雙頻無線自動切換技術及應用

劉毅

摘要

隨著視頻監控技術的快速發展，對無線視頻傳輸網絡的要求也越來越高，由于傳統無線傳輸技術很容易受到外界干擾而引起信號波動，很容易導致圖像傳輸不穩定，出現丟包、丟幀等問題，本文通過對傳統無線傳輸技術的創新，利用2.4G與5.8G雙頻無線自動切換技術和網絡層加密技術，解決了視頻無線傳輸中的穩定性和保密性等問題。

【關鍵詞】視頻監控 無線傳輸 雙頻自動切換數據加密 應用

1 前言

隨著無線傳輸技術的迅猛發展，無線圖像傳輸作為一種新的傳輸模式，因其安裝方便、靈活性強、性價比高等使得被很多行業所采用。目前市面上用于視頻圖像傳輸的無線設備一般采用微波、2.4G或5.8G等單頻無線傳輸方式。采用傳統單頻無線傳輸方式很容易受到外界干擾而引起信號波動，穩定性較差，安全保密性也不強，很容易導致圖像傳輸不穩定，出現嚴重的丟包、丟幀、數據泄密等問題。對于遠程視頻監控這種應用場景來說，傳輸質量和穩定性要求高，安全必須有保障，迫切需要一種理想的解決方案，來填補當前的技術空白。而2.4GHz與5GHz的共存形態（雙頻）已經成為一種趨勢，雙頻Wi-Fi設備的優點在于具備更強的抗干擾能力、更穩定的Wi-Fi無線信號、更快的傳輸速度，并且可以讓無線設備更省電，滿足未來高清以及大數據無線傳輸需求。

2 雙頻無線自動切換技術及應用

針對當前廣大農村山區的現狀和視頻監控建設過程中存在的問題，必須對傳統單頻無線傳輸方式進行技術創新，徹底改變傳統無線傳輸技術抗干擾能力弱，穩定性差、容易丟包、數據不安全等難題。作者于2015年初帶領技術團隊開始進行技術研發和創新，經過一年多的努力，成功研發出了“雙頻無線自動切換技術”，該技術具有無線傳輸距離遠、成本低，適用范圍廣、實施簡單、使用壽命長、性能穩定、抗干擾性強、數據安全可靠等特點。被廣泛應用在視頻監控系統、無線系統基站聯網、自然災害點監測、水利監測、氣象監測、森林防火、文物保護以及臨時搭建應急通信指揮等場景。

“雙頻無線自動切換技術”主要是通過綜合利用2.4GHz與5.8GHz兩段頻譜的不同特性、天線極化技術和虛擬網絡技術等進行多項技術融合，揚長補短，并通過無線智能控制網關，實現雙頻雙工無線動態自動切換。從而提升無線傳輸鏈路的抗干擾能力和視頻傳輸的高速率、高穩定性和高安全性。“雙頻無線自動切換技術”在無線信號受到電磁波干擾的情況下，系統將會根據無線鏈路信號強度、質量等情況進行分析，自動切換到最佳的無線傳輸鏈路，確保了無線傳輸的穩定性;同時，虛擬鏈路網絡層加密技術的應用，確保了數據傳輸的安全性。由于無線信號在空中傳輸的特性及易受到周邊環境和天氣的影響，目前市場上采用單一頻段的遠距離視頻傳輸設備，存在穩定性差、易受干擾的弱點。而采用雙頻無線自動切換技術，提高了抗干擾能力，可靠性得到很大的提升，彌補了無線傳輸穩定性差的不足。

該系統主要由專網網關、專網基站、專網終端、專網運維管理平臺、前端視頻監控探頭、電源等設備組成。無線傳輸距離>3km，傳輸速率>50Mbps，安全加密優于AES64bits，可以進行多路視頻同時傳輸。（如圖1）。

圖1中專網終端TSBC722的一端與視頻監控探頭相連，專網終端TSBC722的另一端通過2.4GHz和5.8GHz兩個無線通道與專網基站TSBA722相連并進行雙頻雙工通信。專網基站TSBA722的另一端通過光纖等有線網絡與遠程的專用網關TSBG3061連接。專網網關TSBG3061通過無線通道采集專網終端TSBC722的通信參數和工作狀態數據，根據收到的數據進行通信質量分析，并根據分析結果實時地向專網終端TSBC722發送控制指令，專網終端TSBC722根據網關的控制指令實時調整工作狀態，自動選擇最佳的無線通信鏈路進行數據傳輸，確保了無線傳輸系統的穩定性。專網終端TSBC722和專網網關TSBG3061之間實行動態虛擬專線（eVPN）連接，實現端到端（TSBC-TSBG）之間的數據管道加密和透明用戶數據傳輸，確保了數據傳輸的安全性。

“雙頻無線自動切換技術”在不需要改變原有網絡結構的情況下，對原有網絡進行擴展和延伸，組網靈活方便，可擴展性好。能夠快速方便地與原有的視頻監控系統實現無縫對接，可以靈活地應用無線+無線的傳輸方式，也可以用有線+無線的傳輸方式（或無線+有線）;既可以點對點傳輸方式，也可以一點對多點傳輸方式，特別適合在廣大邊遠山區無光纖資源的情況下使用，可以廣泛應用于交通、運輸、水利、氣象、航運、鐵路、治安、消防、森林、公園、景區、文物保護等領域。

3 結語

該技術的應用將大大地降低勞動強度，節省勞動成本，提高工作效率。在廣大邊遠山區使用，能夠徹底解決因無光纖資源或施工困難而無法建設視頻監控系統的難題。如果在平原地區應用，可以大大降低成本，無論是經濟效益還是社會效益均比較高，因此具有較大的推廣應用價值。