保定某廠房光伏項目工業(yè)無線通訊方案
研華科技

一、需求分析

現(xiàn)場分析:

項目情況為廠區(qū)建筑光伏發(fā)電監(jiān)控項目,通訊部分計劃使用無線的方案。建立無線網(wǎng)絡針對開發(fā)區(qū)屋頂?shù)母采w,目前項目暫分三個區(qū),共18個廠房。總廠區(qū)距離以2千米×2千米估算。數(shù)據(jù)通路目前僅有PLC等少量控制數(shù)據(jù)傳輸,但此方案中所使用的無線產(chǎn)品均為IEEE802.11n新一代無線通訊標準的產(chǎn)品,可為為日后增加視頻監(jiān)控提供足夠無線通訊帶寬。

帶寬分析:

研華無線交換機使用IEEE802.11n進行通訊,最大傳輸帶寬為300Mbps,所使用的產(chǎn)品全部支持MIMO技術(MIMO技術特點將兩條無線通路進行捆綁帶寬翻倍),在主干和需要大帶寬的傳輸路徑中可增加帶寬保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定和可靠。

帶寬需要看視頻部分的碼流和視頻監(jiān)控點位情況而定,以每棟廠房頂一個視頻攝像頭,每個攝像頭1~2Mbps帶寬計算,預計已知區(qū)域的視頻帶寬總和為18Mbps~36Mpbs左右。通過研華Mesh AP EKI-6340系列產(chǎn)品構建的實際骨干網(wǎng)絡帶寬可達200Mbps以上,可用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行?00Mbps以上,因此即便現(xiàn)場具有視頻監(jiān)控的傳輸需求,研華工業(yè)無線通訊設備仍然可滿足通訊需求。

需要解決的問題:

 此方案可以解決以下問題:

1、 現(xiàn)場覆蓋面積廣,需要遠距離傳輸問題

2、 視頻數(shù)據(jù)傳輸中需要高帶寬的問題

3、 戶外應用,需要安裝方便,并支持寬溫和高防護等級等工業(yè)特點。

4、 穩(wěn)定可靠的無線產(chǎn)品,保障系統(tǒng)的安全

5、 避免傳統(tǒng)AP橋接帶寬損耗過多問題

6、 光纖布線復雜、成本高的問題

二、方案規(guī)劃與說明

(一)無線Mesh網(wǎng)絡拓撲圖:

(二)拓撲圖示說明:

1、上圖中6號、14號、17號廠房的“★”代表三射頻工業(yè)無線AP EKI-6340-3。(詳細資料見附帶產(chǎn)品資料)

2、其它廠房上的無線接入點均采用性價比較高的EKI-6331AN產(chǎn)品。(詳見產(chǎn)品資料)

(三)方案概述:

此方案要將覆蓋區(qū)域分成“主干Mesh網(wǎng)絡”及“AP覆蓋”兩部分。分區(qū)原則根據(jù)廠區(qū)及廠房的實地情況而定。初步擬定通過三臺高性能的研華戶外工業(yè)無線Mesh AP EKI-6340-3產(chǎn)品組成主干Mesh網(wǎng)絡(建議組Mesh網(wǎng)絡頻率使用5.8GHZ),再通過分布在各廠房的接入點的EKI-6331AN進行同主干EKI-6340-3網(wǎng)絡進行互聯(lián)。(Mesh網(wǎng)絡的特點在無線網(wǎng)絡有故障點出現(xiàn)時,無線AP會自動選擇另一條途徑通訊,保證數(shù)據(jù)傳輸)。

由于EKI-6340系列AP支持三個射頻,實現(xiàn)在兩個射頻頻組建冗余主干Mesh網(wǎng)絡的同時,第一個射頻進行無線覆蓋。同時,在實施時采用高增益的扇形天線提高傳輸距離并保證帶寬。每個現(xiàn)場點通過EKI-6331AN同骨干Mesh網(wǎng)絡的EKI-6340-3進行通訊。

     

(四)方案亮點

1、Mesh網(wǎng)絡:通過主干組成的Mesh網(wǎng)絡,進行主干信息的通訊。研華率先在工業(yè)無線網(wǎng)絡中使用先進的工業(yè)Mesh技術。在網(wǎng)絡中出現(xiàn)故障點時,網(wǎng)絡可以通過Mesh網(wǎng)絡進行自恢復,研華的工業(yè)Mesh網(wǎng)絡自恢復時間為20ms。保證數(shù)據(jù)通訊的正常穩(wěn)定。

使用Mesh網(wǎng)絡的特點為方便安裝配置,通過Mesh網(wǎng)絡可以進行跳接傳輸(非視距傳輸),大大提高網(wǎng)絡的穩(wěn)定性(網(wǎng)絡可以自愈合),網(wǎng)絡架構簡單靈活,帶寬高。

2、MIMO技術:即多路輸入多路輸出(MIMO)技術,是指在發(fā)射端和接收端分別使用兩個或多個發(fā)射天線和接收天線,信號通過發(fā)射端和接收端的多個天線傳送和接收,從而改善每個用戶的通訊品質(zhì),提高抗干擾能力。

另附Mesh技術白皮書及視頻資料供參考。

三、方案實施說明:

如上圖所示,根據(jù)廠區(qū)的位置,將無線通訊部分分成“骨干Mesh網(wǎng)絡”及“AP覆蓋節(jié)點”兩大部分。骨干基站按4臺預估,但為了盡可能的節(jié)約成本,實施時可先按3個骨干基站安裝并實測,如果實測效果不理想時,再增加第4臺骨干基站的架設即可。

實施規(guī)劃:

1、骨干基站的架設與實施

如上圖所示的6號、14號及17號廠房均采用骨干基站,骨干基站為研華IP67高防護等級寬溫型三射頻Mesh AP,型號為EKI-6340-3。

骨干基站及天線安裝示意圖:

骨干基站、天線及配件見下表:

 

設備名稱

說明

數(shù)量

EKI-6340-3

三射頻基站

1

5.8GHz 23dBi骨干定向天線

用于骨干基站間通訊

2

5.8GHz 14dBi扇形天線

用于所有廠房間無線節(jié)點的覆蓋通訊

2

“1分2”功分器

將覆蓋所用的1個射頻接兩組天線,增大覆蓋角度

2

用于基站與天線連接

8

饋線防雷模塊

用于饋線的避雷

6

網(wǎng)線防雷模塊

用于網(wǎng)線的避雷

1

2、監(jiān)控節(jié)點基站的架設與實施

如上圖所示的1~5,7~13,15~16及18號廠房均采用節(jié)點基站,節(jié)點基站為研華IP55防護等級的高性價比無線AP產(chǎn)品,型號為EKI-6331AN。

EKI-6331AN通過防水膠泥及防水膠帶保護后可以直接裸露在戶外使用,并且其內(nèi)部內(nèi)置了16dBi 5.8GHz雙極化(MIMO)天線,可以直接與骨干基站連接,節(jié)省了天線及饋線等成本。

節(jié)點基站及天線安裝示意圖:

節(jié)點基站、天線及配件見下表:

 

設備名稱

說明

數(shù)量

EKI-6331AN

節(jié)點基站

1

5.8GHz 16 dBi定向天線

已內(nèi)含(在機殼內(nèi))

0

網(wǎng)線防雷模塊

用于網(wǎng)線的避雷

1

 

基站支架安裝

基站支架示意:

由于廠房房頂不便安裝,因此建議采用以下結構的支架對基站進行安裝。

安裝方案(1)

安裝方案(2)

設備及配件匯總表

設備名稱

說明

數(shù)量

EKI-6340-3

三射頻基站

4

EKI-6331AN

節(jié)點節(jié)點

14

5.8GHz 23dBi骨干定向天線

用于骨干基站間通訊

8

5.8GHz 14dBi扇形天線

用于所有廠房間無線節(jié)點的覆蓋通訊

8

“1分2”功分器

將覆蓋所用的1個射頻接兩組天線,增大覆蓋角度

8

2米饋線

用于基站與天線連接

32

饋線防雷模塊

用于饋線的避雷

24

網(wǎng)線防雷模塊

用于網(wǎng)線的避雷

18

基站桿子

骨干基站桿子4個,節(jié)點基站14個

18

避雷針

骨干基站桿子4個,節(jié)點基站14個

18

防水膠泥膠帶

3M 無線高頻專用

18

 
 
 
 
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