风力电厂无线数据传输
解决方案建议
2011年12月
目 录
前 言 .......................................................................................................................................................... 1 第一章．用户概况和需求分析 ................................................................................................................ 2 1.1 用户概况及需求 ............................................................................................................................ 2 1.2 设计目标 ........................................................................................................................................ 2 1.3 技术与设备选择 ............................................................................................................................ 2 第二章．方案设计与产品选型原则 ........................................................................................................ 3 2.1 先进性原则 .................................................................................................................................... 3 2.2 实用性原则 .................................................................................................................................... 3 2.3 可扩充、可维护性原则 ................................................................................................................ 3 2.4 可靠性原则 .................................................................................................................................... 3 2.5 经济性原则 .................................................................................................................................... 3 第三章．产品介绍 .................................................................................................................................... 4 3.1 BREEZEACCESS VL产品系统概述及特点 .................................................................................. 4 3.1.1 系统概述 .............................................................. 4 3.1.2 产品优势 .............................................................. 4 3.1.3 BreezeACCESS VL主要技术特点 .......................................... 6 3.1.4 BreezeACCESS VL系统组成 .............................................. 7 3.2 BREEZENET BB产品系统概述及特点 ......................................................................................... 8 3.2.1系统概述 .............................................................. 8 3.2.2产品主要特性和优势 .................................................... 8 3.2.3产品亮点： ............................................................ 9 3.2.4技术指标: ............................................................ 10 第四章. 无线传输视频系统设计方案 ................................................................................................. 12 4.1 无线网络系统整体拓扑图 .......................................................................................................... 12 4.1.1 无线系统整体示意图 ................................................... 12 4.1.2 方案说明 ............................................................. 12 4.2 注意事项 ...................................................................................................................................... 13 4.3设备清单 ...................................................................................................................................... 13 第五章．案例图片 .................................................................................................................................. 14
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前 言
随着通讯技术和计算机技术的不断发展，信息化大潮席卷全球，网络延伸到社会的每一个角落，并日益成为人们生活中不可缺少的一部分。
目前网络互连的传输介质往往是有线介质，这些用有线介质传输的网络，在许多不同的应用方面存在着问题，比如拨号线的传输速率比较低，在城市里速率只能达到56Kbps。而双绞线，同轴电缆和光纤则存在敷设费用高，施工周期长，无法移动，变更余地小，维护成本高，覆盖面积小等诸多问题。而随着通信事业的高速发展，无线数据通信已逐渐发展成为一种重要的通信方式。无线数据通信不仅可以作为有线数据通信的补充及延伸，而且还可以与有线网络环境互为备份。在某种特殊环境下，无线通信是主要的甚至是唯一的可行的通信方式。
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第一章．用户概况和需求分析
1.1 用户概况及需求
风机无线数据传输的需求：
系统共有8个远端点：8#风机、9#风机、13#风机、14#风机、44#风机、45#风机、57#风机、58#风机。
系统共分为4个大的环网。
1）8#、9#风机为第一个环网的两个节点 2）13#、14#风机为第二个环网的两个节点 3）44#、45#风机为第三个环网的两个节点 4）57#、58#风机为第四个环网的两个节点
每个环网中都有10-15台风机。每个风机有一些控制信号数据。每个环网所有风机的信息通过该环网中的两个节点传回到厂区。
1.2 设计目标
根据客户的要求，架设一个传输数据业务的无线网络系统。通过合理的网络设计和设备选型，将其建设成实时性可靠性高、抗干扰、抗雨雪等能力强的高质量高稳定性宽带无线系统，为各个监测点提供传输通道。
1.3 技术与设备选择
根据客户建设宽带无线系统的现实情况和具体需求，我们将遵循可靠性高、运行速度快、安全保密性好、扩展性强、维护简单、成本较低的原则来建设接入系统的无线网络平台，实现高速实时的数据传输。
整个系统集数据传输、远程控制、防雷等功能于一体。整个系统具备全天候传输能力，并能根据用户的实际需求来灵活组网。此系统所选设备都是广泛应用于工业传输行业，经过市场长时间考验并被认可为同类中领先水平的产品。系统的设计充分考虑了后期的扩容能力、维护成本等因素，避免造成不必要的人力、财力浪费。
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第二章．方案设计与产品选型原则
为了确保用户的投资利益与应用需求，我们在系统设计时充分考虑到系统的先进性、实用性、可扩充性和可维护性,保证系统运行的可靠与安全保密，建立经济合理、资源优化的系统，无线计算机网络通信系统方案设计采用以色列Alvarion公司5.8GHz的BreezeACCESS VL系列产品来实现点对多点的无线联网。
2.1 先进性原则
采用开放、透明的无线网技术：Alvarion产品的设计参数是符合无线网IEEE802.11标准的，同时也符合在全球范围内免许可证的有关规定，因此能够保护投资和保证与未来符合标准的其他厂商的无线局域网络产品进行互操作。
硬件与协议透明：在有线网一端，Alvarion产品符合IEEE802.3标准。可以顺利的和其他网络连接。不许要其他任何设备和软件。实现设备连接的开放、透明、可操作性。对网络操作系统，Alvarion产品透明传输所有网络协议。
采用无线网络管理软件：Alvarion产品的网络管理可通过配备在产品中的SNMP代理来管理，并可通过网络进行远程软件升级工作，简化了网络管理员的工作。
2.2 实用性原则
Alvarion对设备接口与网络操作系统的透明性，无论对系统现行安装与今后的需求扩展都提供了方便性与可操作性。
2.3 可扩充、可维护性原则
采用Alvarion系列产品组网后如果需要增加新点，不需要对正在使用的设备做任何改动，只需要做新增加的设备的安装即可。对设备的维护也非常简单，通过网管软件，在网络中心就可以看到每一个无线设备的工作情况，并可远程修改参数，改善无线信道传输性能。
2.4 可靠性原则
故障率低：Alvarion无线网络产品在正常工作环境下，24小时不间断运行的平均无故障时间是10万小时；
接收灵敏度高：Alvarion无线网络产品接收灵敏度高，且采用分体式设计，室内至室外单元的电缆损耗大大减小，信号余量足，且设备支持自动降速，雪、雾、风沙等自然现象对信号的衰减可忽略。
2.5 经济性原则
Alvarion系列产品具有一次性投资永远受益的特点，是目光长远的人选择的组网方式的首选。
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无线网的组网比专线组网的明显优点在于性价比高，一次性投资，而无须经常支付昂贵的租用费。
第三章．产品介绍
3.1 BreezeACCESS VL产品系统概述及特点
3.1.1 系统概述
BreezeACCESS产品系列可提供高效的、高速的点对多点的网络连接，系统利用无线数据交换技术可以支持高速的IP服务如快速访问Internet和VPN网络等。 BreezeACCESS用户可以享受到永远在线的网络连接，以高达54 Mbps的速率实现对Internet 及其它 IP服务的快速访问。系统设计为类似蜂窝状，可构建不同规模和结构的系统。一个系统可由许多蜂窝组成，每个蜂窝又包括几个接入单元可为密集居住区提供更好的覆盖。
BreezeACCESS VL是BreezeACCESS产品家族的最新系列，它基于OFDM 调制技术，工作在5.725 - 5.850GHz 和5.47GHz-5.725GHz 开放频段，极其适合运营商的接入系统。在成熟的具有丰富特性的BreezeACCESS系列的基础上，BreezeACCESS VL是宽带无线接入运营商提供语音和IP服务的理想接入网络和骨干网。
BreezeACCESS VL系统允许对用户设定最大信息速率(MIR)和保证信息速率(CIR)，还可分别设置上行/下行链路的数据速率，支持各种QOS包、带宽分配和流量管理；系统完全支持VLAN(IEEE 802.1Q) ，允许安全操作和VPN服务使得外出办公人员或远程办公机构可以方便地访问到他们的企业网络中。此外，系统还支持符合IEEE802.1p的二层流量优先级和符合RFC791的基于三层流量优先的Tos。
BreezeACCESS VL 的室内室外分体式结构设计可获得最佳的覆盖范围和性能，使用正交频分复用技术，具有更强的抗干扰能力，提高系统在非视距环境通信能力，可轻松安装并提供更好的覆盖范围。系统采用低成本的电缆连接，简易的安装, 快速的管理，以及与现有以太网络无缝的连接，可以确保最高的性能价格比。
快速和简易的网络安装和SNMP远程管理, BreezeACCESS VL 可根据网络环境的需求变化，立刻方便的展开部署和进行扩展。BreezeACCESS采用先进的安全系统设计，可防止遭受黑客攻击、数据窃听和恶意的侵入。
BreezeACCESS有高级安全特性，支持VLAN、ESSID、基于WEP的加密传输、管理权限，有丰富的过滤方式，利用过滤和流控制增强私密性和节省带宽。
3.1.2 产品优势
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提供包括数据服务、安全性、QoS和VPN在内的最佳服务
高速、永远在线的Internet接入: 系统可为用户提供最高54Mbps速率的基于IP的快速接入
服务。用户接口为符合IEEE 802.3标准的10/100BaseT以太网接口,带有DHCP和ARP广播过滤的桥接功能帮助实现包传输的优化。
基于包交换技术的系统提高了数据处理能力 。利用包交换技术进行数据传输比传统的基于电路交换的系统有许多优势：给用户提供到网络的在线连接，可以快速访问各种服务；系统资源只在有信息需要传输时才占用而不象完全占用整个电路资源；还支持灵活的动态带宽分配。
增强的基于802.1P 和 基于优先级的ToS： CIR/MIR设置支持对每个用户单元、上下行链路进行设置，可由服务商远程设置，支持多种不同类型的服务和价格策略。与高速率相结合，永远在线的连接、支持CIR/MIR和 VLAN的能力为用户提供不同级别的服务。
高级安全特性包括WEP 128 +AES加密认证和传输、协议过滤、及802.1Q VLAN 功能。 系统完全支持VLAN (IEEE 802.1Q)，和VPN可替代专线服务，允许远程办公人员方便地连接到他们的企业网。
卓越的可靠性和坚固性
运营商级特性：基站含有一个坚固的机架结构，支持冗余、热备份能力和UPS工具 OFDM技术具有更强的抗干扰能力，提高系统在非视距环境通信能力，可轻松安装并提供更
好的覆盖范围。
最低的拥有成本
有竞争力的低成本和最小维护成本：提供快速收回投资成本。 BreezeACCESS有几种类型的
基站配置，提供先进、灵活的网络架构。基站的低成本开发即使在初期用户数量很少时也可实现经济的运营。数字、非电路交换的网络结构允许使用标准、低成本设备如hubs、交换机、路由器、网关/关守和SNMP管理工作站等。此外还有如远程升级下载、信噪比显示、速率统计、版本信息等维护功能。简单易用的基于SNMP的远程管理系统允许对单个设备和多个设备同时升级。
模块化和基站可扩展性允许根据需求快速提高系统容量
最后一公里接入和骨干网解决方案
BreezeACCESS系列是理想的网络接入系统提供高性能、最佳的、丰富的接入特性。
BreezeACCESS 2.4GHz和 5GHz共存性使现有投资获得最大效益。
无线局域网和接入系统的骨干网解决方案： 具有运营商级特性如：坚固的基站端机架且带有冗余、热备份功能。
快速、基于需求的开发利用已成熟可靠的BreezeACCESS系统实现相同架构，相似的安装、设置和管理特性
广泛的互操作性和完备的解决方案
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BreezeACCESS家族已经过语音网关、路由器、计费及性能监控系统等众多的产品测试如：可确保适合客户需要的最佳性能。
3.1.3 BreezeACCESS VL主要技术特点
全天候的工作环境温度适应范围
Alvarion Breeze ACCESS VLL设备通过选择品质高的芯片、元器件以及工艺设计，工作温度范围为：-45 -- +60℃，可以胜任全国各地的室外安装。 设备发射功率
Alvarion Breeze ACCESS VL设备的射频发射功率为：125mW ，并且自动调整设备发射功率功能，根据信号强度和接受质量，自动调整设备发射功率。避免远近效应干扰。 分体式结构设计
Alvarion Breeze ACCESS VL设备分为室内、室外两个单元，室内主要是供电模块，基带调制和射频处理都集成在室外单元。因为室外单元可以直接接天线，最大程度避免了射频衰减。室内单元到室外单元之间使用室外双绞线，施工方便 硬件的接收信号强度显示
Alvarion Breeze ACCESS VL设备室外单元集成10个LED指示灯指示接受的信号强度，可以方便设备安装和方向调整。 集成避雷器
Alvarion Breeze ACCESS VL设备室外单元集成避雷器，减少安装工作量和故障环节 高的频率资源利用率
每个工作频段占用20MHz无线带宽，通过QAM调制方式调制出54M协议速率。有利于更好地进行频率规划，避免系统自身相互影响。 专门针对视频传输应用的组播/广播控制功能
Alvarion Breeze ACCESS VL设备具有专门针对视频应用设计的远端站点间组播传输控制功能，可以对各个远端视频监控点的视频组播包进行隔离控制，是各个远端站之间的传输互补影响。 支持VLAN和IEEE 802.1Q封装
支持trunk、access以及混合模式等多种封装，可以进行大规模的网络规划。对大的网络进行vlan划分，路由设置等数据流控规划。 针对室外应用的自动延迟时间机制
Alvarion Breeze ACCESS VL系统有专门针对室外长距离通讯的延时机制，系统可以自动修改传输距离参数的设定来间接修改低层的延迟时间，来改善长距离通讯的重传率。 QoS带宽分配功能
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可以根据用户的需求每个远端站点的上下行网络带宽（最小单位为：128kbps），有效分配网络带宽资源。避免由于竞争机制造成的带宽消耗。 增强改进型的802.11a技术
Alvarion Breeze ACCESS VL系统采用改进型的802.11a技术，每个不同速率等级的接收灵敏度都比标准版提高5-7个dBm。 增强改进型的射频处理技术
Alvarion Breeze ACCESS VL系统在54Mbps情况下发射功率为：80mw，标准版54Mbps情况下发射功率为22mw。 多扇区基站的灵活配置
Alvarion Breeze ACCESS VL系统基站设备分为60、90、120度扇区的配置，可以根据现场情况灵活配置组网。 多种远端站的灵活配置
Alvarion Breeze ACCESS VL系统远端站设备分为6M、54M型号灵活选择，可以根据不同的数据流量选择合适的产品，有效降低系统成本 分级用户管理
Alvarion Breeze ACCESS VL系统用户管理分为：用户级、安装级、管理员级等不同等级，不同的管理等级有不同的权限、不同的密码，大大提高整个系统的安全性。 有线、无线管理端口选择
Alvarion Breeze ACCESS VL系统管理模式分为有线端口管理、无线端口管理以及混合模式。可以将放置在用户端的设备设置成只通过无线管理方式，避免用户修改设备参数。 多种网络管理平台
Alvarion Breeze ACCESS VL系统支持telnet 、snmp、Breezeconfig网管软件等多种方式进行设备管理维护，支持远程管理，可以在同一个网管平台软件中管理所有的设备，大大降低管理成本。
串联机制，提高吞吐量
Alvarion Breeze ACCESS VL系统具有自己都有的串联机制，能够将两个数据帧打包成一个的数据帧在无线链路中传输。这种特性降低了无线传输中的开销从而大大提高了有效吞吐量。
3.1.4 BreezeACCESS VL系统组成
Breeze ACCESS VL-AU 用 RJ-45连接头可直接与10/100Base-T骨干以太网连接，分标基中心基站 站单元与基站单元两种。 7
Breeze ACCESS VL-SU 用 RJ-45连接头可直接与10/100Base-T骨干以太网连接，可将远远端站 端网络通过基站单元连接到中心点，支持多达1024个工作站。 3.2 BreezeNET BB产品系统概述及特点
3.2.1系统概述
BreezeNET B：最佳的点对点解决方案
BreezeNET B是一系列无线点到点桥接解决方案的全称，在无需许可的5GHz频段内运行，可提供高效并且极为安全的楼间连接和回程解决方案。它是一种经济高效的理想解决方案，可以代替昂贵的专线，提供即时链路将远程办公室连接到总部、园区及工业区的大楼。
此外，互联网服务供应商(ISP)可以将BreezeNET B用作一种功能强大而且经济高效的无线链路，将点对多点数据发回他们的联网接入网络，从而消除了通过有线基础设施建立昂贵的专线的需求。
3.2.2产品主要特性和优势
突破速率，达到108Mbps；多频段型号：在5GHz频段内 提高性能，支持多种业务：语音、视频和数据 改良加密机制，采用FIPS197协议的可鉴定编码方式
独特的室外结构：确保前所未有的长距离和可靠性，强大、可靠的网桥结构，支持WiMAX回
传链路
卓越的OFDM技术：确保在人口密集的城市环境中实现非视距(NLOS)通信 嘈杂环境中的理想选择：自适应调制和向前纠错(FEC)特性可优化性能 不折不扣的安全性：AES或128位WEP密钥
加密(可选)
易于安装和调试：完备的LED诊断程序，带
10个可显示LED的显示条，轻松实现天线较准，用户界面友好的管理工具
增强语音和数据业务的网络属性，包括：防
止低优先数据阻塞、通过改善小包处理能力大大提高吞吐量
通过自动识别频宽和统一发射功率属性来
简化安装和管理
易于升级：通过无线方式迅速更新软件和重
新配置设置
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经济高效的专线替代解决方案：投资回报周期短，内置远程诊断功能，最大限度地降低维护
成本、缩短施工周期
可作为、公共安全事业和市政应用的理想选择
视频监控和交通监测 楼宇桥接
替代租用的E1/TI线路 远端点接入
3.2.3产品亮点：
突破速率：增强用于语音和数据的网络性能
无与伦比的吞吐量：BreezeNET B100提供54M和108M（在Turbo模式下）的高带宽以及高于70MbpsFTP的净吞吐量，提供高吞吐量点对点无线应用解决方案。
* 利用40MHz频宽
改善串联机制：能够串联更多的帧，通过取消串联帧数量的来改进小包的流量的特性。串联帧最大值是可设的，可以与RB的具体应用的特性设置相符的数值，使得系统最优化
增强支持VoIP和E1/T1传输
无线链路的优先级：现有的流量优先级机制考虑的是每个设备传输数据的优先级别。无线链路优先级机制通过出入RB的流量区分优先级次序来弥补了现有的机制，确保高优先级数据流量优先于低优先级的传输。
无线链路优先级属性增强会进一步支持VoIP业务，当语音和数据同时传输时，能够在保证数据的高效传输的同时，恰当的调整VoIP（高优先级别）和图像的传输质量。无线链路优先级机制是可选（许可时）的功能，不是所有设备具备。
实时的应用
包处理能力为40000个/秒，每个包为字节 利用包串联机制来提高空中效率
接受传输到以太网口的以太网帧的最大长度为1600bytes，包括VLAN 包的机制可满足实时的应用 反应时间最低的延时为5-7ms
支持1000路以上的VoIP语音传输，音质达到MOS4.0 支持4XE1/T1接口传输，同时满足三种业务传输
改进的安全机制
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改良的操作
利用“单一类型改变”性能可简单的操作设备而减低操作成本，安装简单以及通过自动信道识别来改
变相应配置，并且采用统一的发射功率。
增加了可选
的基于AES的编码安全机制 支持FIPS 197
3.2.4技术指标:
射频 工作频段 射频访问方式 信道带宽 中心频点分辨率 天线接口输出功率 发射功率调制方式( 天线端接收灵敏度 5.725－5.850GHz 5.470－5.725GHz 5.150－5.350GHz OFDM,TDD（Time Division Duplex） ） 20MHz/40 MHz 10 MHz 高达21dBm 最小：-5dBm; 最大：+20dBm，软件可调 BPSK,QPSK, 16QAM ,QAM -dBm BPSK （Level 1、Level 2） -86dBm QPSK （Level 3、Level 4） -81dBm 16QAM（Level 5、Level 6） -73dBm QAM（Level 7、Level 8） 天线 BU和RB 集成天线 BU和RB 分离天线 天线端口（分离式） N型头，50欧姆 传输速率 数据通讯 遵循标准 VLAN 支持 安全性 IEEE802.3 CSMA/CD 对IEEE802.1q透明 a.接入协议——ESSID b.WEP128，AES c.对用户地址和协议的IP级别过滤 d.接入引导和管理IP地址过滤 配置与管理 局域网&远端管理 远程管理 接入管理保护措施 Telnet，基于SNMP的管理软件，上传/下载配置 有线方式，无线方式 a.多级密码 b.远端点接入配置（仅通过有线、仅通过无线和两者都可） c.授权的设备配置IP地址 IP地址分配 软件升级或配置 上传/下载 SNMP代理
手动或自动（DHCP） FTP/TFTP下载 SNMP V1 Client, MIB II, Bridge MIB, Private BreezeNET B MIB 108Mbps 21dBi 10.5度垂直x10.5度水平，平板天线 23dBi 9度，垂直/水平极化，平板天线 28dBi 4.5度，垂直/水平极化，平板天线 10
接口 接口 低损耗馈线 天线 以太网 物理特性及环境 电源 系统尺寸 抗风 工作温度 操作湿度 室外单元 48VDC,1.4A (通过电缆) 306mm x 120 mm x 47mm 220 km/小时 -40°C至+60°C 5%-95%非冷凝， 0°C至+55°C 5%-95%非冷凝 室内单元 110/220 VAC，50/60 Hz，最大25W 160 mm x 90mm x 60mm 室外单元 RJ-45口 N型接口 室内单元 RJ-45口 10/100Mbps自适应，RJ45,SNR值指示 10个LED灯 10/100Mbps自适应，RJ45 11
第四章. 无线传输视频系统设计方案
4.1 无线网络系统整体拓扑图
4.1.1 无线系统整体示意图
4.1.2 方案说明
根据具体需求，我们推荐采用Alvarion公司的BreezeACCESS VL& BreezeNET BB系列产品
来实现点对多点进行无线组网，和点对点骨干链路回程。
方案中，44#、45#风机通过点对点实现环网后，通过光纤链路到57#风机。由于存在遮挡，所以采用中继站的方式来实现点对多点方式组网。远端点通过中继点汇集，再通过点对点骨干回程。
1）44#风机与45#风机环网
44#风机通过安装1台B28与45#风机处安装的B28实现无线通讯，使得44#风机与45#风机
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同处的区域实现环网。45#风机通过光纤链路连接到57#风机。
2）点对多点无线组网
在现有环网基础上，8#风机、9#风机、13#风机、14#风机、57#风机、58#风机分别安装1台SU-54A，中继点处安装2台AU-120，分别连接120°扇区天线。其中1台AU覆盖57#、58#风机，另一台AU覆盖8#、9#、13#、14#风机。
3）骨干链路回传
中继点处安装1台B100与厂区安装的B100相连接。通过在中继点处安装1台交换机，使得前端所有环网区域中的风机数据通过无线链路回传到厂区。
注意：
1.由于系统中无线设备较多，为避免系统中的干扰，需将中心设备所在的区域区分ESSID及频点。
4.2 注意事项
1、 确保中继点的高度能够保证与各个相应远端点可视；
2、 如果远端点周围有树木遮挡，那么要架设一定的高度保持可视距离，否则建议利用中继
点的高度来避免遮挡的存在；
3、 远端点选点标准：可提供220V交流电；有一定高度（至少15米）；有完好的避雷装置； 4、 为了确保设备内置避雷措施有效，请在架设远端点时，切忌做好避雷工程。
4.3设备清单
序号名称设备型号AU-120SU-54ABU/RB-B100BU/RB-B2815dBi-5.8G工业级阳-阳原厂配套美国3M屏蔽设备总价数量 单位2611212若干240台台对对付台根米套个单价单项合计 - - - - -00154Mbps中心基站00254Mbps客户端网桥003100Mbps无线网桥00428Mbps无线网桥005扇区天线006网络交换机007转接缆008基带电缆009防水套件010水晶头 注： 基带电缆需要根据现场环境，订购电缆数量！
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第五章．案例图片
集成天线型B28
54Mbps中心基站
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