天津市津南区防汛视频监控系统微波链路设计方案

【摘 要】天津市津南区地处九河下梢，承担着上泄洪水、中排沥水、下防海潮的重要任务。区内有二级河道16条，河网密集总长度181.8公里，现有泵站14座，闸涵28座。由于泵站、闸涵坐落位置较为偏远，光纤传输受地形、距离因素导致造价高昂，公网3G后期使用成本高等因素，故采用数字微波方式作为传输视频主链路，实时传输视频信号及相关数据，公网3G作为备份链路。

【关键词】数字微波通信数字通信体制数据信号与图像信号

津南区是四个环城区之一总面积387.84平方公里，位于市区东南部，海河下游南岸，河网密集。为了保障社会经济的发展及人民生命财产的安全，防汛任务十分重要。该区地处九河下梢，承担着上泄洪水、中排沥水、下防海潮的重要任务，负有保证市区安全度汛的重要职责。区内有二级河道16条，总长度181.8公里，总调蓄能力1000万立方米，全区现有区管泵站14座，区管闸涵28座，但交通不便，防汛管理上采用人工报送数据方式，不能实时以图像方式直观显示泵站运行及河道水位情况，给防汛工作带来不便，也不符合水利现代化、信息化发展的大趋势。

系统的总体构架是基于分层的思想设计的，由防汛视频监控系统的远端摄像头、泵站开关监测传感器构成采集层，通过数字微波链路进行远程传输，数据到达中心机房后进入视频监控平台，通过监控平台的处理，能够在局域网WEB页面及会商室显示系统中进行展示，用于防汛会商、指挥调度。

视频监控宽带链路是各监控站点与中心机房间的宽带互联网络，是组成防汛视频监控系统难度最高部分，也是该系统的基础条件。通过前期调研，发现各监控点距离中心机房较远，不具备光纤接入条件。本系统需常年运行，公网3G后期使用成本高，且视频图像传输带宽占用大，要求数据传输链路带宽较高，所以需要建设一个高带宽、运维成本低、组网灵活、性能稳定的网络传输系统。经过对现场条件分析，以及设备的性价比，设计使用数字微波设备作为视频数据传输主链路，租用公网3G作为备份链路。

链路系统采用数字微波通信技术，基于该通信技术频段的频带宽，传输信息容量大的特点，设计上行带宽为6M。一套数字微波通信设备可以容纳几千甚至上万条话路同时工作，可同时传输多路高清视频信号等宽频带信号业务。通信稳定、可靠，天电干扰及太阳黑子的活动对其影响小，数字微波通信中继站能对数字信号进行再生，使数字微波通信线路噪声不逐站积累，增加了抗干扰性，因此通信稳定、可靠。通信灵活性较大，微波中继通信采用中继方式，可以实现地面上的远距离通信，并且可以跨越沼泽、江河、等特殊地理环境。在遭遇地震、洪水、等灾祸时，通信的建立及转移都较容易，这些方面比有线通信具有更大的灵活性。天线增益高、方向性强。当天线面积给定时，天线增益与工作波长的平方成反比。由于微波通信的工作波长短，天线尺寸可做得很小，有利于设备的安装及组网，设备采用增益高，方向性强的面式天线。这样可以降低微波发信机的输出功率，利用微波天线方向性强的特点，使微波电磁波传播特定方向对准下一接收站，减少通信中的相互干扰。投资少、建设快，与其它有线通信相比，在通信容量和质量基本相同的条件下，按话路公里计算，微波中继通信线路具有建设费用低周期短、组网灵活、易维护、可扩容、后期使用成本低的特点。

为了保证系统在意外恶劣条件下正常运行，采用联通公司3G网络VPDN方式作为图像传输的备份链路，上行速率设计5.76Mbps。VPDN方式将视频监控网络与公共互联网隔离，保证了运营商侧的高安全专网的接入与承载，所有前端无线监控终端设备都处于专用网络内，数据保密性好，不会受到来自互联网上的黑客及病毒的侵袭，能够有效保证稳定的传输速率和带宽。前端视频监控3G传输按流量计费，为节省流量，中心端系统平台采用召测方式，即平台主动观看视频时产生流量，平时处于待机状态。在中心机房租用10M MSTP链路，作为中心端接收前端3G信号的接入链路。这种备份设计既保证了特定意外条件下系统整体的安全运行，同时又兼顾了后期的使用成本及网络安全的需要。

该工程自建成后已安全运行数年，由于设计之初考虑到未来终端增加、迁址的现实需求。系统运行期间在不改变链路整体构架的基础下对微波链路进行增容、迁址。即免去了二次投资节约了建设成本，又使整个视频系统灵活多变，为防汛工作提供了强有力的保障。

系统组网微波结构示意图

作者简介：王景屹（1978—） 男，天津人，本科，助理工程师，研究方向：通信工程。