某银行分行无线DDN网络接入方案

中国xx银行xx省分行无线DDN网络

接入方案

1. 可行性分析

1. 概述

进入90年代以来，世界经济发生了显著的变化，银行业进入了一个全新的发展时期，信息与网络的应用将是体现21世纪银行竞争力的重要尺度。目前，xx银行xx省分行信息系统采用的主要手段为：租用邮电公用数字数据网。这种方式在一定程度上解决了部分数据传输问题。但随着银行业务的不断增长，营业网点的不断增多，新形式下竞争的加剧要求银行信誉的万无一失，各种用户不断提出新要求，这时，有线网越来越难满足银行飞速发展的要求。其缺陷也就显露出来，集中表现在对邮电线路依赖性过强，难以应付突发事件，给银行造成巨大经济损失，例如：当邮电线路一旦中断，银行根本无法短时间内恢复业务通讯，完全处于被动状态，无法通过自身的努力去解决问题。

无线扩频通信网络在许多方面都有无法比拟的优越性，它不用铺设线路就可以通过选用先进的调制方式，提供可与有线光纤相媲美的高质量无线数字通道，它可靠性高、安全性能好，安装施工简便、灵活，便于搬迁和系统升级。因此xx无线DDN网络就势在必行了。

二、现有网络业务中的问题分析

xx银行xx省分行目前通信线路主要租用邮电线路。计算中心配置路由器，网络结构为大集中式处理结构，即在各网点没有数据处理能力，每一笔业务均需通过通信线路传至分行计算中心，由主机系统进行处理。从银行业务角度来讲，此种网络结构有利于保障各网点数据统一、准确、便于管理，但从另一角度来讲，此种网络结构完全建立在通信线路可靠、畅通的前提之上。银行的业务对通信线路的依赖是如此之大，以至于一旦通信线路出现问题，各网点所有业务都将中断。因此，银行迫切需要找到一种可靠、高效、经济的通信手段，保障网络正常运行。

单独租用邮电线路存在如下不足:

1、专线初装费及租用费昂贵。租费不能转化为银行的固定资产。

2、线路不在银行控制之下，管理难度大。

    所有线路由邮电部们管理,如出现问题,银行无法自行修复线路.只能向邮电部们报告,由邮电部们安排查找故障,修复线路,通常修复时间少则半天,多则数天甚至数周,严重影响业务正常运行.

3、受外界环境及人为因素影响大.   

    邮电线路经常可能由于市政施工,雷击或人为搭错线等因素造成中断,并且往往由于牵涉因素多,而导致恢复周期较长.

4、邮电部门组织结构及服务效率亟待提高，反应速度难以满足用户要求。

    邮电DDN接入网主要借助公用电话网，DDN主干网则使用专门铺设的光纤网。从管理结构上来讲，公用电话网由当地市话局管理，而DDN则由当地数据局管理。当用户一条DDN线路发生故障时，首先需要判断的即是故障发生在接入部分还是在骨干网部分，是由市话局派人检修还是数据局派人检修。显而易见，这种组织结构容易导致推诿，扯皮的现象发生。从另外一个角度来讲，邮电数据业务发展较快，用户较多，维护力量相对薄弱，对于线路或其他原因造成的通信中断，往往不能及时响应，在工休日这种情况尤为突出。

5、由于银行业务实时性强，可靠性要求高，

    即使租用光纤或铜缆作为主链路，也有必要在不同的路径上采用不同的传输媒介设置备份线路以防万一。

6、线路质量难以保证。

    邮电为了降低线路xx投资总成本，往往在用户末 端使用一般的接入设备，导致线路误码多，误码率高，影响客户使用。

7、许多地方有线无法连通。

   例如：水域、山地等地形条件不利有线架设的地方；满号的市区，不易大规模施工架线、布缆。

8、从申请线路到连通周期长。

    从当地邮电局申请线路，到实际布线联通，市政审批复杂，短则3个月，多则长达半年以上。

    基于以上分析可见：无线数字通信网络作为有线网的补充有着非常重要的意义。尤其是基于银行目前的需求，无线链路可以在短时间内建立起来并符合用户高可靠、高质量、安全保密的通讯要求，是一种既经济又安全可靠的选择。   

三、无线扩频技术的优势：

    区别于其他常规无线系统,CYLINK无线产品采用扩展频谱技术,这是一种军用技术,是美方为防止数据泄密及对抗敌人的电子干扰而发展起来的技术,但长期只限于军事通信使用.19年,美国联邦通信委员会(FCC),在L、S和C波段总共划出200多MHz频带，供工业（I）、科学（S）和卫生（M）部门使用（故称之为ISM频带）。发射功率限小于1W，不能影响已有的任何无线通信设备的正常运行。这些无线电频带的开放使用，带来了巨大的社会效益，因而后来得到世界上很多国家的赞同，并仿照执行。我国也于1996年12月将S波段及1997年4月将C波段规划出来，供扩频通信使用。

扩频技术有如下优势：

1．网络安全性高。

    能无差错，保密地进行信息传输。发信端PN码对用户信息进行扩频，从天线发射后信号能量很快被衰减到噪声电平下面。常规接收机接收不到这种信号，只有PN码相同的扩频接收机，才能在相关检测后接收到发出的信号。而且PN码可根据需要随时变换。

2.  抗同频干扰性能好。

    对所有载波频率相同、进入接收机的外来干扰信号， 接收机对它们都具有抑制能力，将它们扩展成为宽带噪声。结果使得此接收机只接收PN码相同的扩频信号。

3．抗衰落能力强。

    一般来讲无线电信号传播时，衰落是有频率选择性的。而扩频信号将信号功率扩展到很宽频带中，其中一部份信号频率出现衰落，不会对信号整体接收产生太大的影响。

4．抗多径效应能力强。

    由于扩频系统中采用的PN码具有很好的自相关性，互相关性很弱，不同路径传输来的信号能容易地被分离开，并可在时间和相位上重新对齐，形成几路信号功率的叠加，从而改善了接收系统的性能，增加了系统的可靠性。

5．通讯速率高。

    一般从300bps到2Mbps。

6．使用频率易于申请。

7．自然环境对扩频通讯影响小。

雨、雪、大风等恶劣天气对扩频设备影响很小。雨衰等损耗对扩频微波通讯距离的缩减基本可以忽略不计。

第二章 无线DDN网络系统容量分析

    美国P-COM公司的无线扩频产品工作在ISM频段，频率从2.4GHZ-2.4875GHZ,带宽共87.5MHZ。其产品分为K、128K、256K、384K、512K5个品种。其带宽见表。

一、容量分析的前提:

1、覆盖区的半径20公里，国内中型城市建筑高度的规模，链路视距无阻挡。

2、在覆盖区内点对点的应用占总数的99%(使用P-COM 24dBi定向天线)；点对多点的应用占总数的1%(使用P-COM 8dBi全向天线)；点对点的通信距离为l～40公里。

3、P-COM PN码隔离度大约15dB左右。

4、P-COM 24dBi定向天线3dB衰减角为10度(实际3dB衰减角E平面为10度，H平面为7.5度)，根据抛物面天线理论，定向天线对天线张角18度以外的区域影响很小。

5、可以不考虑邻近信道的干扰：由于发射机所发射的最大功率才几百毫瓦,并且采用先进的CDMA方式，所以邻近信道的干扰可以不考虑(有足够的带宽而所发比特率最大为Kb/s)；也就是说,在一个点对点的通信中.可以使用所有的频率(假如有这种可能)而不会存在邻近信道千扰。

6、P-COM的发射机由于采用发射功率控制技术，应该在满足通信质量的条件下使发射功率尽量小。在此，假定所有接收机在不考虑干扰的情况下，所接收的载噪比相同，都为20 dB左右。

7、关于接收的考虑：为了满足链路误码率为10^-6，接收载噪比的阙值为7dB，考虑链路有2-3dB的功率余量，所以应该接收的总载噪比为9-10dB。

8、关于干扰的考虑：只考虑载波干扰比小于20dB-25dB的因素，否则，载波干扰比对接收载噪比不会产生多大的影响，将不予考虑。

9、在通信地点确定以后，电波传输条件是固定的，可以认为近似是恒参信道。

二、链路预算:

以下是15公里（20公里）网点的链路预算（不考虑干扰）：

  系统噪声功率=N_FKTB=5-228.6+24.6+67.1+30=-102dBm

发射功率                  1.5dBm(4dBm)

发射天线增益              24dB

发射损耗                  4dB

自由空间损耗              123.5dB(126dB)

接收天线损耗              24dB

接收损耗                  4dB

接收载波功率              -82dBm

接收载噪比                20dB

系统余量                  24-26dB

三、系统容量分析:

    1、假设覆盖区内所有的点对点链路都通过覆盖区的中心时，系统的容量为：           

           首先定义点对点的方向如下：将任何一个点对点的连线和X轴正向的夹角定义为此点对点的方向。由于定向天线的3dB点所对应的张角为10度，将同一10度内的所有点对点看为同一个方向。如图所示：

                      图1  一个点对点方向的定义

       由图1可以看出，一个点对点占据圆周上的20度。根据空分原理，采用定向天线，可以区分不同方向的信号。在此，假设相邻的两个方向采用不同的极化方式，这样可以将方向紧密排列，不用保留间隔；并且相邻方向可有1度的重叠。因为P-COM天线的极化隔离度达26dB，所以不考虑正交极化的干扰。根据有关天线的理论，18度以外的区域不会构成干扰，所以空分复用时一个方向的宽度为9度，相邻方向采用不同极化方式，相邻方向公用1度的区域。因而，空分复用和极化复用系数为20（360/9/2=20）。由于相邻频率间不存在干扰，所以频分复用系数为15。P-COM的码间隔离度为15dB，那么当一个方向内存在4个不同码时，对其中一个码来说，其他三个码（4.8dB）是这个码的干扰，最差的情况下形成的载干比为10.2dB（15-4.8）。总的载噪比为9.8 dB[(20DB^-1+10.2DB^-1)],已经接近检测的阙值，所以同一方向的码分复用系数为4。四个码用于其他可能途径，以避免PN码间隔离度降低。

假设覆盖区内所有的点对点都通过覆盖区的中心时，系统的容量为

20×15×4=1200

    2、当覆盖区内的点对点是随机分布时：

  实际的系统设计中，点对点的方向性是随机的，对任何一个不通过覆盖中心的点对点，都可将其平移至中心，定义它的方向。

例如，对图2中的AB点对，认为AB属于CD方向，因为

AB连线与CD连线平行；同样，EF连线与CD连线平行，

认为EF也是CD方向。由于覆盖区的直径达40公里，而点对点通信的距离一般小于20公里，并且天线的方向性很强，只要AB与EF之间的平行距离间隔足够大，A与B和E与F是分别可以采用同频、同极化、同码进行通信，而且A与B、E与F之间不会存在干扰。由于点对点的通信距离是随机的，AB与EF之间的平行间隔也是随机的，经过计算，同一覆盖区内同一方向由于平移造成的复用系数一定大于2。在此，认为平移复用系数为2。如果将8个CDMA码分为两组，每组4个CDMA码，那么AB与EF可以分别采用不同的码组，这样，AB与EF之间的干扰将大大减小。

当覆盖区内的点对点是随机分布时，系统的总容量为：

        1200×2=2400对点对点。

    3、覆盖区内实际的容量数：

 ①. 以上是考虑在一条直线上只存在一个点对点的情况，得出的系统容量为2400对点对点。

 ②