2 IEEE 802.11局域网在接触网振动试验系统中的应用
2.1 接触网振动试验系统的应用环境和条件限制
在铁路沿线不能拉扯很多线路,不能改变机车既定运行条件、高频电磁环境、封闭线路(不经允许不能擅人)等。以上条件,决定了以无线方式进行组网是明智之举。
2.2 网络设计
目前,802.11无线组网技术已经相当成熟,相应无线组网设备型号齐全,功能日益完善,因此,在接触网振动试验系统中采用“有线+无线”的组网方案是较好和可行的。
2.3 组网方案及分析
鉴于试验线路环境及安装条件限制,各台主机和无线路由器之间采用无线方式进行连接,同时考虑无线连接的不稳定性和易干扰性,摄像机和主机之间采用有线方式进行连接,数据采集也采用有线的方式。具体方案如图3所示。
(1)所用机子数量较少时,具体方案如图3所示。这一种方案,关键是摄像机和PC机是采用有线方式连接的,因为当弓网分离时,所造成的干扰本质上是一种高压脉冲干扰(离散型),其特点是瞬间的能量过大,足以扰乱敷设在铁路沿线的通信信息系统中的编码信号脉冲(3 V左右),对本属于开放电磁场的无线列调系统更是不利,同时也足以干扰掉摄像机和PC机之间的无线连接,致使采集的数据有可能丢失和出错。另外,为了增大相互连接的信号强度和稳定性,最好将无线AP上的全向天线换成发射功率更大的全向或定向天线。另外考虑现场试验条件,每台PC机上的无线网卡应事先设置好自动固定接入指定的SSID,这样可避免不必要的干扰和错误。
(2)所用机子较多时,具体方案如图4所示。采用这种方案时,在第一种方案的基础上,需另外考虑各无线AP覆盖区之间的干扰问题。因为邻近相同频道间不能相互覆盖,否则会造成相互之间的干扰。而无线AP的可用信道一般为11个,分别为1~11号频道。所以,具体解决办法可以是:各无线AP之间相互设置为桥接,各AP各选一个互不相同的频道,比如,方案中的Test,WR 1选择1号频道;Test WR 2选择6号频道;Test WR 3选择11号频道;并且,务必保证自动固定接入相应无线AP的SSID的PC机的无线网卡所用的频道和所接入的无线AP的频道一致。
2.4 安全机制
现在,大多无线产品的加密安全认证机制都相当成熟和完善,具有智能防护功能,采用128 b WEP加密、MAC地址过滤、支援VPN透传等。
该试验用的是128 b WEP加密。用此加密算法,请务必确保WEP加密设置,否则,无法从无线终端ping到无线AP。不同厂商的无线网卡和AP需要指定不同的WEP密钥。要让WEP正常工作,所有的无线客户端和接入点都必须正确匹配。很多时候,虽然无线客户端看上去已经正确地配置了WEP,但是依然无法与无线AP通信。在面对这种情况时,一般可以将无线AP恢复到出厂状态,然后重新输入WEP配置信息,并启动WEP功能。
2.5 试验结果
第一种方案,即机子较少时的方案,通过作为服务器的机子,可以访问到连接的所有PC,信号强度两格或两格以上,SNR在30 dB左右,且连接速率达到实用要求,服务器与离无线AP最远的PC之间的无线连接速率可达24 Mb/s及其以上(当时用的是300 Mb/s的无线网卡和无线路由器,无线路由器用的是大发射功率的外置式全向天线,各无线网卡用的是外置式定向天线,服务器和路由器之间的网线是千兆网线,用作服务器的机子的网卡是千兆网卡)。
第二种方案,通过作为服务器的机子,可以访问到连接的所有PC,但连接速率变化及相差较大,在连接速度没有严格要求的条件下,是可行的。
3 结 语
无线组网技术以其灵活、方便,适应性更强,覆盖面广,操作简单等特点,正在日益成为网络技术的重要组成部分和人们应用的热宠。强大的应用需求作为动力,无线组网技术及其组网产品也正飞速发展、日趋成熟和完善。这里结合接触网振动试验的现场环境和条件限制,以现有无线组网技术和产品为基础,提出了两种情况下的试验方案,并通过试验结果验证,两种方案都具有较好的可行性。