緊密配合市場變化的"彈性網(wǎng)絡(luò)建設(shè)"是移動運營商通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備拆閑補忙、基站載波調(diào)整是"彈性網(wǎng)絡(luò)"建設(shè)的重要手段，實現(xiàn)移動基站設(shè)備調(diào)動的實時準確管理是"彈性網(wǎng)絡(luò)"建設(shè)的一大難點。
RFID（射頻標(biāo)簽）技術(shù)正在零售、醫(yī)藥、運輸?shù)阮I(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，而且正在滲透到各傳統(tǒng)行業(yè)中，目前物資設(shè)備管理是RFID技術(shù)增長最快的領(lǐng)域之一，許多企業(yè)通過將RFID標(biāo)簽與物資設(shè)備管理系統(tǒng)融合，可以自動、實時、智能地實現(xiàn)復(fù)雜的物資設(shè)備調(diào)動管理。在這樣的背景下，中國移動通信公司廣東分公司率先在國內(nèi)嘗試將RFID技術(shù)引入其基站通信設(shè)備的管理工作中，實現(xiàn)高效、實時、準確的設(shè)備調(diào)動管理。
本文將主要介紹基站通信設(shè)備管理中應(yīng)用的RFID進行通信設(shè)備管理的思路、技術(shù)方案和技術(shù)難點等。
一、背景和意義
廣東移動公司每年都要進行大量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備拆閑補忙、基站載波調(diào)整工作，同時還有數(shù)以十萬計的新增設(shè)備并網(wǎng)運行，以上原因造成設(shè)備調(diào)動管理和資產(chǎn)清查工作異常艱巨！傳統(tǒng)的人工前臺加計算機后臺的設(shè)備資產(chǎn)管理方式越來越不能滿足實際情況的需要。傳統(tǒng)方式的前臺目前仍以人工方式進行，現(xiàn)場清點、手抄、錄入、匯總，多種人工參與后才能將采集的設(shè)備資產(chǎn)信息導(dǎo)入后臺的計算機數(shù)據(jù)庫。設(shè)備資產(chǎn)管理中的大量人工參與造成了流程復(fù)雜、時間長、實時性差、管理難度大、差錯率高等問題，最終降低了設(shè)備利用率，增加了運營成本。
隨著公司的發(fā)展，廣東移動面臨如何對數(shù)量龐大的通信設(shè)備進行高效科學(xué)管理的問題。因此，廣東移動希望通過RFID這項新技術(shù)實現(xiàn)遠程、動態(tài)、實時的設(shè)備資產(chǎn)數(shù)據(jù)采集，替換傳統(tǒng)資產(chǎn)管理方式的前臺人工數(shù)據(jù)采集，更好的與后臺計算機數(shù)據(jù)庫結(jié)合，形成全智能化的設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)，從而大大提高設(shè)備利用率，降低運營成本。
二、技術(shù)總體介紹
RFID技術(shù)是21世紀發(fā)展最快的一項高科技技術(shù)，隨著與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，RFID技術(shù)展現(xiàn)出巨大的市場應(yīng)用潛力，被稱為"物聯(lián)網(wǎng)"和"第二代Internet"。
RFID是射頻識別技術(shù)的英文(Radio Frequency Identification)縮寫，射頻識別技術(shù)是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術(shù)，RFID技術(shù)利用無線射頻方式在閱讀器和射頻卡之間進行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸，以達到目標(biāo)識別和數(shù)據(jù)交換的目的。與傳統(tǒng)的條型碼、磁卡及IC卡相比，射頻卡具有非接觸、閱讀速度快、無磨損、不受環(huán)境影響、壽命長、便于使用的特點和具有防沖突功能，能同時處理多張卡片。在國外，射頻識別技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理、資產(chǎn)管理等眾多領(lǐng)域。
1.系統(tǒng)組成
最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成。
標(biāo)簽(Tag，即射頻卡)：由耦合元件及芯片組成，標(biāo)簽含有內(nèi)置天線，用于和射頻天線間進行通信。
閱讀器：讀取(在讀寫卡中還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備。
天線：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號。
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2.射頻卡的標(biāo)準及分類
目前生產(chǎn)RFID產(chǎn)品的很多公司都采用自己的標(biāo)準，國際上還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準。目前，可供射頻卡使用的幾種標(biāo)準有ISO10536、ISO14443、ISO15693和ISO18000。應(yīng)用最多的是ISO14443和ISO15693，這兩個標(biāo)準都由物理特性、射頻功率和信號接口、初始化和反碰撞以及傳輸協(xié)議四部分組成。包括13.56MHz、800MHz、2.4GHz等多種頻率。
目前生產(chǎn)的RFID產(chǎn)品主要分為兩大類：主動式（有源式）和被動式（無源式）。
*被動式標(biāo)簽
被動式標(biāo)簽內(nèi)部不帶電池，要靠外界提供能量才能工作，當(dāng)電子標(biāo)簽進入系統(tǒng)的工作區(qū)域，天線接收到特定的電磁波，線圈就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，再經(jīng)過整流電路給標(biāo)簽供電。被動式標(biāo)簽讀取距離近（幾厘米到5米），遠距離讀寫需要加大讀頭發(fā)射功率和提高接收敏感性才能可靠識別，被動式標(biāo)簽壽命長、成本較低，但讀頭價格較高。
*主動式標(biāo)簽
主動式標(biāo)簽內(nèi)部帶電池，標(biāo)簽主動發(fā)射信號，讀頭可以不發(fā)射功率，標(biāo)簽功率一般小于5mW。可同時識別多個目標(biāo)系統(tǒng)，能對100km/h的高速移動目標(biāo)識別，識別范圍1～100m可調(diào)，主動式標(biāo)簽壽命受電池影響、成本較高，但讀頭價格較低。
考慮到基站通信設(shè)備有較強的電磁屏蔽、較高的功率控制要求以及識別距離的需要，我們選擇了主動式RFID標(biāo)簽作為基站資產(chǎn)管理的應(yīng)用技術(shù)作為探索方向。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
主動式RFID基站監(jiān)控設(shè)備由RFID讀寫器（包括微波天線及讀寫控制器）和安裝在通信設(shè)備（如載波板卡）上的電子標(biāo)簽以及在金屬屏蔽設(shè)備（如機柜）上的機柜中繼器組成。
RFID讀寫器是資產(chǎn)電子標(biāo)簽和機柜中繼器的讀寫控制器，由加密電路、編解碼器電路和微波通信控制器等組成，以RFID通信協(xié)議的數(shù)據(jù)交換方式和微波無線傳遞手段。接收到標(biāo)簽信息后，可以通過GPRS、有線傳輸?shù)仁侄螌?shù)據(jù)傳送到后臺系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程、實時、動態(tài)的設(shè)備資產(chǎn)情況采集和分析。
電子標(biāo)簽是一種具有微波通信功能和信息存儲功能的移動設(shè)備識別裝置。資產(chǎn)電子標(biāo)簽本身具備惟一的ID號，可通過ID號與具體資產(chǎn)的后臺數(shù)據(jù)綁定作為資產(chǎn)信息識別監(jiān)控的載體。
機柜中繼器同樣是一種具有微波通信功能和信息存儲功能的移動設(shè)備識別裝置，除了具備電子標(biāo)簽的功能外，還可以作為屏蔽信號中繼功能。
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計劃采用2.4GHz頻率的主動式標(biāo)簽，射頻卡采用高級嵌入式微處理器并在嵌入式軟件的控制下，實現(xiàn)睡眠、喚醒、解碼、編碼、通信及信息碰撞處理等功能，其特點：
●可讀寫；
●內(nèi)置CPU，支持程序在線下載；
●可智能雙向交流,具有智能I/O接口,可輸入外接溫度、濕度、門禁傳感器等信號；
●有密鑰計算，安全保密性好；
●高效內(nèi)置超薄電源,工作壽命10年；
●高靈敏度，低發(fā)射功率（0.1～1mW），只相當(dāng)于藍牙功率的1％，幾乎沒有對人體有害的電磁污染；
●通信距離一般做到1～100m，特殊情況下，還可以加長識別距離；
●抗干擾性強，可同時識別200個以上標(biāo)識物;
●數(shù)據(jù)傳輸速度快，達到1Mbit/s。
標(biāo)簽約5*5cm大小，重量小于20g。
三、技術(shù)難點和解決辦法
該系統(tǒng)技術(shù)難點主要是如何在惡劣的使用環(huán)境下準確、正確并實時的獲取所有通信設(shè)備的ID號。由于通信設(shè)備大多放置于各基站中，基站環(huán)境及設(shè)備放置環(huán)境對無線電子產(chǎn)品來說，條件比較惡劣，主要體現(xiàn)在以下方面。
●電磁兼容問題
為了避免對基站正常運行的影響，廣東移動對基站內(nèi)電子設(shè)備的使用有嚴格的限制條件。對于電磁兼容的難點，可以采用以下方法解決。
錯開頻率：基站設(shè)備頻段在880～915MHz及1710～1785MHz間，計劃采用的主動式RFID頻段為2400MHz，避開ＧＳＭ頻段，同時也與3G使用頻段有一定的保護帶寬。
采用擴頻方式：采用擴頻方式的RFID標(biāo)簽，降低功率譜密度。
降低功率：采用主動式的RFID標(biāo)簽，可以大大降低系統(tǒng)功率，被動式標(biāo)簽通過感應(yīng)產(chǎn)生電流，需要讀頭發(fā)射較強的功率。采用主動式標(biāo)簽，功率可以降到3mW以下，同時采用高靈敏度的RFID讀寫器，能夠很好的解決基站內(nèi)電磁兼容的問題。
●電磁屏蔽問題
基站中許多重要設(shè)備和板塊需要管理，但很多設(shè)備放置于金屬機柜內(nèi)（如基站載波等），電磁屏蔽比較嚴重。這樣使得放于金屬機柜內(nèi)的RFID標(biāo)簽無法將信息傳送到讀寫器，在金屬機柜內(nèi)使用信號中繼器的方案可以解決電磁屏蔽的問題。另外，通過使用中繼器，還可以進一步降低機柜內(nèi)RFID標(biāo)簽的發(fā)射功率，預(yù)計可以降到1mW內(nèi)。
中繼器約5*15cm大小。
四、結(jié)束語
根據(jù)以上思路，廣東移動已經(jīng)開始進行RFID在通信設(shè)備管理中應(yīng)用的測試與試驗，獲得了豐富的試驗數(shù)據(jù)，為進一步的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。如果該項技術(shù)論證可行，得以應(yīng)用后可實現(xiàn)遠程、實時、動態(tài)、全智能的通信設(shè)備資產(chǎn)管理，從而大大提高設(shè)備利用率，降低運營管理成本。
