北京市朝阳公园5.8GHz 点对多点无线视频监控系统应用解析

系统简介

北京朝阳公园位于北京市朝阳区的中部繁华地段，北至亮马桥路，西至朝阳公园路，东至东四环路，南至朝阳公园南路，南北长约 2.8 公里 ，东西宽约 1.5 公里 ，这里常年举办各种大型娱乐与经济交流活动，是面向社会综合展示北京新貌的一个重要的对大众开放的活动场所，同时朝阳公园又是北京面积最大的公园，2008 年北京奥运会沙滩排球场就建在该园东门，在公园北区将建设亚洲第一高的魔天轮。

因此，公园的安保监控十分重要，公园管理部门可以通过远程视频监控轻松地掌握园区内人流的分布、突发应急事件的防范处理、举办活动中的违规行为管理、走失人员寻找，并根据需要将视频监控现场的图像通过专线网络上传到朝阳区政府如朝阳区公安局、环保局、城管职属管理部门的视频监控中心，并通过综合联网管理服务器控制前端监控设备，为政府决策提供直观的实时视频信息。

朝阳公园园区内由于建有多处大型游乐设施，其余区域均为绿化及部分商业设施，难以为传输视频监控系统铺设覆盖全园区的地面有线通信网络。由于公园经常举办大型文化商贸交流活动，需要根据实际占地调整展览区域，采用有线监控难以满足临时场地监控的要求，朝阳区政府信息办选择 HiCON 5830IP 5.8GHz 点对多点无线监控产品组建可覆盖全园区无线视频监控系统。

朝阳公园 5.8GHz 宽带无线视频监控系统自 2005 年 5 月开始，历经 2006/07 三年分三期扩容建成了以公园南门监控室为中心的，覆盖全园区的无线视频监控系统。

北京朝阳公园平面示意图

主要业务

北京朝阳公园无线视频监控系统在公园南门会议室设立一个视频监控处理中心，在公园内设立了多个无线远程视频监控点组成。系统采用 HiCON 5830IP 5.8G 无线点对点 / 多点通讯系统作为视频传输设备并采用 PieeorPLUS NV1000T MPEG4 网络视音频编码器将各个视频监控点的图像转换为 2Mbps Full D1(720X576 解析度 )IP 视频流传回监控中心处理。

在视频监控中心，经由无线网络传回的各点 IP 视频流，先经视频流转发服务器转发，其中一组 IP 视频流直接通过 NV1000R MPEG4 网络视音频解码器还原为模拟图像，再通过视频分配器、视频矩阵、九画面分隔器及 DLP 大屏控制器分别输出到由等液晶电视与 DLP 组成的电视墙上显示，在监控中心工作人员可通过与视频矩阵连接的控制键盘远程遥控所有监控点上的云台和镜头动作，还能通过视频解码器到视频编码器的广播级话音通道进行语音广播，所有视频图像的录像由 DVR 处理；经过视频流服务器转发的另一组 IP 视频流通过光纤通信网络传回朝阳区信息网络中心汇入北京平安城市监控体系。

　　　

　　　　　　朝阳公园 HiCON 5.8GHz 无线视频监控网络组网系统示意图

应用解析

 

北京朝阳公园 5.8GHz 点对多点无线视频监控系统全网分为三级联网架构：

（ 1 ）第一级联网架构，视频监控处理中心——公园南门视频监控室；

（ 2 ）第二级联网架构，无线中继转发站——公园蹦极塔和跳伞塔； 朝阳公园内监控中心为一层平房，各个无线监控站上的监控立杆大多数高度不超过为 4.5 米 ，少数监控立杆达到 6 米 ，在各个无线监控站到监控中心之间是大片茂密的树林、假山、大型游乐设施，难以实现 5.8GHz 视距通讯的要求。为此，我们以公园内的蹦极塔（无线设备安装高度 80 米 ）、蹦极副塔（无线设备安装高度 55 米 ）和跳伞塔（无线设备安装高度 75 米 ）做为朝阳公园无线视频监控全网的无线中继转发站。

在上述三塔塔顶至南门监控中心房顶安装了 4 套 HiCON 5830IP 点对点无线网桥作为中继站到监控中心的无线骨干链路，每套点对点无线链路实测有效通讯速率都在 30-40Mbps ；在三座作为无线中继站的塔顶安装了 HiCON 5830IP 点对多点 60° 扇区中心站 AP 8 台，其中一期工程安装 3 台，二期工程扩容 5 台，共接入无线监控远端站 25 个。

下图为朝阳公园无线监控系统一期 2 个无线中继站和中继站上负责提供 60° 扇区覆盖的点对多点无线扇区站—— AP 的安装实景 拍摄照片。

朝阳公园蹦极主塔 朝阳公园跳伞观光塔

中继汇集站上 2 台 AP 60 ° 同向覆盖扇区

 

（ 3 ）第三级联网架构，无线视频监控前端站——遍布公园内的 30 多个无线视频监控站。朝阳公园无线视频监控前端站实景拍摄照片如下图：

朝阳公园无线视频监控系统 二期无线视频监控前端

 

　　　

朝阳公园无线视频监控系统 一期无线视频监控前端

 

下图为朝阳公园安装的 HiCON 5.8GHz 无线视频监控网络系统无线视频监控前端设备连接示意图：

无线监控立杆就安装在园内需要视频监控的路边，考虑到无线监控系统整体的美观， HiCON 5830IP 点对多点无线网桥远端站一律采用内置集成天线设计，在部分站点安装的 NV1000T 网络视音频编码器也提供 1 路广播级双向音频。

三级联网架构之无线中继转发站的引入，轻松解决了朝阳公园内各无线监控前端到监控中心的视距传输问题，下图为部分无线监控远端站到监控中心的无线路由示意图：

 

特点

北京朝阳公园视频监控系统有以下特点：

•  视频监控点分布密集：

北京朝阳公园视频监控系统始建于 2005 年 5 月，并于 2006 年 5 月进行了第二期扩容，两次工程的主要无线视频监控点大多集中在公园南门向北 800 米 内，这也是公园各种设施最集中的地方，包括假山、林木、大型游乐设施、公园建筑物密集分布，自然这里密集部署了近 30 个监控点位，如此密集的监控点，都要求将无线 IP 视频图像无遮挡的传回南门监控中心（一层平房）。

由于监控以人流为主，各监控点系统一律安装在路边，采用集中供电，即在监控立杆上集中安装室外高速球型摄像机、视频编码器和无线网桥，受防雷限制和出于美观考虑，各监控立竿高度普遍在 3.5 米 -6 米 之间。

 

•  视频监控高清晰、实时性好：

朝阳公园无线视频监控系统以对游人监控管理为主，因此要求可以在 200 米 距离内不仅能够有效识别人体动作还要求在聚焦后能分辨人脸活动，这要求位于无线视频监控前端的视频编码器能以 720X576 解析度编码并按每秒 25 帧实时将编码后的 IP 视频流传回监控中心。

PieeorPLUS NV1000T MPEG4 网络视音频编码器当采用 2-6Mbps 编码速率工作时，可以满足胜任上述需求，考虑无线主干链路的带宽负载，公园内除跳伞塔安装的三台可以鸟瞰公园全景的摄像机采用 3Mbps 编码码流外，其余各点均采用 2Mbps 恒定编码码流。

 

•  视频监控系统提供多种双向传输通道，不仅支持视频上传，还提供远程控制、话音对讲和语音广播、宽带等功能：

在朝阳公园安装的 HiCON 5.8GHz 无线视频监控网络系统中，作为覆盖接入用途的 M5830S-AP 可为 4 个监控远端站提供合计 16Mbps 的有效上行速率和 8Mbps 有效下行带宽，除去每个监控点实际的 2Mbps 编码码流上传 IP 视频流量和下行 9.6Kbps 云台及镜头控制数据流外，剩余带宽足以支持出 1 路下行 256Kbps 广播级语音通道并能支持无线 WLAN 接入。

在监控点安装的 NV1000T 网络视频编码器和在监控中心安装的 NV1000R 网络视频解码器可以组成 2 个 RS485 或 RS422 通明数据通道，其中之一用于传输监控中心到监控点上控制云台和镜头的下行控制数据，另一路也可作为数传通道，此外，每一台 NV1000T 还提供 2 路 DI/DO 报警输入，可以作为报警或传感器触发。

 

•  全天侯工作，稳定性高：

在上图中配置的室外防水机箱内安装有无线网桥网线供电盒POE、无线网桥电源、云台解码器、摄像机电源和NV1000T网络视频编码器，在北京7-8月份夏季的正午阳光直晒下，即使配有散热风扇，室外防水机箱内温度常常高达+ 50℃ 以上，NV1000T网络视频服务器的金属外壳表面温度有时可高达+ 60℃ 以上，这无疑对无线监控系统稳定连续工作提出了苛刻的挑战。

所幸的是，在朝阳公园 HiCON 5.8GHz 无线视频监控网络系统中安装的 HiCON 5830IP-AP 室外点对点 / 多点无线网桥工作温度从 -40℃ 到 + 60℃ ， PieeorPLUS NV1000T 工作温度从 -30℃ 到 + 70℃ ，通过连续多年的持续运转，事实证明，凡是安装有 NV1000T 网络视频编码器的监控点从 未出现由于过热导致网络视频编码器死机的现象，从而对无线监控系统连续高稳定工作作出了贡献。

 

•  系统扩展性好：

朝阳公园 HiCON 5.8GHz 无线视频监控网络系统在实施中为实现 5.8GHz 视距通讯，以公园内的蹦极塔、蹦极副塔和跳伞塔做为无线监控全网的中继转发站，在上述三塔塔顶至南门监控中心房顶配置了 4 套点对点无线骨干链路，每套点对点无线链路实测有效通讯速率都在 40Mbps 以上；在三座作为无线中继站的塔顶周边安装了可覆盖 60° 扇区的 AP 8 台，其中一期工程 3 台，二期工程扩容 5 台，共接入无线监控远端站 25 个。下图为朝阳公园无线监控系统一期 2 个无线中继站和中继站上负责提供覆盖的 AP 安装实景 拍摄照片：

HiCON 5830IP-AP 可以工作的频段从 5.15-5.85GHz, 合计 700MHz 无线频宽，在同一物理站址，即使仅使用 5.725-5.85GHz 无线频段，也可安装 12 台 AP 而不会发生互相通讯干扰的情况出现；单台 AP 可以提供不低于 16Mbps 的上行有效速率，该有效速率只要保证无线链路增益就不会发生因为 CPE 到 AP 的距离增加而下降。如果安装每个无线监控远端站 1 路视频 2Mbps 编码，则 1 台 AP 可同时接入 6 台 CPE ， 12 台 AP 可实现以该物理站地址为中心方圆 20 公里半径区域内 72 个无线远端站的视频实时上传，如果使用其它频率则上述接入 CPE 的数量将翻番。

目前，在国内无线监控市场， HiCON 5.8GHz 无线视频监控系统在同一物理中心站址上实现的最大接入 CPE 数量已经达到 80 多个，充分体现了 HiCON 5.8GHz 无线监控系统优异的网络扩展性。

 

 

组网原则

 

根据网络健全性和业务运营的总体考虑，我们提出以下的组网原则：

•  采用 HiCON 的 5830IP-5830S 无线设备作为各中转站到监控中心的骨干点对点中继无线链路，采用 5830IP-M5830S 无线设备作为各中转站到无线监控远端站点对多点无线接入链路。

•  由于朝阳公园地处朝阳 CBD 核心区，周边被国贸、京广商圈包围，是 5.8GHz 无线应用部署较为密集的地区，因此总体设计必须做网络优化设计；原则上应采取多中转站、少扇区和小角度扇区覆盖的策略。设计重点以解决无线同频率干扰为第一优先。

•  根据朝阳公园无线监控为全 IP 业务的特点，以高效的 IP 流量管理配合 HiCON 5830IP 的动态带宽分配，提供高的集线比以满足业务带宽的要求，同时又能满足各监控点今后新增监控图像的要求，设计 1 台 AP 最多接入 4 个 CPE 远端站的组网原则。

•  中转站选点：以配合传送骨干网的位置为首要考虑；具有足够天线高度的制高点为次要考虑。主体设计应根据接入点的视距链路做设计计算，再利用 OFDM 的视通能力作为补充手段，来完成链路的接入规划。

•  分阶段建设；早期采用 2 扇区及 4 扇区的中心站混合设计，以满足用户带宽需求为主。

•  扩容策略：按用户数和带宽增长，在满足载干比的条件下可扩容为 6 扇区结构，并合理调配 CPE 接入 AP 的数量，具体地说，就是在二期扩容时，将一期 CPE 重新编组，与二期 CPE 一起采用就近、窄扇区角度方式重新接入 AP 编程，以最大限度避免频率干扰，并预留足够的工作频率信道。

 

在采用上述组网原则设计的一期监控中心到蹦极塔附塔无线路由中，在点对点无线骨干中继链路上，虽然距离仅为 600 米 ，但仍在两端的无线设备上采用了外接 0.6 米 直径的抛物面天线，以提供更窄的半波角度（抗干扰）同时 2 套分别安装在监控中心到 2 个中转站的点对点骨干无线链路在夹角仅有 30 ° 就实现了频率的复用；同样在蹦极塔附塔上选择距离地面 20 米 高度安装无线中继设备以防止来自公园周边的同频无线信号干扰。此外， 2 台 60 ° AP 扇区覆盖的 CPE 都不超过 45 ° 。采用同样原则设计的观光塔中转站， 60 ° AP 扇区覆盖的 3 台 CPE 在 30 ° 水平方位角以内。

2005 年 9 月，北京朝阳公园无线 IP 视频监控网络经过近半年的试运行，获得有关部门终验投入正式运行（现已于 2007 年 5 月扩建三期）。在此，我们欢迎各界人士前往观摩并现场进行技术交流。如欲前往请提前预约，我们将尽力安排，同时为您准备相应产品技术介绍，在现场我们还将为您介绍使用 HiCONTECH 产品组网的详细步骤。