銳捷無線死磕大涼山遠距離傳輸難題

文/sally 受訪人:黃劍青/漢翔

巍巍群山,青翠如斯;滔滔江水,波濤滾滾。

雅礱江峽谷,孤寂于2007年打破,一座名為官地的水電站開始建設,并于2013年建成使用,西昌和涼山的電源開始源源不斷向江蘇、浙江、上海輸送……

這個大涼山里官地水電站,水庫正常蓄水位1330米,最大壩高168米,水庫總庫容7.6億立方米。水電站處于構造復雜的地質環境中,庫區有可溶巖地層分布,樞紐區主要以二疊系玄武巖為主,岸坡風化卸荷深度大,巖體中拉裂變形現象普遍,錯動帶發育,有承壓水分布,自然災害頻繁。水電站大壩上游15公里,有一塊滑坡體(金廠壩),一旦發生滑坡,可能會導致堰塞湖和十米以上的涌浪。因此這塊區域需要長期檢測位移,以判斷是否有山體滑坡的風險。

客戶迫切希望解決山體滑坡傳感器傳輸難題

通過在金廠壩重點區域(山上)鋪設GPS傳感器,?同時再把山體上分散的傳感器的數據傳送到營地進行分析。監控滑坡區域內多個滑坡點的蠕變狀態建立蠕變加速度與時間的曲線圖,預測滑坡區域的災害風險。客戶當前采用了wifi網橋方案:每隔GPS傳感器通過lan口與wifi模塊相連(sta),然后通過wifi傳輸到對面的匯聚點,最終通過兩跳中繼器,傳輸到3.5公里外的一個小破機房,工作人員每隔一周時間,到數據匯聚點(如圖一個小破機房),通過U盤拷貝GPS數據會營地,導入到檢測系統進行分析這就帶來一系列問題。首先是收集的信。每次進山的車程都是1個半小時左右,山路,滑坡頻發,非常危險,工作人員都是冒著生命危險前往。

銳捷小伙伴深入現場接受挑戰

野外現場無電源,設備及產品只能太陽能供電,目前的主流無線傳輸方案如WIFI傳輸功耗高,無法支撐常態運行

野外現場幾乎無運營商信號

重巒疊嶂,檢測基地距離營地30km以上,無線電波的遮擋、反射、衍射嚴重、環境非常復雜

時間有限,大涼山雨季連綿,一到訊期,是禁止工作人員進山,我們必須在汛期到來之前給出解決方案。

地勘和部署環境惡劣,選點困難,漫漫大涼山,有路,有人家的地方非常稀少

銳捷小伙伴深入大涼山一個月,死磕數據傳輸難題,究竟是什么樣的體驗,只有讓身在其中的小伙伴才最有感同深受,我邀請了漢翔和黃劍清,請他們來給我們分享。


@漢翔

大涼山的山路非常危險

給你們看現場,我們開車都需要帶著斧頭,車子開著開著就沒路了。逢山開路,大概說的就是這個。


@黃劍青

涼山的地形復雜,氣候惡劣,基礎設施落后,可能超出你的想象

這樣的地形看上去不高,但是基本都在海拔2000米以上,路況非常差,找不到路只能摸索著上去,這里的天氣很糟糕,有時候艷陽高照,有時候就陰雨綿綿,不知道什么時候會下雨,什么時候會停下來。山上人口分布非常稀疏,基礎設施很落后,盡管可以看到江上分布這很多這樣大大小小的大壩,但是因為人口稀疏的緣故,很少有水電入戶的情況,更不用說修路了。分享一張當地村民的居住環境,在這樣的條件下,當地的基礎設施相當落后,運營商也基本不再這里部署設備,手機也是沒有信號的。


地勘選點困難, 冒著生命危險進山

地勘選點的主要任務就是保證設備物理鏈路層的可靠和穩定,在這樣的復雜的環境里各種不可預知的反射和干擾給地勘增加了很大的難度。在地圖選好點位后,由當地的施工隊開車將我們送到了汽車能到的地方。這邊駕車很危險,山上經常會有落石,被幾百米高掉下來的石頭砸到的后果是不堪設想的,他們也不允許我們自己進山地勘,需要有經驗的師傅帶我們地勘,這一來一回通常就得一天,可能僅僅是在山對面,看著很近,但是真實的結果是望山跑死馬。

然而,山高路遠真的要讓銳捷的小伙伴們再見江湖嗎?

不,當然不可能了,因為我們腿長,我們徒步上山地勘,選點測試。


?

就這樣我們地勘一個個的點位,地勘僅僅是測試的開始,地勘完以后需要調試和部署設備。

調試和部署困難重重

我們第一個要面對的困難就是手機沒有信號,對講機收不到的難題。經過我們的多次觀察發現,對于某個運營商在指定時段的幾個小時內是有2G信號的,終于我們可以打電話了,不至于迷失在涼山深處。下面分享幾張調試部署的照片


這是新樂,舉著天線,思考著解決方案

不瞞你說,這真的是面朝黃土背朝天

建祥用地勘工具和遠方中繼的小伙伴在握手

這個就是我登上高山后在雞圈里面調試設備的場景,已經和這邊的狗子混熟了,不會再叫了,狗子不同意爆*照。設備鏈路的調試第二個難點就是點位的選擇,要選擇一個合適的點位和對端設備穩定通信。如果沒有復雜的地形地貌那么問題就簡單了,當前的地形地貌非常復雜,選點花費的時間很多。

考驗完銳捷小伙伴的智力,接著是考驗體力的時候,開始部署設備……




部署完畢后,我們的設備也順利在HOLO平臺上線,一切大功告成。

最后跟大家同步一下,我們這一次的解決方案

不依賴運營商網絡,以自組網方式實現數據遠距離傳輸。每個監測區域部署一臺或多臺LoRa采集器,負責將一個或多個監測點傳感器終端通過LAN/485/232接口接入,把數據傳輸到LoRa中繼網絡;

通過沿途自主建立多級LoRa中繼基站的方式將數據傳回到有網絡的匯聚點末級LoRa中繼基站;

末級LoRa中繼基站通過LAN,將數據傳輸到數據中心或控制中心。


最后我們超出客戶期待的方案,客戶對我們的非常滿意

(1)窄帶上的高性能,挑戰低功耗網絡10倍性能

(2)遠距離、超強抗多徑能力(抗干擾)

(3)高可靠回傳質量(極質重傳、冗余鏈路、自動切換)

(4)高可靠設備,應付各種惡劣環境

(5)遠程運維,全鏈路設備可以遠程監控,遠程升級,從此不再為進山煩

(6)我們簡化了交付,提供了自動地勘的工具

逢山開路,遇水搭橋,無論環境多么惡劣,現場條件怎么樣,只要有無線傳輸的需要,再硬的骨頭,銳捷無線小伙伴也有信心把它啃下來

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