中國(guó)建設(shè)銀行四川省分行無(wú)線DDN網(wǎng)絡(luò)
中國(guó)xx銀行xx省分行無(wú)線DDN網(wǎng)絡(luò) 接入方案 1. 可行性分析 1. 概述 進(jìn)入90年代以來(lái)，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)生了顯著的變化，銀行業(yè)進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期 ，信息與網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用將是體現(xiàn)21世紀(jì)銀行競(jìng)爭(zhēng)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(wèn)題。但隨著銀行業(yè)務(wù)的不斷增長(zhǎng)，營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的不斷增多，新形式下競(jìng)爭(zhēng)的 加劇要求銀行信譽(yù)的萬(wàn)無(wú)一失，各種用戶不斷提出新要求，這時(shí)，有線網(wǎng)越來(lái)越難滿足 銀行飛速發(fā)展的要求。其缺陷也就顯露出來(lái)，集中表現(xiàn)在對(duì)郵電線路依賴性過(guò)強(qiáng)，難以 應(yīng)付突發(fā)事件，給銀行造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，例如：當(dāng)郵電線路一旦中斷，銀行根本無(wú)法 短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)業(yè)務(wù)通訊，完全處于被動(dòng)狀態(tài)，無(wú)法通過(guò)自身的努力去解決問(wèn)題。 無(wú)線擴(kuò)頻通信網(wǎng)絡(luò)在許多方面都有無(wú)法比擬的優(yōu)越性，它不用鋪設(shè)線路就可以通過(guò) 選用先進(jìn)的調(diào)制方式，提供可與有線光纖相媲美的高質(zhì)量無(wú)線數(shù)字通道，它可靠性高、 安全性能好，安裝施工簡(jiǎn)便、靈活，便于搬遷和系統(tǒng)升級(jí)。因此xx無(wú)線DDN網(wǎng)絡(luò)就勢(shì)在必 行了。 二、現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)中的問(wèn)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(jì)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(diǎn)沒(méi)有數(shù)據(jù)處理能力，每一筆業(yè)務(wù)均需通過(guò)通信線路傳 至分行計(jì)算中心，由主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理。從銀行業(yè)務(wù)角度來(lái)講，此種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有利于保 障各網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一、準(zhǔn)確、便于管理，但從另一角度來(lái)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(duì)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(wèn)題，各網(wǎng)點(diǎn)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(jì)的通信手段，保障網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行。 單獨(dú)租用郵電線路存在如下不足: 1、專線初裝費(fèi)及租用費(fèi)昂貴。租費(fèi)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(wèn)題,銀行無(wú)法自行修復(fù)線路.只能向郵電部們報(bào)告,由 郵電部們安排查找故障,修復(fù)線路,通常修復(fù)時(shí)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(yùn)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(cuò)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(zhǎng). 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(lái)講，公用電話網(wǎng)由當(dāng)?shù)厥性捑止芾?，而DDN則由當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)局管理。當(dāng)用戶一條DDN線 路發(fā)生故障時(shí)，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(gè)角度來(lái)講，郵電數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展較快，用戶較多，維護(hù)力量相對(duì)薄弱， 對(duì)于線路或其他原因造成的通信中斷，往往不能及時(shí)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(shí)時(shí)性強(qiáng)，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(wàn)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(wú)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(hào)的市區(qū)，不易大規(guī)模施工架線 、布纜。 8、從申請(qǐng)線路到連通周期長(zhǎng)。 從當(dāng)?shù)剜]電局申請(qǐng)線路，到實(shí)際布線聯(lián)通，市政審批復(fù)雜，短則3個(gè)月，多則長(zhǎng)達(dá)半年以 上。 基于以上分析可見：無(wú)線數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)作為有線網(wǎng)的補(bǔ)充有著非常重要的意義。尤其是 基于銀行目前的需求，無(wú)線鏈路可以在短時(shí)間內(nèi)建立起來(lái)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(jì)又安全可靠的選擇。 三、無(wú)線擴(kuò)頻技術(shù)的優(yōu)勢(shì)： 區(qū)別于其他常規(guī)無(wú)線系統(tǒng),CYLINK無(wú)線產(chǎn)品采用擴(kuò)展頻譜技術(shù),這是一種軍用技術(shù),是美國(guó) 軍方為防止數(shù)據(jù)泄密及對(duì)抗敵人的電子干擾而發(fā)展起來(lái)的技術(shù),但長(zhǎng)期只限于軍事通信使 用.1989年,美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(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(wú)線通信設(shè)備的正常運(yùn)行。這些無(wú)線電頻帶的開放使用，帶來(lái)了巨大的 社會(huì)效益，因而后來(lái)得到世界上很多國(guó)家的贊同，并仿照?qǐng)?zhí)行。我國(guó)也于1996年12月將 S波段及1997年4月將C波段規(guī)劃出來(lái)，供擴(kuò)頻通信使用。 擴(kuò)頻技術(shù)有如下優(yōu)勢(shì)： 1．網(wǎng)絡(luò)安全性高。 能無(wú)差錯(cuò)，保密地進(jìn)行信息傳輸。發(fā)信端PN碼對(duì)用戶信息進(jìn)行擴(kuò)頻，從天線發(fā)射后信號(hào) 能量很快被衰減到噪聲電平下面。常規(guī)接收機(jī)接收不到這種信號(hào)，只有PN碼相同的擴(kuò)頻 接收機(jī)，才能在相關(guān)檢測(cè)后接收到發(fā)出的信號(hào)。而且PN碼可根據(jù)需要隨時(shí)變換。 2. 抗同頻干擾性能好。 對(duì)所有載波頻率相同、進(jìn)入接收機(jī)的外來(lái)干擾信號(hào)， 接收機(jī)對(duì)它們都具有抑制能力，將它們擴(kuò)展成為寬帶噪聲。結(jié)果使得此接收機(jī)只接收PN 碼相同的擴(kuò)頻信號(hào)。 3．抗衰落能力強(qiáng)。 一般來(lái)講無(wú)線電信號(hào)傳播時(shí)，衰落是有頻率選擇性的。而擴(kuò)頻信號(hào)將信號(hào)功率擴(kuò)展到很 寬頻帶中，其中一部份信號(hào)頻率出現(xiàn)衰落，不會(huì)對(duì)信號(hào)整體接收產(chǎn)生太大的影響。 4．抗多徑效應(yīng)能力強(qiáng)。 由于擴(kuò)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(lái)的信 號(hào)能容易地被分離開，并可在時(shí)間和相位上重新對(duì)齊，形成幾路信號(hào)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(qǐng)。 7．自然環(huán)境對(duì)擴(kuò)頻通訊影響小。 雨、雪、大風(fēng)等惡劣天氣對(duì)擴(kuò)頻設(shè)備影響很小。雨衰等損耗對(duì)擴(kuò)頻微波通訊距離的 縮減基本可以忽略不計(jì)。 第二章 無(wú)線DDN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量分析 美國(guó)P-COM公司的無(wú)線擴(kuò)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(gè)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(guó)內(nèi)中型城市建筑高度的規(guī)模，鏈路視距無(wú)阻擋。 2、在覆蓋區(qū)內(nèi)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的應(yīng)用占總數(shù)的99%(使用P-COM 24dBi定向天線)；點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的應(yīng)用占總數(shù)的1%(使用P-COM 8dBi全向天線)；點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(shí)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(duì)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(jī)所發(fā)射的最大功率才幾百毫瓦,并且采 用先進(jìn)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(shuō),在一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信中.可以使用所有的頻率(假如 有這種可能)而不會(huì)存在鄰近信道千擾。 6、P- COM的發(fā)射機(jī)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(jī)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(duì)接收載噪比不會(huì)產(chǎn)生多大的影響，將不予考慮 。 9、在通信地點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路都通過(guò)覆蓋區(qū)的中心時(shí)，系統(tǒng)的容量為： 首先定義點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方向如下：將任何一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連線和X軸正向的夾角定義為 此點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方向。由于定向天線的3dB點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的張角為10度，將同一10度內(nèi)的 所有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)看為同一個(gè)方向。如圖所示： 圖1 一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方向的定義 由圖1可以看出，一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(hào)。在此，假設(shè)相鄰的兩個(gè)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?yàn)镻- COM天線的極化隔離度達(dá)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(huì)構(gòu)成干擾，所以空分復(fù)用時(shí)一個(gè)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(gè)方向內(nèi)存在4個(gè)不同碼時(shí)，對(duì)其中一個(gè)碼來(lái) 說(shuō)，其他三個(gè)碼（4.8dB）是這個(gè)碼的干擾，最差的情況下形成的載干比為10.2 dB（15-4.8）。總的載噪比為9.8 dB[(20DB-1+10.2DB-1)],已經(jīng)接近檢測(cè)的闕值，所以同一方向的碼分復(fù)用系數(shù)為 4。四個(gè)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)都通過(guò)覆蓋區(qū)的中心時(shí)，系統(tǒng)的容量為 20×15×4=1200 2、當(dāng)覆蓋區(qū)內(nèi)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)是隨機(jī)分布時(shí)： 實(shí)際的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方向性是隨機(jī)的，對(duì)任何一個(gè)不通過(guò)覆蓋中心的點(diǎn) 對(duì)點(diǎn)，都可將其平移至中心，定義它的方向。 例如，對(duì)圖2中的AB點(diǎn)對(duì)，認(rèn)為AB屬于CD方向，因?yàn)?AB連線與CD連線平行；同樣，EF連線與CD連線平行， 圖2 隨機(jī)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方向示意 認(rèn)為EF也是CD方向。由于覆蓋區(qū)的直徑達(dá)40公里，而點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的距離一般小 于20公里，并且天線的方向性很強(qiáng)，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(jìn)行通信，而且A與B、E與F之間 不會(huì)存在干擾。由于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信距離是隨機(jī)的，AB與EF之間的平行間隔也是隨 機(jī)的，經(jīng)過(guò)計(jì)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(gè)CDMA碼分為兩組，每組4個(gè)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)是隨機(jī)分布時(shí)，系統(tǒng)的總?cè)萘繛椋?1200×2=2400對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)。 3、覆蓋區(qū)內(nèi)實(shí)際的容量數(shù)： ①. 以上是考慮在一條直線上只存在一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的情況，得出的系統(tǒng)容量為2400對(duì)點(diǎn) 對(duì)點(diǎn)。 ②. 在實(shí)際系統(tǒng)中，很可能將出現(xiàn)兩個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)在一條直線上的情況，如下圖所示： 圖3 兩個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(jìn)行分開，系統(tǒng)容量為20×（15/2） ×4×2=1200對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)。 ③ .在實(shí)際系統(tǒng)中，也有可能出現(xiàn)三個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(jìn)行分開，系統(tǒng)容量為20×（15/3）×4×2=800對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)。 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(shí)際容量為2400×85%+1200×10%+800×5%=2200對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)。 ⑤. 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信時(shí)： 以主機(jī)為中心，其它八個(gè)從機(jī)分布在其圓周上，由于主機(jī)天線的無(wú)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(shí)由于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信 信道數(shù)為8，設(shè)有X組點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信信道為2240- 40*X點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)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(shuō)明可以有20個(gè)多點(diǎn)通信組，占用信道數(shù)為160條。這個(gè)模型未考慮載頻數(shù) 目，實(shí)際上最多每個(gè)載頻用以一次點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信，即有15組點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信組， 占用120條信道，還有1600條用以進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。 較保守估計(jì)： 系統(tǒng)可容納的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)為1600對(duì)；系統(tǒng)可容納的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)數(shù)為15組。 計(jì)算時(shí)多處留有余量，例如各條線路不會(huì)持續(xù)工作，可以考慮激活系數(shù)會(huì)帶來(lái) 系統(tǒng)容量的增加；實(shí)際情況下載波干擾比一般不會(huì)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(gè)問(wèn)題 為更好的使設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，在實(shí)際的工程的信道劃分時(shí)，應(yīng)注意以下幾方面的問(wèn)題 ： 1. 在天線方向相反時(shí)，信道的劃分： 當(dāng)兩面天線在同一方向上...
中國(guó)建設(shè)銀行四川省分行無(wú)線DDN網(wǎng)絡(luò)