电梯井道内如何实现网络信号可靠传输及五方对讲数字化解决方案

随着现代高层楼宇的开发建设，电梯成为一个必不可少的工具，在日常生活中扮演着越来越重要的作用。

诚然，电梯极大地提高了人们的行动效率，但是由于电梯内人员流动大，空间封闭狭小，一直以来都是社会治安问题的多发地带，因此多数高层楼宇都采取在电梯内安置监控摄像头24小时不间断监视电梯内的一举一动，防止或应急处理各种危险情况。

但是目前电梯网络监控摄像机信号传输存在以下三种难题：

一是电梯运行的井道环境干扰非常严重，如何在井道内实现网络信号的有线传输，长久以来都是一个难题；

二是如何挑选合适的电梯专用网络信号传输设备；

三是从电梯轿厢内到监控室信号传输距离远，无法稳定清晰的将信号传输到监控室。

一、如何在井道内实现网络信号的有线传输

现今，甲方多采用网络数字摄像机作为轿厢（前端）监控信息采集器，通过随行电缆传输网络信号到电梯机房的网络端口并网，物业监控中心就可直接通过网络来实时访问电梯摄像机（电梯困人报警时和客户双向沟通用）。这种做法可以大幅度提升视频的清晰度和可利用价值（存储、回放和人脸比对等）。

既然网络数字监控在电梯监控中可以发挥这么好的效果，那为什么没有被广泛采用呢？其实，很多用户在实际运用中遇到了困难而不得不放弃并采用视频线铺设或无线传输设备，以做临时替代方案。困难有：

①电梯轿厢是一个上下移动的载客终端，其没有一定可靠的网络接入端；

②电梯随行电缆里面没有设置网线，即使想捆绑网线，其也不符合电梯安全（百万次弯折后，不折损、不断裂）标准；

③光纤，不适合在随行电缆上布设，其很容易折断。

那么怎么办呢？采用网络数字摄像机+电力线载波设备（PLC），以上遇到的问题就能得到较好的解决。随行电缆里面自带的通讯线缆、双绞线或视频线就可以被利用，随行电缆的抗弯曲，寿命长等优点被很好的利用起来。

那么电梯井道环境里面的变频电机、强电线缆、高频信号发生器等造成的干扰环境，是否会对网络信号传输也有干扰呢？实际测试中，网络数字信号是以数字字位形式来显示视频图像的，信号在传输过程当中也会受到电磁波的干扰，但电磁波和感应电流只会影响数字信号的强度（感应电流不能编解码）导致信号有轻微闪烁。那么只要保证信号强度，干扰就不是问题了。实测报告也证明，电梯井道内的复杂干扰环境不会影响网络信号延伸设备的效果。当然，也有其他技术规避干扰的方法，下文再予以介绍。

二、如何挑选合适的电梯专用网络信号传输设备

楼宇集成商客户由于建筑结构已经定型，在电梯监控模拟信号向数字信号升级改造的过程中，对我们提出了解决视频传输过程中的远端有源模块的供电要求。我们结合一款外销机型（可远程供电）电力线载波（用于网络信号传输作用）设备，浅谈下选型注意点：

1.传输

电梯环境复杂，机械噪声和变频器噪声等工业噪声，频率较高,可以达到5MHz。这些电梯运行中产生的大量的电磁噪声，对外围电子设备产生干扰。

OFDM技术是一种多载波的调制方式，可以看做一种调制技术，也可以看做是一种复用技术，此技术已经被数字音视频广播、无线局域网通信、有线电话网等领域广泛应用。电力线载波OFDM技术具有以下明显优点：

①抗衰减能力强。OFDM通过多个子载波传输用户信息，对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗力很强。同时，通过子载波的联合编码，OFDM实现了子信道间的频率分集作用，也增强了对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗力；

②频率利用率高。OFDM允许重叠的正交子载波作为子信道，而不是传统上利用保护频带分离子信道的方式，因此提高了频率利用效率；

③适合高速数据传输。OFDM的自适应调制机制，使不同的子载波可以根据信道情况和噪音背景的情况选择不同的调制方式。OFDM技术非常适合高速数据传输；

④抗码间干扰能力强。码间干扰是数字通信系统中除噪声干扰之外最主要的干扰。造成码间干扰的原因有很多。实际上，只要传输信道的频带是有限的，就会造成一定的码间干扰。由于OFDM采用了循环前缀，因此，对抗码间干扰的能力很强。所以，传输设备物理层采用HomgPlug AV(OFDM)的芯片是首选。

2.软件

普通的电力猫软件，一般的载波频率维持在：2-28MHz，考虑到电梯变频器电机主要在100KHz-5MHz有干扰，实际传输的频带有限，会造成码间干扰乃至阶段性死机（需要人工关闭电源后予以重启，恢复工作）。我们通过高通公司授权，自主研发软件，将信号频段扩容并控制在7.6-67.5MHz之间（错开了电梯干扰源），通信吞吐量和设备抗干扰能力得到了保证，使得电力线载波设备可长期、稳定工作。

3.施工安装

电梯轿厢摄像机电源取电，不方便，采用可远程供电的电力线载波传输设备，简化取电，方便施工。当然，机房电源位置，单独配12V电源，更经济些。电力线载波传输设备额外提供速度状态灯，工作人员方便安装维护。

三、电梯用无线五方对讲频段干扰分析及数字化解决方案

甲方经常会问这样的问题，“你们这个电梯无线五方对讲能够通多远？”

老实讲，每次被问及这个问题时都会有很难解释的感觉。那是因为在无线通信的专业里，没有距离这个技术参数，因为能够影响无线信号能传播多远距离的因素实在太多。常用的无线电对讲机一般使用VHF144-148Mhz和UHF430-440Mhz两个频段，这两个频段也是国家法律允许个人或单位使用的频段范围。市场上，行业主流供应商多半采用144/430双频段，来回切换，争取尽量保障通话效果。以上两个波频都是直线传播的，在城市中使用的话，障碍物是对信号传播距离影响较大的因素。这两个波段的可使用情况，简述配图如下：

2m频段（144-148Mhz）属于VHF频段，是一个非常活跃的本地移动通讯频段。对这个频段的信号电离层基本不产生反射，电波以直射波视距传播为主，传输中遇到有大楼房或山体等，会产生反射波，故只能作为近距离的通讯。这个频段的天线是业余无线电爱好者制作率最高的，很拥挤，使用环境环境经常会出现各种高增益的定向和全向天线，还有车载移动鞭状天线、小巧的手持机天线等等。这个波段非常适合爬山爱好者使用。

0.7m频段（430-440Mhz）属于UHF频段，直射波传播比2m频段更甚，反射和折射现象比2m频段更明显，但同时空气的衰减比2m频段大，更加不适合于作远距离通讯。变通解决的方法是把发射功率达到5瓦的转发台架设在高楼顶层处，借助转发台差转信号，电波在大气三层温度突变层间来回折射，可衰减很小地传到较远方，这就可大大增加通讯范围（理论上是5公里，实际能达到2公里+）。这个波段近年来逐渐取代2m频段，成为主要的本地移动通讯频段。当然，任何厂家都不可能预知终端用户周边每天的实际使用环境状况，如车载、手持电台的量级涌入（如上图所示，多少个无线终端在这两个频段中共存）、恶劣的天气状况随发（和特朗普一样，根本没法预测的）和各类电磁干扰的突入（变频器、电磁炉啥的）等等，噪音干扰，不可避免。

您也可能会经常听到物业客户类似的这样投诉，诸如“咋监控室到电梯超过1公里，就信号不灵了呢？”或者“下雨天，话机里为啥老整出吱吱的噪音呢？”等等，这些都是有其原因的。

利用电力线载波技术，无须改变原有电梯随行线缆，即可搭建电梯机房和物业监控中心之间的，基于有线网络基础上的视频监控+语音通讯的应用组网（如下图）。