W-CDMA概述

      WCDMA (寬帶碼分多址Wideband Code Division Multiple Access)，是一種第三代無線通訊技術。W-CDMAWideband CDMA 是一種由3GPP具體制定的，基于GSM MAP核心網，UTRAN（UMTS陸地無線接入網）為無線接口的第三代移動通信系統(tǒng)。目前中國聯通采用的此種3G通訊標準。
      W-CDMA是一種由3GPP具體制定的，基于GSM MAP核心網，UTRAN（UMTS陸地無線接入網）為無線接口的第三代移動通信系統(tǒng)。目前WCDMA有Release 99、Release 4、Release 5、Release 6等版本。W-CDMA[2]（寬帶碼分多址）是一個ITU(國際電信聯盟)標準，它是從碼分多址（CDMA）演變來的，在官方上被認為是IMT-2000的直接擴展，與現在市場上通常提供的技術相比，它能夠為移動和手提無線設備提供更高的數據速率。WCDMA采用直接序列擴頻碼分多址（DS-CDMA）、頻分雙工（FDD）方式，碼片速率為3.84Mcps，載波帶寬為5MHz。基于Release 99/ Release 4版本，可在5MHz的帶寬內，提供最高384kbps的用戶數據傳輸速率。W-CDMA能夠支持移動/手提設備之間的語音、圖象、數據以及視頻通信，速率可達2Mb/s（對于局域網而言）或者384Kb/s（對于寬帶網而言）。輸入信號先被數字化，然后在一個較寬的頻譜范圍內以編碼的擴頻模式進行傳輸。窄帶CDMA使用的是200KHz寬度的載頻，而W-CDMA使用的則是一個5MHz寬度的載頻。

第一部分 需求分析

      伴隨著各種網絡技術的飛速發(fā)展，視頻處理能力的快速提高、以及3G網絡的逐漸普及，視頻監(jiān)控進入了全數字化的網絡時代，即是通常所說的第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)。數字化監(jiān)控以其直觀、方便和內容豐富等特點，日益受到人們的重視和關注。

      對于安防所涉及的數字視頻網絡監(jiān)控系統(tǒng)，由于行業(yè)特性所決定，數據采集點較多，需要相應配置大量的視頻終端設備，而以往的數字視頻網絡監(jiān)控系統(tǒng)，基本上都是基于局域網或者專網。因此，在不同點的應用中傳輸介質受到了一定的影響，如在偏遠郊區(qū)或在原布有各種錯綜復雜通信線的城區(qū)重新布網絡線，那造價費用及難度可想而知，在傳輸的網絡介質中，3G無線路由器已經成為新世紀數字化安防的新寵兒。如基于WCDMA網絡的無線視頻監(jiān)控應用在許多行業(yè)和政府部門即將被大范圍采用，從最初的金融領域發(fā)展到銀行、廣電、石油、電力、小區(qū)、機房、環(huán)境等行業(yè)，出現了許多成功案例。

      目前廈門四信通信科技有限公司根據各行業(yè)視頻傳輸的需要及3G網絡成熟應用的同時開發(fā)出了數款3G無線路由器產品，基于3G網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現了終端視頻服務器與監(jiān)控中心之間通過3G無線路由器進行遠程視頻圖像傳送，進行實時的遠程視頻傳送和移動監(jiān)控的目的。監(jiān)控中心可以任意調看一臺或多臺監(jiān)控設備現場實時圖像。目前在國內基于WCDMA無線網絡視頻監(jiān)控上，實測已經很成熟，傳輸質量流暢，圖像清晰，已經有較多行業(yè)客戶實際采用，在此方案中以基于F3423 WCDMA/HSDPA/HSUPA Router為例具體說明方案的實施應用。

第二部分 系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)由監(jiān)控中心、F3423 WCDMA/HSDPA/HSUPA Router、視頻服務器及攝像頭組成。
如下為具體的實現框架圖和部分現場應用效果圖：

(一） 視頻服務器簡介
      根據應用環(huán)境及需求，采用合適的不同品牌的視頻服務器，基于3G的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般要求網絡視頻服務器或網絡攝像機必需支持可設置本機IP地址及網關。

本方案采用的視頻服務器是杭州海康威視DS-6101HF視頻服務器
產品類型：海康威視視頻服務器，DVS。
視頻壓縮標準：H.264。
視頻處理芯片：DAVINCI處理器。

功能特點：

(二） F3423 WCDMA/HSDPA/HSUPA Router 產品特點
      F3423 ROUTER采用高性能的工業(yè)級ARM9通信處理器，以嵌入式實時操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺，系統(tǒng)集成了全系列從邏輯鏈路層到應用層通信協(xié)議，支持靜態(tài)及動態(tài)路由，PPP server及PPP client，VPN（包括PPTP和IPSEC）,DHCP server及DHCP client，DDNS，防火墻，NAT，DMZ主機等功能。為用戶提供安全，高速，穩(wěn)定可靠，各種協(xié)議路由轉發(fā)的無線路由網絡。本產品已廣泛應用于金融，水利，環(huán)保，電力，郵政，氣象等行業(yè)。
1、 無線參數
1）UMTS/WCDMA/HSDPA/HSUPA 850/900/2100MAZ
2）Quad-band EGSM 850/900/1800/1900MHz
3）GPRS/EDGE CLASS 12
4）HSUPA: 5.76Mbps(UL) / HSDPA: 7.2Mbps(DL)/UMTS: 384kbps(DL/UL)
5）EDGE: 236.8kbps(DL/UL)
6）GPRS: 85.6Mbps(DL), 42.8Kbps(UL)
2、 硬件系統(tǒng)
1) 工業(yè)級ARM9 CPU，主頻200M
2) FLASH：8MB（可擴展至16MB）
3) SDRAM：16MB（可擴展至64MB）
4) E2PROM：64KB
5) 接口：
1個10/100M以太網口
1個RS232串口。（根據需要，可支持RS422/RS485），串口速率110~230400bits/s
指示燈：具有“Power”、“Online”、“Alarm”、“System”、“Link/ACT”五個指示燈。
天線接口：標準SMA陰頭天線接口，特性阻抗50歐。
SIM/UIM卡接口：標準的抽屜式用戶卡接口。
電源接口：標準的3芯火車頭電源插座。
“Reset”復位按鈕，通過此按鈕，可將ROUTER的參數配置恢復為出廠值。
6) 供電：
外接電源：DC 12V 1.5A
寬電壓供電：DC 5-35V
通信電流：<400mA (12V)
7) 無線模塊
采用高性能工業(yè)級WCDMA/HSDPA/HSUPA無線模塊
8) 尺寸
外形尺寸：157x97x25 mm (不包括天線和安裝件)
9) 其他參數:
工作環(huán)境溫度 -25~+65ºC
儲存溫度 -40~+85ºC
相對濕度 95%(無凝結)

3、 軟件功能
1) 支持VPN安全隧道功能,包括PPTP、L2TP和IPSEC
2) 智能防掉線，支持在線檢測，在線維持，掉線自動重撥，確保設備永遠在線。
3) 支持IPTABLES防火墻，包過濾功能
4) 支持多種協(xié)議：TCP/IP，UDP，ICMP，SMTP，HTTP，POP3，OICQ，TELNET，FTP等。
5) 支持動態(tài)路由和靜態(tài)路由
6) 支持DHCP 功能
7) 支持NAT功能，如SNAT，DNAT
8) 支持動態(tài)DDNS
9) 支持DMZ主機
10) 支持路由轉發(fā)，同時也支持串口數據傳輸，數據中心管理
11) 支持VPDN網絡
12) 方便的WEB配置，支持遠程WEB管理
13) 支持telnet管理，方便易用的控制臺shell交互環(huán)境
14) 支持多臺終端共享router ppp廣域網出口
15) 支持多種無線撥號方式：自動分配，指定IP，指定本地對端IP
16) 支持作為PPP服務器，多種認證方式，支持雙向認證
17) 方便易用的COM及SYSLOG系統(tǒng)診斷，調試功能
18) 支持串口本地軟件升級
19) 支持TFTP軟件遠程升級
20) 同時支持LINUX和WINDOWS操作系統(tǒng)

(三） 中心監(jiān)控室
      中心監(jiān)控室具有寬帶網絡、和各種服務器、PC、監(jiān)控軟件及顯示屏等，實現視頻數據的接受，處理，存儲和發(fā)布。

第三部分 組網實施
      此組網方案是在WCDMA路由器連接到公網監(jiān)控中心的基礎上建立VPN隧道方式來傳輸視頻圖像 ，組網實施如下：
a) 監(jiān)控中心：具有公網固定IP或域名，在一臺PC上建立VPN服務器，并把所有端口映射到VPN服務器這臺機子上，具體VPN服務器建立方式請參考廈門四信通信技術部《VPN服務器建立說明文檔》（可向技術部索取）。
b) 無線路由器：配置開通WCDMA業(yè)務的UIM卡，配置VPN（PPTP或L2TP）及其它必要性功能，具體配置方法請參考廈門四信通信技術部《F3423 Route使用手冊》。
c) 視頻服務器：配置視頻服務器IP地址和無線路由器地址同一網段，網關指向無線路由器地址，其它功能性配置請參考各品牌視頻服務器使用說明。

      如下為VPN隧道實現的網絡結構圖，四信的WCDMA無線路由器作為VPN客戶端，主動連接到VPN服務器。VPN服務器對其進行認證，認證通過后，分配各種隧道地址給各個路由器。這樣現場的各個路由器和監(jiān)控中心的VPN服務器就組成了一個私有的安全的局域網，局域網內各臺設備就都可以互相通訊。

      依上圖為例，終端為192.168.1.10和192.168.1.11的視頻服務器，通過無線路由器和監(jiān)控中心建立的VPN通道后，分別獲得的隧道IP 200.200.200.6和200.200.200.5，正常來說三個隧道IP之間是可以直接互相訪問的。另外在路由器上通過端口映射及服務器其它方面的設置也可直接訪問終端IP 192.168.1.10和192.168.1.11觀看實時畫面。

如下是一個簡單的配置和演示說明：
通過IE瀏覽器輸入：http://200.200.200.5 遠程訪問實時視頻畫面，如下：

輸入用戶名和密碼
出現監(jiān)控界面后，根據實際視頻通道雙擊通道1，進入實時畫面

實時畫面如下

可點擊配置按鈕進入遠程修改視頻服務器參數

遠程配置畫面如下，可修改保存。

第四部分 總結

    基于WCDMA的網絡無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是充分依托3G網絡的廣覆蓋、高帶寬、可移動性的特點，提供視頻監(jiān)控、數據傳輸、報警等多功能為一體的綜合應用系統(tǒng)。它可以根據各個行業(yè)視頻傳輸的現場環(huán)境，分布特性，運用特點及需求，選擇不同的視頻采集器和網絡傳輸設備進行靈活的組網。廈門四信的F3423工業(yè)網絡傳輸設備，應用在各種視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在穩(wěn)定性，安全性，傳輸流暢性，圖像的清晰性，已經受到可客戶的認可和青睞，并已經在國內外的很多行業(yè)得到了應用。