动环监控系统3G传输部分故障浅析

16/16动环监控系统3G传输部分故障浅析摘要：长庆通信网横跨陕、甘、宁、蒙四省区，覆盖着长庆油田各个主要生产站、点和生活基地，是集光纤传输系统、数字微波传输系统、卫星通信传输系统、、移动通信系统、宽带信息网络系统为一体的多功能专用通信网，其网络安全就显得尤为重要，动力环境监控系统作为网络安全的重要保障，其平稳运行和高效维护成为网络维护的重中之重。关键词：无线宽带接入CDMA网络动环监控

目录摘要： 1引言： 3一、 无线网络接入概述 4二、 电信3G无线接入技术 5三、 倚天丰华无线路由器简介 71、 CMDA路由器R43系列 72、 CDMA路由器Rx6系列 83、 CDMA路由器在动环监控网络中的位置 9四、 动环无线传输故障浅析 91、 接入网络原因 92、 接入设备原因 103、 数据采集设备 14

引言：随着动力环境监控系统在长庆通信网中的日趋完善，动环监控设备的日常维护就变的十分必要了，特别是动环系统中的3G传输部分，对无人值守站点的监控数据起着决定性的作用，但由于我们多于维护固定网络，对无线网络维护缺乏经验，特别是3G网络接入的维护，本文结合自己在3G网络接入部分的几次故障处理，对动环监控系统3G传输部分做了一个简单的介绍，以起到一个抛砖引玉的作用。

无线网络接入概述无线网络接入以无线传输技术为传输手段为用户提供各种电信业务，可以全部或部分替代有线接入网。无线接入网可分为移动接入和固定接入两部分。其中移动接入部分包括：蜂窝移动通信系统，无线寻呼系统，无绳通信系统等。固定接入部分包括：固定无线接入系统和卫星移动通信系统等。我们所使用的动环监控系统中的3G传输部分属于无线接入网移动接入部分的蜂窝移动通信系统，且属于宽带接入技术，下面结合当今流行的几种无线宽带接入技术，对无线宽带接入做一个简单的介绍。技术标准使用范围带宽（最高值）传输距离频率WiMAX802.16d802.1d无线城域网75Mb/s视距50km非视距11km~16km低于11GHzWiMAX802.16e移动无线局域网30Mb/s3km~8km2~6GHzWi-Fi802.11a802.11b802.11g无线局域网11~54Mb/s100m2.4GHz5GHzWCDMA3G无线广域网2Mb/s（HSDPA可达10Mb/s）2~8km1800MHz1900MHz2100MHzCDMA（20001xEV-DO）3G无线广域网3.1Mb/s2~8km400MHz800MHz1700MHz1900MHz2100MHzTD-SCDMA3G无线广域网16Mb/s2~8km1900MHz2000MHz2300MHz表1无线宽带接入技术比较从表1的比较中可以看见，当前的几种宽带接入技术都具有各自的优点和使用范围，WiMAX技术已被列入3G技术标准，Wi-Fi为无线局域网技术，现在较为成熟，WCDMA、CDMA2000、TD-CDMA并列为3G三大技术标准，且互不兼容，CDMA2000网络由原来2G的CDMA网络演进而来，WCDMA和TD-CDMA网络则由原GSM网络平滑升级。因为我们动环所使用的3G接入部分只涉及中国电信的CDMA2000网络，所有我们只对CDMA2000网络做一个简单介绍。电信3G无线接入技术动环监控系统无线接入部分采用的是中国电信的CDMA2000网络接入。CDMA2000技术是第三代移动通信系统IMT-2000系统的一种模式，它是从CDMAOne（IS-95）演进而来的一种第三代移动通信技术。CDMA2000的正式标准是在2000年3月通过的。它原意是把CDMA2000分为多个阶段来实施，第一个阶段称为CDMA20001x，第二个阶段称为CDMA20003x。图1CDMA20001x系统网络结构其中PCF为分组控制单元，PDSN为分组数据服务器，SDU为业务交换数剧单元模块，BSCC为基站控制器连接。与IS-95相比，CDMA20001x网络结构中的PCF和PDSN是两个新增的模块，PCF用于转发无线子系统和PDSN分组控制单元之间的信息，PDSN节点为CDMA20001x接入Internet的接口模块，PCF和PDSN通过支持移动IP的A10、A11接口互连，可以支持分组数据业务传输。由于HDR（HighDateRate）的技术的出现使CDMA20001x网络的演进发生了改变，CDMA20001xEV由此诞生。CDMA20001xEV分为两个发展阶段，先后是CDMA20001xEV-DO和CDMA20001xEV-DV。而我们所使用的3G无线路由器接入网络分别是CDMA20001xEV-DO和CDMA20001x。CDMA20001xEV-DO意指DateOnly，CDMA20001xEV-DV意为DateandVoice，因为我们的接入网络为CDMA20001xEV-DO且CDMA20001xEV-DV未大规模商用，所有我们只介绍CDMA20001xEV-DO网络。如图2所示，AT是接入终端，其功能是类似于传统网络中的移动台。对于数据业务来说，终端的形式可能是多种多样的（如PDA等），并且数据处理部分和数据收发部分可能分开。与接入终端相对应，传统意义上的基站被称为接入网络（AN）。在图中，当接入终端发生切换时，源接入网络和目标接入网络分别被叫作SRC_AN和TAG_AN。PCF和PDSN的功能与CDMA20001x系统相同。AAA负责对用户进行认证，ANAAA完成AN级的认证功能。图2CDMA20001xEV-DO系统网络结构倚天丰华无线路由器简介动环监控系统中使用的3G传输设备是深圳倚天丰华电子有限公司生产的CDMA网络无线接入路由器和Modem、DTU。因为倚天丰华生产的无线接入设备类型极其丰富，这里只针对我们网络中使用的几种型号的设备。CMDA路由器R43系列在CMDA路由器R43系列中，我们使用的路由器型号是CDMAR431Z310，用于羊圈滩微波站的动力环境监控数据传送。Run常亮三秒，设备上电后会常亮3秒；闪烁，系统启动正常；灯灭或者三秒后仍常亮，系统启动不正常Lan闪烁，以太网接口有数据传送；灯灭，以太网连接不正常VPN常亮，VPN建立连接；灯灭，VPN未建立连接Online常亮，获得了IP，已经和无线网络建立了数据连接；闪烁或灯灭，和无线网络连接不正常图3R43系列路由器及其指示灯状态R43系列路由器接入网络为CDMA20001x网络，其具体特性参数如表2所示。射频特性CDMA20001xBandClass0:800MHz(RX:869~894MHzTX:824~849MHz)BandClass1:1900MHz(RX:1930.0~1989.95,TX:1850.0~1909.95)带宽Downlink153.6kbpsUplink153.6kbps支持协议TCP/IP,DHCP,FTP,VRRP,SNMP,DNS,SMTP,POP3接口网口：10/100MLANport1个天线接口：50ΩSMAfemaleinterface电源：DC7V～25V2.5mmUIM/SIM接口：1.8V/3V表2R43系列路由器参数CDMA路由器Rx6系列在CDMA路由器Rx6系列中，我们使用的路由器型号是CDMAR561Z530，其用于郭家梁微波站的动环监控数据和视频监控数据的实时传送，但由于种种原因，视频数据现在已停止了实时无线传送，只对动力环境监控数据进行实时传送。CellLink常亮，与无线网络连接正常长灭或闪烁，与无线网络未正常连接Ack闪烁，与无线网络有数据传送灯灭，与无线网络无数据传送LANLink常亮，与LAN口连接正常长灭或闪烁，与LAN口未正常连接Ack闪烁，与LAN口有数据交换灯灭，与LAN口无数据交换Wi-FiLink常亮，与Wi-Fi网络连接正常长灭或闪烁，与Wi-Fi网络未正常连接Ack闪烁，与Wi-Fi网络有数据交换灯灭，与Wi-Fi网络无数据交换VPN常亮，VPN建立连接；灯灭，VPN未建立连接RUN常亮三秒，设备上电后会常亮3秒；闪烁，系统启动正常；灯灭或者三秒后仍常亮，系统启动不正常图4Rx6系列路由器及其指示灯状态Rx6系列路由器接入网络为CDMA20001xEV-DO网络，其具体特性参数如表2所示。射频特性CDMA20001xEV-DOBandClass0:800MHz(RX:869~894MHzTX:824~849MHz)BandClass1:1900MHz(RX:1930.0~1989.95,TX:1850.0~1909.95)带宽Downlink3.1MbpsUplink1.8Mbps支持协议TCP/IP,DHCP,FTP,VRRP,SNMP,DNS,SMTP,POP3,PAP,CHAP接口(R86)网口：10/100MLANport5个(1WAN,4LAN)天线接口：50ΩSMAfemaleinterface(3G),SMAinterface(Wi-Fi)电源：DC9V～15V2.5mmUIM/SIM接口：1.8V/3V表2Rx6系列路由器参数CDMA路由器在动环监控网络中的位置图5动环监控无线接入示意图如图5所示，动环监控系统CDMA接入网络在图中已经框出，CDMA路由器通过基站接入CDMA网络，再通过CDMA网络接入公用Internet网络,数据中心通过防火墙进入公用网络完成数据采集和处理，并将其返回区域监控中心，区域中心对该数据进行保存和处理，从而为监控台提供图像可视接口。动环无线传输故障浅析动环系统的无线传输故障主要是指通信故障，即由无线接入网络的链接问题造成的数据传输的中断或者数据丢失。由于无线网络的自身原因及稳定性，造成通信中断的原因从物理位置上主要分为网络部分问题和设备自身问题。接入网络原因由于无线网络自身的信号传输特性以及无线传输站点分布的地理位置和外部环境因素，使得无线数据的传送具有不稳定性。表现在监控平台上是无线站点的频繁和无规律性的通信中断。无线信号在无线信道中传播时，它是以不同的时延从不同方向通过多条路径到达接收机，由于各条路径的地理地表特性不同，因此，电波的传送主要有反射、衍射和散射三种形式。电磁波的反射、衍射和散射对电磁波能量的传播起很重要的作用，也是产生无线信道衰落现象的根本原因，也是造成无线信道随机性的很强的原因。电磁波传播的反射、衍射和散射也造成了无线信号的多径传播现象，影响信号的传送质量。除过无线信号自身传播的缺点外，各个被监控站点的CDMA网络覆盖情况和地理位置也是影响无线宽带接入质量的重要因素。由于我们的被监控站点多处于人口比较分散的山地地区，且高度较高，郭家梁站点即是这种情况的典型，因此CDMA3G信号的覆盖就不是那么完善，且信号强度不是太高，这就造成了信号受外界条件影响较大，特别是一些电磁现象，比如雷电、大雾等容易造成信号干扰，从而出现通信的不稳定和中断。接入设备原因接入设备原因影响无线宽带接入质量主要是指设备的运行状态和软件参数设置合理性对无线接入稳定性的影响。我们这里的接入设备主要是指我们所使用的3G无线路由器。图6R56系列路由器运行状态如图6所示，当路由器运行状态正常时，其运行时间自动改变，WAN口地址和DNS为自动从接入网络中获得的公网地址。我们所使用的网络模式为网关模式，即3G路由器作为接入网关使用的。图7R56路由器WAN口配置图8R86路由器WAN口运营商参数配置上面两张图为接入运营商网络时的参数设置图，因为靖边区域微波站点的动环监控系统都接入的是中国电信的CDMA网络，这里就只列出CDMA网络的接入参数。网络类型这里有CDMA、EVDO和CDMA/EVDO混合三种选择。其中CDMA网络是指CDMA20001x网络，EVDO是指CDMA20001xEVDO网络，如果我们的UIM数据卡开通了语音业务和高速数据业务的话，可选择CDMA/EVDO混合模式，因为这样在EVDO网络信号覆盖不好的情况下我们可以使用CDMA20001x信道传送数据。当UIM数据卡未开通语音业务时，就只能选择CDMA20001xEVDO网络了。当UIM卡未开通高速数据业务时，就只能选择CDMA20001x网络，且CDMA20001x网络的数据传送速率要比EVDO网络低的多。比如，现在郭家梁微波站的动环监控系统使用的是EVDO网络，其设计能