無線網橋在視頻監控系統中的應用研究

王興偉

（塔里木油田，新疆 庫爾勒 841000）

0 引 言

隨著通信技術、計算機以及多媒體的進步。我國在多個地方已經建成了多個大型遠程視頻監控系統，以滿足各行各業日益增長的需求。從技術上看，視頻監控系統主要有3個階段的發展過程。第一個階段是模擬閉路電視系統，第二階段主要是“PC+多媒體卡”時代，第三階段主要是IP網絡時代[1]。為了適應未來新的發展趨勢，同時滿足在未來新業務中的需求，視頻監控系統要不斷發展新技術。

云計算視頻監控技術在視頻監控的范圍內取得了很大的進步，該系統采用大數據技術接入互聯網，并且可以充分挖掘視頻監控系統數據背后的信息，同時釋放視頻監控的價值。視頻監控系統的中控中心與被觀察點相距較遠，當被監控點的位置比較分散時，傳統的技術成本高、網速慢，且存在一些特殊的地理條件，如湖泊和高山等時，有線網絡布線很困難[2]。在這種情況下，利用無線網橋技術無線通信的優勢可以快速實現無線網絡的連接，實現控制點和中控中心的數據傳輸，提供了適用于各種應用的視頻監控功能。

1 無線網橋技術的概述

1.1 無線網橋技術

無線網橋主要是指通過指定頻段發射微波信號來實現信息的發送和接收。微波傳輸是線性的，當信號通過無線網橋傳輸時，需要確保在接收點和發送點之間的傳輸路徑上沒有阻礙[3]。無線網橋根據通信機制可以分為兩種，一種為電路網橋，另一種為數據網橋。無線網橋的基本特性與有線網橋相同，它通過接收數據、過濾地址以及轉發數據在各個網絡系統之間交換數據，實現互聯互通[4]。

1.2 無線網橋技術的工作原理

該技術的工作原理可以概括為驗證、訓練、轉發、過濾以及泛洪。每個網橋都會存儲一個動態路由表，網橋將通過反向學習獲取路由信息，并將路由信息存儲在動態路由表中。當其中一個路由數據超過一定的時間限制并且不適用時，網橋會自動刪除該信息以適應網絡拓撲的變化。當網橋接收到數據幀時，它首先查詢路由表，并根據目的地址將其轉發到相應的端口。如果該地址在路由表中不存在，則將使用該地址并將泛洪算法廣播到網絡拓撲中的端口[5]。無線網橋的工作原理如圖1所示，兩個無線局域網A和B通過兩個無線網橋連接，當PC1發送消息時，AP1首先檢查無線網絡前面消息幀的目的地址。如果目的地是A，則丟棄該消息。如果目的地是B，則AP1從端口2向端口3發送消息，端口4將消息轉發給具有目的地地址的設備。

圖1 無線網橋的工作原理

無線網橋的工作模式根據信號傳輸方式的不同可以分為4種，第一種是點對點、第二種是點對多點、第三種是中繼、第四種是反射。第一種工作模式的傳輸方式相對來說是最簡單的，一臺設備發送信號，一臺設備接收信號，常用于只需要連接兩個固定網絡的環境中[6]。第二種工作模式是一個接收機接收多個發射機發出的信號，這種工作方式適用于傳輸距離短、監測點多以及分布密集的情況[7]。組網簡單易操作，成本低，適用于小型網絡，一旦出現故障，整個網絡就會癱瘓。很明顯，這種工作模式成本比較高，在實際的網絡建設中為了節省成本不采用這種模式。

2 無線網橋技術的優勢

無線網橋技術主要是無線射頻技術與傳統有線技術的結合，適合應用在水域、森林、臨時場地以及建筑工地等特殊地理環境的數據傳輸，優勢如下[8]。

2.1 有效提高網絡的延展性

局域網具有較大的傳輸范圍限制，但是無線網橋可以有效提高網絡的擴展性和延伸性，并且還可以連接到距離相對較遠的局域網等，以更有效地進行數據傳輸和信息交流。在無線網橋技術覆蓋范圍內的正常條件下，都可以使用該技術來連接和擴展網絡。

2.2 保證安全的信息傳輸

局域網寬帶是固定不變的，因此數據傳輸的速度會隨著網絡上連接設備數量的增加而減速。但是無線網橋的技術特性之一是它可以在本地網絡上執行必要的網絡分段，有效防止大量的不適當信息搶占信息信道，造成網絡堵塞的現象，以此來保證信息傳輸的速度和信息通道的安全。

2.3 迅速組建通信鏈路

線網橋技術的優勢是可隨時配置無線網絡，隨時添加鏈路，方便安裝和擴展。不僅如此，無線網橋技術可以快速建立通信通道。同時，在無線網橋系統中，維護無線信道只需要維護無線網橋設備，當出現故障時可以快速找到故障原因，恢復線路的正常運行。有線網絡通信維護需要全線巡檢，故障點難以及時發現，線路損壞恢復時間長。

3 無線網橋在視頻監控系統中的應用

3.1 局域網互聯系統結構的構建

由于我國科技的不斷發展，局域網正朝著提高計算機移動計算能力和數據傳輸速度的方向發展。在提高網絡傳輸速度方面，使用以太網和ATM局域網技術可以有效提高網絡傳輸速度；在計算機移動計算能力方面，以網絡的暢通為前提，采用無線局域網技術支持網絡漫游。局域網技術使用移動紅外線和無線電設備，具有建網靈活度高和可移動的特點。在配置網絡時，局域網技術可以結合有線局域網和無線局域網的特點，提高局域網組建的可用性和穩定性。此外，在有效連接廣域網與局域網層面有決定性作用的為無線網橋。

3.2 在基礎建設場地視頻監控系統中的應用

視頻監控在給人們帶來方便的同時，在人們的生產生活中發揮著非常重要的作用，因此具有廣泛的應用，如防火和防盜系統監控等[9]。同樣，基礎設施建設項目也需要視頻監控，但由于經常面臨各種不利因素，完成一個有線視頻監控系統需要的時間比較長，并且工作量比較大。因此，將無線網橋技術應用到其中能夠很好地完成基礎設施場地視頻系統的組建。無線視頻監控的靈活性和便利性都非常高，只需要選擇一個沒有山巒阻擋的交通便利的地方就足夠了。同時在配置安裝無線設備后，就可以收集現場的圖像信息，并且經過無線網橋來進行數據傳輸。

例如，選擇一個變電站并在這個地方安裝視頻監控系統，以便于對站點進行視頻監控。由于環境惡劣，需要采用先進的攝像技術來實現采集高質量視頻圖像的目標。在這個過程中，最關鍵的問題是如何利用5.8 GHz頻段無線網橋來把主機的監控和視頻監控網絡相結合起來，并通過視頻監控和數據傳輸來監督變電站施工現場的狀況。得益于無線視頻監控系統，監督管理人員無需走訪各個基礎設施建設工地，只需通過使用網絡瀏覽器和計算機成像軟件，就可以跟蹤和了解并控制施工現場的實際生產狀態。而且，如果基礎設施施工現場發生事故，則可以通過無線視頻監控全面評估現場情況，同時可以指導其采取合理措施，立即解決問題。借助無線視頻監控，可以有效地對變電站情況進行綜合監控和分析，進而加強對基礎設施建設現場的管理[10]。

3.2.1 無線網橋

本次基礎建設場地視頻監控系統主要采用外置無線網橋樂視Radwin2000c，監控站點包括外部主設備和一個內部電源設備兩個設備來無線連接。室外無線網橋設備是一種高速無線以太網橋，可以在5～6 GHz的頻率范圍內運行，同時根據需要選擇合適的工作頻率。

3.2.2 視頻監控

無線和有線傳輸都有一定的寬帶，假設使用有線寬帶時不進行分析和處理，信息傳輸通道的利用率會降低。因此，這次采用MPEG-4視頻壓縮技術對視頻和圖像信號進行壓縮，以減少數據帶寬的使用，節省寬帶資源，大大提高信號傳輸利用率。

3.2.3 網絡管理

基于無線網橋技術的無線視頻監控系統可以通過本地PC平臺對監控系統進行有效的網絡控制，通過無線網橋與現場設備的連接可以及時監控現場，檢測系統性能。并使用Radwin2000c開放式無線網橋和鐵越視頻進行處理，連接無線視頻監控網絡，就可以使本地PC平臺管理遠程設備，實現無線視頻監控遠程管理。

4 結 論

通過本文的分析發現無線網橋相較于有線網絡而言有著非常明顯的優勢，具有一定的靈活性和移動性，可以充分滿足各種環境的需求，在不同條件下進行數據傳輸。無線網橋技術是一種重要的網絡趨勢，在一定程度上彌補了有線技術的不足，相信必將成為未來互聯網的發展趨勢。