從伊利集團奶源視頻監控解決方案看PMP微波方式在寬帶接入中的應用

姜雷+楊瑞+孫增澤

摘 要：面對當前網絡運營商普遍面臨的難題（例如傳輸網能力不足、新鋪光纜投資大、后續線路維護難等），中國移動內蒙古公司創造性地選取了PMP微波方式（點對多點微波）進行寬帶接入，同時在微波覆蓋不到的地區采用光纜接入（PTN覆蓋區域內采用PTN接入，PTN未覆蓋區域采用SDH接入）。此舉不僅解決了寬帶接入難題，實現了伊利集團視頻監控網絡接入全國項目試點建設工作。

關鍵詞：數字微波通信；一點對多點；PMP微波；接入；視頻監控

中圖分類號：TP273 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）07-0151-02

Abstract： Faced with the current network operators generally faced with the difficulties （such as the lack of transmission network capacity， new fiber-optic cable investment， difficult maintenance of subsequent lines， etc.）， China Mobile Inner Mongolia Company has creatively selected PMP microwave mode （point-to-multipoint microwave） for broadband access. At the same time， PTN access is used in the area where microwave coverage is not available， and SDH access is used in the area covered by optical fiber cable. This not only solves the problem of broadband access， but also realizes the pilot construction of Yili Group's video surveillance network access to the national project.

Keywords： digital microwave communication； point-to-multipoint； PMP microwave； access； video surveillance

1 數字微波通信

1.1 數字微波通信特性

微波作為通信的一種傳輸方式，數字微波通信是指利用微波攜帶數字信息，通過電波空間，同時傳送若干相互無關信息，并進行再生中繼的通信方式。隨著我國信息技術的飛速前進，通信網的建設也正在飛速發展，一點對多點（PMP：point to Multi-Point）微波通信系統作為組網的一種手段亦得到了較快的發展，它與點對點微波通信系統互相補充，成為微波通信領域中的一支新秀。

數字微波通信受到世人的青睞并被普遍適用，具有一定的特性：（1）抗干擾能力強，線路噪聲不積累。（2）保密性強。數字信號易于加密，除了設備中已采用了擾碼電路外，還可以根據要求加入相應的加密電路；微波通信中使用的天線方向性好，因此偏離微波射線方向是接收不到微波信號的。（3）便于組成數字通信網。數字微波通信系統中傳輸的是數字信息，便于與各種數字通信網相連，并且可以用計算機控制各種信息的交換。（4）設備體積小，功耗低。（5）通頻帶寬，通信容量大。

1.2 一點對多點微波通信

一點對多點微波通信系統是一種分布式的無線電系統，它是在空間上從一點到多點傳輸信息。這種系統由中心站（基地臺）和次級站（用戶）組成的通信網絡構成。基地臺應構成覆蓋360°方向的圓形無線區域，而用戶一側只要設置一個面對基地臺方向的小型定向天線，很容易地建立起通信線路。每個用戶站可以分配十幾或數十個電話用戶，在必要時還可通過中繼站延伸至數百公里外的用戶使用。

一點對多點通信方式應用一種無線寬帶接入方式，多個用戶共用一種載頻和一個基地臺設備。這樣使得無線頻率得到有效利用且設備利用率較高。基地臺的監控系統能夠高效地監控每個用戶線路的狀態和設備狀態，并且基地臺能為用戶進行維修。該系統適用于用戶比較分散且業務量小的系統，如城市郊區、村民點、沿海島嶼的用戶以及分散的居民點，且較為經濟。

2 高寬帶接入：時代的要求

近年來，伊利集團先后累計投入超過15億元建設安全奶源基地。奶源基地的建設，關鍵的一環在于要加強對于奶源基地的集中化監管。然而，奶源基地往往具有地域分散、交通不便等先天不足，因此，利用信息化的手段進行監管無疑是實現對奶源基地有效監控的最佳途徑。應此要求，如何實現對奶源基地的監控與信息化管理作為一個新的課題被提出，成為伊利集團奶源基地建設的當務之急。2011年10月，伊利集團原奶事業部奶源監控項目立項，該項目計劃對伊利集團分布在全國20個省、市、自治區、直轄市的3700個牧場和奶站進行集中化視頻監控，其中，內蒙古自治區內信息點1045個。2012年7月，伊利集團啟動全國視頻監控網絡接入項目招標工作。根據綜合評標結果，最終選定中國移動內蒙古公司為“伊利集團原奶事業部呼和浩特市地區視頻監控網絡接入中選供應商”，為伊利集團分布在呼和浩特地區的135個奶源基地（其中牧場67個、奶站68個）提供寬帶接入服務，該工程包括監控點的接入和接入區域相關基礎網絡的配套建設。

經過調查，我們發現奶源（奶站和牧場）多散布在廣大的農村地區，傳統上屬于區域通信能力較差的地域。而伊利奶源視頻監控應用要求高帶寬接入，這無疑為視頻監控工程的建設造成了巨大的障礙。就目前國內各通信運營商的實際情況來看，無論是中國移動還是中國聯通、中國電信，無論是內蒙古地區還是國內其他省份，都面臨著一些共同的難題，即傳輸網能力不足、新鋪光纜投資大、后續線路維護難、奶源信息點經常變化帶來投資損失。endprint

如何解決伊利奶源視頻監控項目工程中所存在的矛盾，考驗著中國移動內蒙古公司的工程師們。

3 PMP微波方式——解決視頻監控寬帶接入難題

伊利奶源視頻監控項目監控點大部分集中在呼和浩特市土默特左旗（65個），其余散布在市郊、武川縣等地區（市郊賽罕區15個，市郊玉泉區6個，武川縣3個，清水河縣3個，和林縣19個，托克托縣24個），分布范圍幾乎覆蓋呼和浩特市全行政區域，面積超過1萬平方公里，具有分布范圍廣泛、變動性較大等特點。

基于綜合監控點分布范圍大、監控系統可靠性要求高、組網靈活方便等特點，并考慮后續相應農村地區互聯網接入能力建設，中國移動內蒙古公司采取PMP微波方式為主、光纜接入為輔的接入方式開展奶源視頻監控工程建設。以實地監控點分布特點為依據，在視頻監控點分布相對密集的區域，采用PMP微波方式（點對多點微波）進行接入，其他微波覆蓋不到的區域采用光纜接入（PTN覆蓋區域內采用PTN接入，PTN未覆蓋區域采用SDH接入）。

伊利奶源視頻監控網絡邏輯拓撲圖如圖1：

傳輸系統圖如圖2所示：

奶源視頻監控系統實測情況數據統計來看，利用該模式搭建的視頻監控系統項目經受住了實踐的驗證，表現出了強有力的實踐操作優勢，圓滿解決了企業客戶的實際應用需求。

PMP微波接入方式以視頻監控點實際分布特點為依據，綜合了PMP微波通信方式的優勢，為伊利等企業解決實際應用問題的同時也為項目承擔企業節省了大量的成本，為雙方帶來了巨大的經濟效益和綜合社會效益。

4 效益凸顯——經濟與社會效益的和諧統一

4.1 基礎網絡的建設為網絡長期規劃奠定了堅實基礎，在電路容量等方面增加了網絡的承載能力

本次基礎網絡建設完善后，可新增8GE的PTN電路容量，除解決46個基站的PTN接入；提供約248個GE端口的接入能力，額外滿足248條固定集團專線的接入；提供約700跳微波的接入能力。

4.2 獨辟蹊徑實現乳制品行業多點奶源基地的實時視頻監控和信息化監管，為食品安全生產提供技術保障

PMP微波接入方式的引入解決了多點分散式布局的奶源基地監管難題，從源頭保證了乳制品生產的安全監管實施。伴隨著技術進步與信息化發展，越來越多的領域已經開始了信息化進程，信息化的引入不僅保證了高效運營，也為企業和社會節省了大量資源。伊利集團奶源視頻監控的成功實施得益于中國移動內蒙公司的技術創新，這項技術創新也在更高層面上為加強食品領域監管提供了優秀經驗。

4.3 為同行業乃至其他領域的寬帶接入提供了示范案例

從人類過往的歷史來看，一項技術創新所帶來的意義往往不僅限于獨立的某一個事件，而是能為人類生活的其他領域帶來革命性的變化，人類歷史上幾次科技革命的變革也都說明了這個問題。高寬帶PMP微波接入方式的達成，首先是為自治區其他地區伊利奶源監控接入項目提供了示范案例，實現伊利集團視頻監控網絡接入全國項目試點建設工作；其次，她的廣泛應用以及經驗推廣也必將會帶動其他諸如交通運輸、公共安全等領域的信息化進步。

從實踐中出發，用技術創新帶動產業優化與進步正是我們所希望看到的形勢。在日益多元化與不斷變化著的世界，人類前進的道路有許多條，科技是人類進步的最強推動力并已經不斷地在被歷史證明。人類每跨出一步都會伴隨著一次生產技術的創新。而生產技術的創新從來不是高新領域的專利，如何運用技術創新改善傳統領域生存狀態、帶動傳統領域產業優化與發展跨越，正在成為社會所期望的事情，也等待更多的人去探索、去追求！

參考文獻：

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[4]白立鋒.點對多點無線通信系統設計與實現[D].西安電子科技大學，2010.endprint