焦作黃河專網干路電信級升級天線轉換器應用

李艷 邢棟 張磊 董棟 邢天明

摘 要：為有效解決焦作黃河專網中不定時出現大延遲、丟包及中斷等不穩定現象，采用電信級回程傳輸設備，定制天線轉換器，并應用無線網絡的綜合管理技術，將原來5.8G無線傳輸設備天線更換為新的電信級回程傳輸設備AP的適配天線，提高抗環境干擾能力，減少設備間相互干擾，從物理層面避免相鄰頻段相互疊加引起的干擾。經過9個多月的運行，結果表明，該技術提高了網絡傳輸質量，網絡延遲達到光纖級別，保證了焦作黃河專網的穩定運行。

關鍵詞：黃河專網；基站；傳輸設備；天線轉換器；共址布設

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）04-0033-03

The Application of Antenna Converter in Jiaozuo Yellow River

Private Network of the Telecommunication Level Upgrade

LI Yan1 XING Dong2 ZHANG Lei3 DONG Dong1 XING Tianming1

（1.Yellow River Jiaozuo Bureau， Yellow River Henan Bureau，Jiaozuo Henan 454000；2.The Third Branch Company of Jiaozuo Yellow River Water Conservancy Engineering Repair and Maintenance Co.， Ltd.，Wenxian Henan 454850；

3. Yellow River Wenxian Bureau， Yellow River Jiaozuo Bureau，Wenxian Henan 454850）

Abstract： To effectively solve don't appear regularly in Jiaozuo Yellow River private network delay， packet loss and unstable phenomenon in our country， such as， the telecommunication level backhaul transmission equipment， customized wireless converter， integrated management and application of wireless network technology， the original 5.8 G wireless transmission equipment antenna is converted to a new level telecom return transmission equipment of the AP adapter antennas， improve environmental interference resistance， reduce the mutual interference between equipment， avoiding the superposition between adjacent frequencies from the physical cause interference. After nine months， results show that the technology to improve the quality of network transmission and network delay to reach level of optical fiber， ensure the stability of the jiaozuo Yellow River private network operation.

Keywords： the Yellow River private network；the base station；transmission equipment；antenna converter；colocation layout

1 研究背景

近年來，焦作河務局對焦作黃河專網[1]進行了三次升級改造。2013年9月，焦作河務局首次對焦作黃河專網進行升級改造，并開發了管理系統。2015年3月，焦作河務局對網絡結構進行了優化調整，租用了兩條移動公司150Mb/s數據光纖專線，分別為焦作局至沁陽局基站、焦作局至武陟一局基站，使沁陽局和武陟一局基站成為干路匯接分中心，局屬單位就近連接，保障了網絡設備的穩定運行。2016年12月，焦作河務局再次對網絡結構進行優化調整，取消租用的兩條移動公司的數據光纖專線，組建大虹橋和武陟一局基站為干路匯接分中心，沁陽局和武陟一局基站為干路匯接備用分中心，局屬單位就近連接，干路：沁陽局、溫縣局、孟州局連接至大虹橋基站至市局，武陟一局、武陟二局、張菜園閘管理處、華龍鑫河分公司連接至武陟一局基站至市局，博愛局直接連接至市局；備用干路：沁陽局、博愛局、孟州局、溫縣局連接至沁陽局基站至市局，武陟一局、武陟二局連接至武陟一局基站至市局，張菜園閘管理處通過10Mb/s數據光纖專線至市局。此次焦作黃河專網干路升級采用電信級回程傳輸設備，網絡延遲達到光纖級別。焦作黃河專網進行三次升級改造后，網絡設備運行更加穩定，市局互聯網出口擴容為1Gb/s，基層單位的網絡干路帶寬保持在200～300Mb/s，基層29個一線班組已全部實現通信網絡的寬帶無線接入，可登錄電子政務內網和互聯網撥打黃河內線電話，網絡帶寬達到30Mb/s以上，保障了基層單位及防洪工程信息系統的高效穩定運行，有效解決了目前基層信息網絡系統中存在的網絡帶寬小、覆蓋率低、安全保障率低等問題。

2 目的

在第三次焦作黃河專網干路升級中，需要用新的電信級回程傳輸設備代替原有5.8G無線傳輸設備。為節約投資，我們用原來5.8G無線傳輸設備天線配備新的電信級回程傳輸設備AP作為電信級回程傳輸設備。運行一段時間后，通過焦作黃河專網管理系統進行遠程管理，發現大虹橋至孟州、大虹橋至溫縣和大虹橋至沁陽三跳傳輸設備運行不穩定，特別是大虹橋至孟州和大虹橋至沁陽兩跳尤為嚴重，不定時出現大延遲、丟包甚至中斷現象。該問題已嚴重影響數據傳輸和正常辦公，成為急需解決的問題。

3 方法

3.1 成因分析

經過研究分析，造成上述問題的因素主要有以下兩方面。

①共址布設設備過多，大虹橋基站共有4條干路、2條支路、6臺5.8G寬帶無線接入設備。由于共址布設同頻段設備較多，設備間距過?。?～3m），雖然已經進行設備頻點預設，盡量避免相互干擾，但因設備過于密集，導致網絡傳輸穩定性下降。

②大虹橋至孟州和大虹橋至沁陽傳輸距離較遠，分別為48km和30km。電磁環境更加復雜，電磁干擾造成網絡傳輸帶寬和質量嚴重下降。

3.2 解決方案

①合理調整5.8G寬帶無線接入設備頻段、頻寬，升級現有5.8G寬帶無線接入設備固件并重啟設備。

②更換大虹橋基站至溫縣傳輸的設備天線為±45o 2×2雙極性天線，提高抗環境干擾能力，減少設備間的相互干擾，從物理層面避免相鄰頻段相互疊加引起的干擾。

③將大虹橋至孟州和大虹橋至沁陽原來4端傳輸協議為802.11n的5.8G無線傳輸設備，使用天線轉換器轉換為最新802.11af協議的無線傳輸設備。該傳輸協議可使用稀有頻段，從而有效降低頻段干擾，實現低延遲的遠距離傳輸。

3.3 實施

2017年1月上旬，按照上述解決方案第一步，調整了部分5.8G寬帶無線接入設備頻段、頻寬，升級了所有5.8G寬帶無線接入設備固件并重啟，設備運行狀況有所好轉。

由于焦作河務局重點科研項目“黃河壩岸險情監控報警報險系統”在溫縣大玉蘭控導工程，加上溫縣河務局用戶較多，為確保網絡傳輸質量，2017年1月中旬按照上述解決方案第二步，更換大虹橋基站至溫縣傳輸設備天線為±45o 2×2雙極性天線，提高抗環境干擾能力，減少設備間相互干擾，從物理層面避免相鄰頻段相互疊加引起的干擾，解決了大虹橋至溫縣傳輸設備運行不穩定的問題。

為進一步節約投資，用天線轉換器（見圖1）將大虹橋至孟州和大虹橋至沁陽原來的4端5.8G無線傳輸設備天線轉換為新的電信級回程傳輸設備AP的適配天線。經咨詢，暫無此天線轉換器，但可以定制。2017年3月上旬，定制套件到貨，按照上述解決方案第三步，用天線轉換器將大虹橋至孟州和大虹橋至沁陽原來4端5.8G無線傳輸設備天線轉換為新的電信級回程傳輸設備AP的適配天線。更換后設備運行恢復正常。截至2017年12月，大虹橋基站4條干路、2條支路所有5.8G寬帶無線接入設備已恢復穩定運行9個多月。

需要說明的是，解決上述問題期間，網絡傳輸通過備用線路傳輸，即沁陽局、孟州局、溫縣局連接至沁陽局基站至市局。

4 創新點

①合理調整5.8G寬帶無線接入設備頻段、頻寬，升級現有5.8G寬帶無線接入設備固件并重啟設備，是解決共址布設設備過多、避免設備間相互干擾的關鍵。

②定制的天線轉換器可以將原來傳輸協議為802.11n的5.8G無線傳輸設備轉換為最新802.11af協議的無線傳輸設備，提高抗環境干擾能力，減少設備間的相互干擾，從物理層面避免相鄰頻段相互疊加引起的干擾。

5 結果

5.1 應用情況

2017年3月在大虹橋基站應用至今，4條干路、2條支路所有5.8G寬帶無線接入設備已恢復穩定運行9個多月。為避免類似問題發生，2017年4月上旬，我們把定制的天線轉換器用于焦作至沁陽、焦作至武陟一局和沁陽局至溫縣三跳備用傳輸線路，保障了基層單位及防洪工程信息系統的高效穩定運行。

5.2 效益

綜上所述，若大虹橋至孟州、大虹橋至溫縣、大虹橋至沁陽、焦作至沁陽、焦作至武陟一局和沁陽局至溫縣六跳5.8G寬帶無線接入設備天線全部更新為抗干擾能力較強的5.8G寬帶無線接入設備天線，需投資3.68萬元。我們通過對5.8G寬帶無線接入設備的有效管理，更新了1跳5.8G寬帶無線接入設備天線，5跳采用定制的天線轉換器，投資1.02萬元，直接經濟效益2.66萬元。可見，利用焦作黃河專網管理系統，可實現遠程對網絡設備的有效管理，能及時發現問題并采取有效措施，保證專網的穩定運行。

6 結語

在無線網絡工程建設中，如何合理運用設備特性組建高效、穩定的網絡鏈路，以及建成后如何保證專網的穩定運行，如何實現對網絡設備的有效管理，并及時發現問題采取有效措施，已成為當前急需解決的問題。該項目采用天線轉換器將原來傳輸協議為802.11n的5.8G無線傳輸設備轉換為最新的802.11af協議的無線傳輸設備，并應用無線網絡的綜合管理技術，提高了網絡傳輸質量，保證了焦作黃河專網的穩定運行。

參考文獻：

[1]邢棟，潘振宇，張興源，等.焦作黃河專網改造及管理系統的開發應用[J].河南科技，2016（23）：29-31.