港口桥吊远距离数据无线回传协助建设智能理货系统

阅读 · 发布时间 2022-05-12 · UBNT

UBNT AirMax无线网桥

连通 “一带一路” 陆海交汇枢纽连云港

连云港，地处中国万里海疆脐部，南连长三角，北接环渤海，东携亚太经济圈，西扼中西部出海之要，向东与日、韩隔海相望，距离不足500海里，向西通过新亚欧大陆桥，将太平洋沿岸与中亚、西亚乃至欧洲紧密联系起来。2017年6月8日，习近平主席在“中哈亚欧跨境运输视频连线仪式”上指出，要将连云港——霍尔果斯串联起来的新亚欧陆海联运通道打造为“一带一路”合作倡议的标杆和示范项目，共同建设和平之路、繁荣之路、开放之路、创新之路、文明之路。

一带一路

作为江苏省最大的海港，连云港港开港于1933年，独具陆海统筹优势，在“一体两翼”组合大港的总体思路下，目前已建成了“连云、徐圩、赣榆、灌河” “一港西区”格局。航道等级30万吨级，拥有集装箱、铁矿石、粮食、煤炭、液体化工等专业化生产泊位，其中，万吨级以上的泊位70个，综合通过能力约1.6亿吨。以港口为枢纽的海铁、海公、海河江等多式联运体系成熟完善。开通了日韩、东南亚、欧美、中东、地中海、非洲等近70条近远洋航线，与世界160个国家和地区的港口开展通航业务，是中国区域性中心港口、世界级深水大港、集装箱干线港。

一带一路

未来，连云港港还将依托“交汇点”建设，以“共商、共建、共享”为原则，吸引各方战略合作，继续拓展“带”的空间，挺进“路”的纵深，放大向东优势，做好向西文章，形成“桥通、港强、线密、链长”，推动国际物流运输大循环，为落实国家“一带一路”合作倡议做出积极贡献！

港口桥吊监控视频无线回传

【监控室】 - 基站设备选型与规划

港口分东区和西区两部分区域，经过测量东区扇形角度在60°，西区扇形角度为45°，因此基站【接收点】位置选用Rocket基站+60°和45°扇形天线即可覆盖东、西两区。
第二步要计算所需的带宽，一座桥吊上安装10台高清摄像头，每台摄像头需要3-5Mbps的带宽，一座桥吊需要提供30-50Mbps的宽带。东、西两区分别有9座桥吊，单一区域总带宽需求270-450Mbps，而且今后还会增加其他监控以外的连网需求，考虑到带宽要求较高，故而选择AirMax AC系列。
由于这里的架构肯定是PTMP的模式，虽然AirMax AC系列吞吐量有450Mbps+，但是这个是在PTP模式80MHz频宽下的吞吐量，如果切换到PTMP模式频宽最高是40MHz，那么理论上吞吐量应该减半到225Mbps+，所以单一区域需要用两套基站来覆盖，才能满足当下和未来的带宽需求。这样推算得知东、西两区各用两套基站，那么监控室楼顶将会共址安装4套基站设备，对基站的共址安装抗干扰能力有较高的要求，综上所述，基站最终选型Rocket Prism AC，这款具备airPrism带通滤波技术和GPS同步功能非常适合密集部署。

信号覆盖

【桥吊】 - CPE端设备选型

由于桥吊会根据船舶靠岸的位置，沿着岸边平行移动以便为船舶卸货，如果桥吊上CPE端采用PBE、NBE等定向天线的回传设备，一旦桥吊移动无线链路就会断开。为了解决桥吊移动中还需要保持无线链接的问题，可以在桥吊上采用全向天线，但是经过测试全向天线存在两个问题：①如果两个桥吊紧挨着作业会导致相互之间较强的干扰；②全向天线的信噪比很难提高，导致无线链路的速率一直很低；
最后，根据多次推演、计算和尝试，在桥吊上采用AirMax AC扇形天线能较完美的解决以上移动、干扰、信噪比的问题，使得桥吊即便任意移动也能保持较高的链路速率。(下图岸边红色装置即为桥吊）

【监控室】基站接入点设备安装

监控室楼顶比较复杂，有很多移动基站和其他网桥，对UBNT的设备有了更多未知的干扰。考虑到这样的客观因素，在事先现场勘查时通过UBNT的AirView程序做了频谱扫描，发现5180~5220MHz有较强的干扰，故在频谱规划时有意避开了这个频段。

Airview

将预先配置好的基站抱杆安装对准桥吊，并同步安装浪涌保护器并良好接地，最后将GPS模块吸附在支架上。

基站安装

【桥吊】CPE回传设备安装

CPE安装

【设备调试】

全部UBNT AirMax设备安装完毕后，接着就开始了为期2天的调试环节。因为UBNT在网桥设备上已经做到了极致优秀，所以整个项目效果的好坏主要在于“人”的因素上：1，方案设计、产品选型；2，实地勘查、无线规划；3，设备安装、现场调试；可以说每一个环节都是项目成败的关键。
这次项目也再次印证了这个观点，即便前期已经推导了N次方案，也提前在现场的多处实地做了勘测，等到设备全部安装完毕并且无线连上以后，我们看到的情况是这样的↓

调试前

调试前

普遍非常弱的信号，堪忧的连接容量，当然对应的也是卡顿的监控视频质量。实际测速大概只有3~30Mbps左右，满足一座桥吊都非常困难。为了能达到预期的规划效果，逐个对设备进行调试是必不可少的了，尤其方便的是UNMS app里的天线校准工具，一手调天线方向一手看信号强度大大提高了工作效率。

调试后
顶着当头的炎炎烈日，经过2天多垂直上下了估计1000米后终于将整套系统调试完毕，信号强度和连接容量有了极大的提升，可以说是质的变化。

调试后

信号强度最大提升42db，平均提升27.6db；上行连接容量最大提升1464.8%，平均提升246.2%；

这次调试的结果说实话有些出乎我的意料，因为毕竟存在共址安装和重叠覆盖的情况会增加干扰。所以，这里不得不重点提一下UBNT的AirMax AC扇区天线，看似仅仅提高了2dbi的增益，而且相比普通扇区天线要贵上不少，但是其精巧的设计带来的好处远不是参数上的2dbi，还有更好的抗干扰和束波性能。

扇形天线选型

这次项目由于存在多基站共址安装和多CPE相互紧挨的情况，为了能降低各设备间的相互干扰和提高系统的传输容量，全部采用了UBNT AirMax AC扇形天线。
UBNT AirMax AC扇形天线具备高度抗噪声干扰性，创新的偏转器设计可以降低旁瓣和后瓣，抑制干扰、提高SNR和波速性能。

天线偏转器

高隔离度

对比普通天线

新欧亚大陆桥东方起点——连云港

自1992年新亚欧大陆桥开通以来，连云港就一直致力于陆桥沿线地区的货物运输和物流服务，先后在内陆沿桥城市设立了9个“无水港”，开通运行至中国中西部主要城市“点对点”直达班列，以及至中亚、欧洲国际班列，每年承运60%以上的国际过境集装箱，是亚欧过境运输第一大港。

连云港

随着江苏省港口资源整合和规划发展，连云港港将以中哈物流中转基地、上合组织出海基地建设为抓手，加快区域性国际枢纽港建设，进一步畅通陆海联运通道，打造中欧品牌班列，强化港、航、路、园无缝对接，推进跨国界、跨行业、多元合作、多式联运的全新物流服务模式。

连云港

项目小结

通过这次港口桥吊视频回传项目距，再次体会到了要想真正理想的完成一个项目，从规划、勘测到实施每一步都非常重要，虽然UBNT提供了几乎是最优秀的产品，但如果没有合适的工作环境和专业的施工调试，那就犹如法拉利开在了田埂上有力使不出。

前期规划时卫星地图和airLink是必不可少的，无论是计算角度还是测算链路容量都非常实用；现场勘测时airView工具和U-Installer能方便的让我扫描现场频谱，为最优的频段规划打下基础；后期调试时UNMS工具开始发挥作用，实时反映的微调数据出现在手机上，对于登高调试来说极为方便；

最好的设备，最先进的技术并不等于完美的结果，这并不能解决错误的规划设计造成的弊病：
• 坚持正确的规划设计是迈向成功部署的第一步！
• 只有正确设计规划的前提下，好的产品和系统特性才能发挥到极致！
• 再好的产品和技术都无法弥补规划设计上的缺陷！
• 在规划设计和产品选型上的妥协将是敞开走向失败的大门！

港口桥吊远距离数据无线回传 协助建设智能理货系统

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