中國建設(shè)銀行四川省分行無線DDN網(wǎng)絡(luò)
中國xx銀行xx省分行無線DDN網(wǎng)絡(luò) 接入方案 1. 可行性分析 1. 概述 進入90年代以來，世界經(jīng)濟發(fā)生了顯著的變化，銀行業(yè)進入了一個全新的發(fā)展時期 ，信息與網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用將是體現(xiàn)21世紀(jì)銀行競爭力的重要尺度。目前，xx銀行xx省分行信 息系統(tǒng)采用的主要手段為：租用郵電公用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)。這種方式在一定程度上解決了部 分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸問題。但隨著銀行業(yè)務(wù)的不斷增長，營業(yè)網(wǎng)點的不斷增多，新形式下競爭的 加劇要求銀行信譽的萬無一失，各種用戶不斷提出新要求，這時，有線網(wǎng)越來越難滿足 銀行飛速發(fā)展的要求。其缺陷也就顯露出來，集中表現(xiàn)在對郵電線路依賴性過強，難以 應(yīng)付突發(fā)事件，給銀行造成巨大經(jīng)濟損失，例如：當(dāng)郵電線路一旦中斷，銀行根本無法 短時間內(nèi)恢復(fù)業(yè)務(wù)通訊，完全處于被動狀態(tài)，無法通過自身的努力去解決問題。 無線擴頻通信網(wǎng)絡(luò)在許多方面都有無法比擬的優(yōu)越性，它不用鋪設(shè)線路就可以通過 選用先進的調(diào)制方式，提供可與有線光纖相媲美的高質(zhì)量無線數(shù)字通道，它可靠性高、 安全性能好，安裝施工簡便、靈活，便于搬遷和系統(tǒng)升級。因此xx無線DDN網(wǎng)絡(luò)就勢在必 行了。 二、現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)中的問題分析 xx銀行xx省分行目前通信線路主要租用郵電線路。計算中心配置路由器，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 為大集中式處理結(jié)構(gòu)，即在各網(wǎng)點沒有數(shù)據(jù)處理能力，每一筆業(yè)務(wù)均需通過通信線路傳 至分行計算中心，由主機系統(tǒng)進行處理。從銀行業(yè)務(wù)角度來講，此種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有利于保 障各網(wǎng)點數(shù)據(jù)統(tǒng)一、準(zhǔn)確、便于管理，但從另一角度來講，此種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完全建立在通 信線路可靠、暢通的前提之上。銀行的業(yè)務(wù)對通信線路的依賴是如此之大，以至于一旦 通信線路出現(xiàn)問題，各網(wǎng)點所有業(yè)務(wù)都將中斷。因此，銀行迫切需要找到一種可靠、高 效、經(jīng)濟的通信手段，保障網(wǎng)絡(luò)正常運行。 單獨租用郵電線路存在如下不足: 1、專線初裝費及租用費昂貴。租費不能轉(zhuǎn)化為銀行的固定資產(chǎn)。 2、線路不在銀行控制之下，管理難度大。 所有線路由郵電部們管理,如出現(xiàn)問題,銀行無法自行修復(fù)線路.只能向郵電部們報告,由 郵電部們安排查找故障,修復(fù)線路,通常修復(fù)時間少則半天,多則數(shù)天甚至數(shù)周,嚴(yán)重影響 業(yè)務(wù)正常運行. 3、受外界環(huán)境及人為因素影響大. 郵電線路經(jīng)常可能由于市政施工,雷擊或人為搭錯線等因素造成中斷,并且往往由于牽涉 因素多,而導(dǎo)致恢復(fù)周期較長. 4、郵電部門組織結(jié)構(gòu)及服務(wù)效率亟待提高，反應(yīng)速度難以滿足用戶要求。 郵電DDN接入網(wǎng)主要借助公用電話網(wǎng)，DDN主干網(wǎng)則使用專門鋪設(shè)的光纖網(wǎng)。從管理結(jié)構(gòu) 上來講，公用電話網(wǎng)由當(dāng)?shù)厥性捑止芾?，而DDN則由當(dāng)?shù)財?shù)據(jù)局管理。當(dāng)用戶一條DDN線 路發(fā)生故障時，首先需要判斷的即是故障發(fā)生在接入部分還是在骨干網(wǎng)部分，是由市話 局派人檢修還是數(shù)據(jù)局派人檢修。顯而易見，這種組織結(jié)構(gòu)容易導(dǎo)致推諉，扯皮的現(xiàn)象 發(fā)生。從另外一個角度來講，郵電數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展較快，用戶較多，維護力量相對薄弱， 對于線路或其他原因造成的通信中斷，往往不能及時響應(yīng)，在工休日這種情況尤為突出 。 5、由于銀行業(yè)務(wù)實時性強，可靠性要求高， 即使租用光纖或銅纜作為主鏈路，也有必要在不同的路徑上采用不同的傳輸媒介設(shè)置備 份線路以防萬一。 6、線路質(zhì)量難以保證。 郵電為了降低線路xx投資總成本，往往在用戶末 端使用一般的接入設(shè)備，導(dǎo)致線路誤碼多，誤碼率高，影響客戶使用。 7、許多地方有線無法連通。 例如：水域、山地等地形條件不利有線架設(shè)的地方；滿號的市區(qū)，不易大規(guī)模施工架線 、布纜。 8、從申請線路到連通周期長。 從當(dāng)?shù)剜]電局申請線路，到實際布線聯(lián)通，市政審批復(fù)雜，短則3個月，多則長達半年以 上。 基于以上分析可見：無線數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)作為有線網(wǎng)的補充有著非常重要的意義。尤其是 基于銀行目前的需求，無線鏈路可以在短時間內(nèi)建立起來并符合用戶高可靠、高質(zhì)量、 安全保密的通訊要求，是一種既經(jīng)濟又安全可靠的選擇。 三、無線擴頻技術(shù)的優(yōu)勢： 區(qū)別于其他常規(guī)無線系統(tǒng),CYLINK無線產(chǎn)品采用擴展頻譜技術(shù),這是一種軍用技術(shù),是美國 軍方為防止數(shù)據(jù)泄密及對抗敵人的電子干擾而發(fā)展起來的技術(shù),但長期只限于軍事通信使 用.1989年,美國聯(lián)邦通信委員會(FCC),在L、S和C波段總共劃出200多MHz頻帶，供工業(yè)（ I）、科學(xué)（S）和衛(wèi)生（M）部門使用（故稱之為ISM頻帶）。發(fā)射功率限小于1W，不能 影響已有的任何無線通信設(shè)備的正常運行。這些無線電頻帶的開放使用，帶來了巨大的 社會效益，因而后來得到世界上很多國家的贊同，并仿照執(zhí)行。我國也于1996年12月將 S波段及1997年4月將C波段規(guī)劃出來，供擴頻通信使用。 擴頻技術(shù)有如下優(yōu)勢： 1．網(wǎng)絡(luò)安全性高。 能無差錯，保密地進行信息傳輸。發(fā)信端PN碼對用戶信息進行擴頻，從天線發(fā)射后信號 能量很快被衰減到噪聲電平下面。常規(guī)接收機接收不到這種信號，只有PN碼相同的擴頻 接收機，才能在相關(guān)檢測后接收到發(fā)出的信號。而且PN碼可根據(jù)需要隨時變換。 2. 抗同頻干擾性能好。 對所有載波頻率相同、進入接收機的外來干擾信號， 接收機對它們都具有抑制能力，將它們擴展成為寬帶噪聲。結(jié)果使得此接收機只接收PN 碼相同的擴頻信號。 3．抗衰落能力強。 一般來講無線電信號傳播時，衰落是有頻率選擇性的。而擴頻信號將信號功率擴展到很 寬頻帶中，其中一部份信號頻率出現(xiàn)衰落，不會對信號整體接收產(chǎn)生太大的影響。 4．抗多徑效應(yīng)能力強。 由于擴頻系統(tǒng)中采用的PN碼具有很好的自相關(guān)性，互相關(guān)性很弱，不同路徑傳輸來的信 號能容易地被分離開，并可在時間和相位上重新對齊，形成幾路信號功率的疊加，從而 改善了接收系統(tǒng)的性能，增加了系統(tǒng)的可靠性。 5．通訊速率高。 一般從300bps到2Mbps。 6．使用頻率易于申請。 7．自然環(huán)境對擴頻通訊影響小。 雨、雪、大風(fēng)等惡劣天氣對擴頻設(shè)備影響很小。雨衰等損耗對擴頻微波通訊距離的 縮減基本可以忽略不計。 第二章 無線DDN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量分析 美國P-COM公司的無線擴頻產(chǎn)品工作在ISM頻段，頻率從2.4GHZ- 2.4875GHZ,帶寬共87.5MHZ。其產(chǎn)品分為64K、128K、256K、384K、512K5個品種。其帶寬 見表。 | |64SMP |128S |256S |384S |512S | |發(fā)射帶寬(MHz ) |5.1 |10.2 |20.5 |30.7 |41 | |信道數(shù) |15 |8 |7 |4 |3 | 一、容量分析的前提: 1、覆蓋區(qū)的半徑20公里，國內(nèi)中型城市建筑高度的規(guī)模，鏈路視距無阻擋。 2、在覆蓋區(qū)內(nèi)點對點的應(yīng)用占總數(shù)的99%(使用P-COM 24dBi定向天線)；點對多點的應(yīng)用占總數(shù)的1%(使用P-COM 8dBi全向天線)；點對點的通信距離為l～40公里。 3、P-COM PN碼隔離度大約15dB左右。 4、P-COM 24dBi定向天線3dB衰減角為10度(實際3dB衰減角E平面為10度，H平面為7.5度)， 根據(jù)拋物面天線理論，定向天線對天線張角18度以外的區(qū)域影響很小。 5、可以不考慮鄰近信道的干擾：由于發(fā)射機所發(fā)射的最大功率才幾百毫瓦,并且采 用先進的CDMA方式，所以鄰近信道的干擾可以不考慮(有足夠的帶寬而所發(fā)比特 率最大為64Kb/s)；也就是說,在一個點對點的通信中.可以使用所有的頻率(假如 有這種可能)而不會存在鄰近信道千擾。 6、P- COM的發(fā)射機由于采用發(fā)射功率控制技術(shù)，應(yīng)該在滿足通信質(zhì)量的條件下使發(fā)射 功率盡量小。在此，假定所有接收機在不考慮干擾的情況下，所接收的載噪比相 同，都為20 dB左右。 7、關(guān)于接收的考慮：為了滿足鏈路誤碼率為10-6，接收載噪比的闕值為7dB，考慮 鏈路有2-3dB的功率余量，所以應(yīng)該接收的總載噪比為9-10dB。 8、關(guān)于干擾的考慮：只考慮載波干擾比小于20dB- 25dB的因素，否則，載波干擾比對接收載噪比不會產(chǎn)生多大的影響，將不予考慮 。 9、在通信地點確定以后，電波傳輸條件是固定的，可以認(rèn)為近似是恒參信道。 二、鏈路預(yù)算: 以下是15公里（20公里）網(wǎng)點的鏈路預(yù)算（不考慮干擾）： 系統(tǒng)噪聲功率=NFKTB=5-228.6+24.6+67.1+30=-102dBm 發(fā)射功率 1.5dBm(4dBm) 發(fā)射天線增益 24dB 發(fā)射損耗 4dB 自由空間損耗 123.5dB(126dB) 接收天線損耗 24dB 接收損耗 4dB 接收載波功率 -82dBm 接收載噪比 20dB 系統(tǒng)余量 24-26dB 三、系統(tǒng)容量分析: 1、假設(shè)覆蓋區(qū)內(nèi)所有的點對點鏈路都通過覆蓋區(qū)的中心時，系統(tǒng)的容量為： 首先定義點對點的方向如下：將任何一個點對點的連線和X軸正向的夾角定義為 此點對點的方向。由于定向天線的3dB點所對應(yīng)的張角為10度，將同一10度內(nèi)的 所有點對點看為同一個方向。如圖所示： 圖1 一個點對點方向的定義 由圖1可以看出，一個點對點占據(jù)圓周上的20度。根據(jù)空分原理，采用定向天線， 可以區(qū)分不同方向的信號。在此，假設(shè)相鄰的兩個方向采用不同的極化方式，這 樣可以將方向緊密排列，不用保留間隔；并且相鄰方向可有1度的重疊。因為P- COM天線的極化隔離度達26dB，所以不考慮正交極化的干擾。根據(jù)有關(guān)天線的理 論，18度以外的區(qū)域不會構(gòu)成干擾，所以空分復(fù)用時一個方向的寬度為9度，相 鄰方向采用不同極化方式，相鄰方向公用1度的區(qū)域。因而，空分復(fù)用和極化復(fù) 用系數(shù)為20（360/9/2=20）。由于相鄰頻率間不存在干擾，所以頻分復(fù)用系數(shù)為 15。P- COM的碼間隔離度為15dB，那么當(dāng)一個方向內(nèi)存在4個不同碼時，對其中一個碼來 說，其他三個碼（4.8dB）是這個碼的干擾，最差的情況下形成的載干比為10.2 dB（15-4.8）?？偟妮d噪比為9.8 dB[(20DB-1+10.2DB-1)],已經(jīng)接近檢測的闕值，所以同一方向的碼分復(fù)用系數(shù)為 4。四個碼用于其他可能途徑，以避免PN碼間隔離度降低。 假設(shè)覆蓋區(qū)內(nèi)所有的點對點都通過覆蓋區(qū)的中心時，系統(tǒng)的容量為 20×15×4=1200 2、當(dāng)覆蓋區(qū)內(nèi)的點對點是隨機分布時： 實際的系統(tǒng)設(shè)計中，點對點的方向性是隨機的，對任何一個不通過覆蓋中心的點 對點，都可將其平移至中心，定義它的方向。 例如，對圖2中的AB點對，認(rèn)為AB屬于CD方向，因為 AB連線與CD連線平行；同樣，EF連線與CD連線平行， 圖2 隨機點對點的方向示意 認(rèn)為EF也是CD方向。由于覆蓋區(qū)的直徑達40公里，而點對點通信的距離一般小 于20公里，并且天線的方向性很強，只要AB與EF之間的平行距離間隔足夠大，A 與B和E與F是分別可以采用同頻、同極化、同碼進行通信，而且A與B、E與F之間 不會存在干擾。由于點對點的通信距離是隨機的，AB與EF之間的平行間隔也是隨 機的，經(jīng)過計算，同一覆蓋區(qū)內(nèi)同一方向由于平移造成的復(fù)用系數(shù)一定大于2。 在此，認(rèn)為平移復(fù)用系數(shù)為2。如果將8個CDMA碼分為兩組，每組4個CDMA碼，那 么AB與EF可以分別采用不同的碼組，這樣，AB與EF之間的干擾將大大減小。 當(dāng)覆蓋區(qū)內(nèi)的點對點是隨機分布時，系統(tǒng)的總?cè)萘繛椋?1200×2=2400對點對點。 3、覆蓋區(qū)內(nèi)實際的容量數(shù)： ①. 以上是考慮在一條直線上只存在一個點對點的情況，得出的系統(tǒng)容量為2400對點 對點。 ②. 在實際系統(tǒng)中，很可能將出現(xiàn)兩個點對點在一條直線上的情況，如下圖所示： 圖3 兩個點對點在一條直線上的示意圖 在這種情況下，AB與CD需要采用不同的頻率進行分開，系統(tǒng)容量為20×（15/2） ×4×2=1200對點對點。 ③ .在實際系統(tǒng)中，也有可能出現(xiàn)三個點對點在一條直線上的情況，在這種情況下需要 采用不同的頻率進行分開，系統(tǒng)容量為20×（15/3）×4×2=800對點對點。 ④. 在系統(tǒng)①描述的情況占總數(shù)的大多數(shù)，假設(shè)概率為85%；②的概率為10%；③的概率為 5%；則系統(tǒng)的實際容量為2400×85%+1200×10%+800×5%=2200對點對點。 ⑤. 點對多點通信時： 以主機為中心，其它八個從機分布在其圓周上，由于主機天線的無方向性，其 周圍的PN碼不能復(fù)用，最差情況下信道數(shù)減少4*10條。此時由于點對多點通信 信道數(shù)為8，設(shè)有X組點對多點通信，點對點通信信道為2240- 40*X點對多點通信信道數(shù)為8×X，兩者的比例關(guān)系為（90%/10%），可求出X=20 。它說明可以有20個多點通信組，占用信道數(shù)為160條。這個模型未考慮載頻數(shù) 目，實際上最多每個載頻用以一次點對多點通信，即有15組點對多點通信組， 占用120條信道，還有1600條用以進行點對點通信。 較保守估計： 系統(tǒng)可容納的點對點數(shù)為1600對；系統(tǒng)可容納的點對多點數(shù)為15組。 計算時多處留有余量，例如各條線路不會持續(xù)工作，可以考慮激活系數(shù)會帶來 系統(tǒng)容量的增加；實際情況下載波干擾比一般不會低到10.2dB；平行復(fù)用系數(shù) 一般也大于2等等。 四、信道劃分應(yīng)注意的幾個問題 為更好的使設(shè)備運行穩(wěn)定，在實際的工程的信道劃分時，應(yīng)注意以下幾方面的問題 ： 1. 在天線方向相反時，信道的劃分： 當(dāng)兩面天線在同一方向上...
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