容量要求已经比最初的系统配置增加了许多。 选择不仅使您最初的系统性能得到保证（和公司的书面保证），也为业务需求增大后， 要求对系统进行扩展时，保护您的投资。 系统的扩展与研发系统的扩展与研发 的产品向下兼容，实现与前版本的产品和系统兼容。 在只安装一台基站的场合，系统都可独立的扩展到操作 256 台无线数据终端，此外系统 可籍着加增一台网络控制器而扩展到多场地，多主机连接。 大部分无线数据系统的用户在安装最初系统后都会扩展他们的系统。这通常是因为 他们认识到了应用无线数据系统对公司运作有许多的优点和益处。 如前所述，在配置最初的无线数据系统的主干网，系统网络控制器或基站时，对未来可能的扩展加以考虑如前所述，在配置最初的无线数据系统的主干网，系统网络控制器或基站时，对未来可能的扩展加以考虑 是很重要的，正确的加以考虑后，任何的扩展无论是终端数的增加或场地覆盖面积的扩大，都只需增加所是很重要的，正确的加以考虑后，任何的扩展无论是终端数的增加或场地覆盖面积的扩大，都只需增加所 需的设备，无须昂贵的升级或改变基站设备更糟地限制或降低系统性能。需的设备，无须昂贵的升级或改变基站设备更糟地限制或降低系统性能。 因为的网络控制器和基站对整个系统的运作起着决定性作用，目前的无线方案已经加上 冗余配置。 公司研发的时序多分的技术使两个基站共用一个信道而有安置在相邻的场地上工作。网 络控制器负责平衡两个基站的工作量。如果其中一台发生故障，另外一台则可自动地承 担起整个系统的工作量。 对于系统网络控制器的冗余配置有好几种选择，包括热备份和并行运作。 系统的网络控制器和基站最好能接在一个稳定的经过滤波的电源上。 现场测试结果综述现场测试结果综述 现场测试确定与主机连接所需的系统软件及系统配置并提供所需的无线覆盖来决定最终 的系统配置。 现场测试指出基站的安装地点。现场测试的信息成为 系统覆盖范围保证的根据。 现场测试由经培训的工程师完成的，基于现场测试的系统设计在后论述，它包括： 系统网络拓扑图 天线配置图（基站和轮胎吊） 基站位置图 通过与相连的基站，所设计的系统将以 400 或 2.4 无线数传覆盖整个集装箱堆场。 设计中，基站与相连以确保系统的完全覆盖，一旦某一基站发生故障，所有信息将自动 通过其他基站传输数据。 所有切换对操作人员和主机应用程序都是透明的，无需操作人员干预。 在设计一个满足将来需求的系统中，下列因素被考虑在其中： 所需无线覆盖区域的面积和地形 现在和将来系统的数据量 国家无线电委员会（）的要求 所需要的无线电技术（直序扩频 2.4 和窄频 400） 现有网络构造与电源可得性 系统冗余与冗错要求 现场测试设备由一对终端组成并执行一个为此目的而安装的套装软件。 在现场测试期间，主终端被放置或携带遍及要求无线电涵盖的区域，特别是无线电可能 接收不良的区域。无线电接收不良是由若干因素引起的：无线电波被不同的媒介吸收或 反射。如果处于吸收力强之媒介遮蔽的区域