多卡聚合融合通信設(shè)備 在應(yīng)急行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用解決方案
我國是災(zāi)害多發(fā)頻發(fā)的國家,為防范化解重特大安全風(fēng)險(xiǎn),健全公共安全體系,整合優(yōu)化應(yīng)急力量和資源,推動(dòng)形成統(tǒng)一指揮、專常兼?zhèn)?、反?yīng)靈敏、上下聯(lián)動(dòng)、平戰(zhàn)結(jié)合的中國特色應(yīng)急管理體制,提高防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)能力,確保人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)穩(wěn)定,國家成立了應(yīng)急管理部、省、市、縣四級(jí)應(yīng)急管理部門。
1.1 行業(yè)現(xiàn)狀
由于衛(wèi)星通信本身的短板無法避免,比如鏈路費(fèi)比較貴、帶寬不足、在有遮擋和天氣不好的場景下無法建立通信等問題,并且在移動(dòng)場景下幾乎無法使用。
近兩年通過公眾無線4G通信,很多場景下已經(jīng)解決了視頻、語音等需求。但是單一運(yùn)營商無法做到100%信號(hào)全覆蓋,在應(yīng)急事件或者人流量大的情況下更是束手無策,在大部分場景下,單個(gè)鏈路的通信能力會(huì)急劇下降,依托單個(gè)鏈路實(shí)現(xiàn)大容量信息的快速傳送變得極為困難。
1.2 行業(yè)需求
1、急需解決因基站信號(hào)質(zhì)量及擁堵問題,所產(chǎn)生的低畫質(zhì)傳輸。
2、要求對(duì)傳輸內(nèi)容的加密,提高安全性
3、需要對(duì)系統(tǒng)支持硬件及軟件的升級(jí)
4、對(duì)硬件、軟件費(fèi)用的減少
2 解決方案
本方案將使用4G多卡聚合融合通信設(shè)備,通過聚合多個(gè)小容量通道形成一個(gè)大容量通道,把數(shù)據(jù)先拆包再組包,中間傳輸經(jīng)由多個(gè)不同的鏈路實(shí)現(xiàn),把大的數(shù)據(jù)高速、穩(wěn)定、安全的傳送至云端(軟部署),可達(dá)到高安全、大帶寬、業(yè)務(wù)不中斷。
用戶數(shù)據(jù)(IP報(bào)文)發(fā)送給聚合通信設(shè)備,設(shè)備收到用戶報(bào)文后,將整個(gè)報(bào)文作為 一整塊數(shù)據(jù)(payload)進(jìn)行加密,重新加上新的 IP 頭(加密隧道的 IP 頭,目的地址統(tǒng)一為聚合服務(wù)器的 IP 地址),通過多個(gè)物理通道同時(shí)發(fā)送給聚合服務(wù)器。
聚合服務(wù)器收到報(bào)文后,除去隧道 IP 包裝,并對(duì)數(shù)據(jù)部分進(jìn)行解密,得到用戶原始的 IP 報(bào) 文,對(duì)用戶 IP 報(bào)文重新排序,恢復(fù)用戶原始的 IP 流,之后根據(jù)用戶 IP 中的目的地址,按照正確的順序發(fā)送給用戶最終想要到達(dá)的服務(wù)器。
2.1 應(yīng)用介紹
2.1.1 車載應(yīng)急指揮應(yīng)用
通信應(yīng)急指揮車可作為前指作戰(zhàn)中心,亦可作為作戰(zhàn)單元,接受指揮中心統(tǒng)一調(diào)度,其應(yīng)用包括視頻會(huì)議,現(xiàn)場監(jiān)控視頻回傳、指揮調(diào)度等。這就要求通信應(yīng)急指揮車在室外環(huán)境,特別是車載移動(dòng)場景,有較高的上行帶寬,滿足高清視頻傳輸,同時(shí)對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性,有較高的需求。通過使用智能聚合設(shè)備,滿足了通信應(yīng)急指揮車的數(shù)據(jù)傳輸要求。
優(yōu)勢:
ü 多個(gè)無線鏈路聚合,提供足夠的上行帶寬。
ü 車載移動(dòng)環(huán)境下,無線傳輸高可靠性。
ü 多運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)融合,避免單運(yùn)營商基站切換/信號(hào)劣化導(dǎo)致的中斷風(fēng)險(xiǎn)。
拓?fù)淙鐖D所示:
該應(yīng)用場景,智能聚合設(shè)備與公安系統(tǒng)中廣泛采用的單兵應(yīng)急指揮箱配合使用,由于室外作戰(zhàn)環(huán)境較復(fù)雜,各運(yùn)營商各區(qū)域、地段網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況不一,單一運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)很難滿足應(yīng)用需求。同時(shí),在群體事件、人員密集區(qū)域,無線信道十分緊張,智能聚合設(shè)備可由幾個(gè)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)鏈路獲取信道資源,最大程度保障業(yè)務(wù)暢通。
優(yōu)勢:
ü 室外無線環(huán)境高適應(yīng)性。
ü 多網(wǎng)融合,避免單網(wǎng)導(dǎo)致的中斷風(fēng)險(xiǎn)。
ü 極大提高業(yè)務(wù)帶寬,提升業(yè)務(wù)穩(wěn)定性。
ü 搶信道能力強(qiáng)。
拓?fù)淙鐖D所示:
2.1.3 前指視頻匯聚應(yīng)用
前指現(xiàn)場,需要與下端多個(gè)單兵終端、后方指揮中心進(jìn)行通信,需接入多路視頻,對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的帶寬要求較高。依靠單卡/單網(wǎng)設(shè)備,很難滿足應(yīng)用要求,尤其在室外環(huán)境下,無線網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜多變,更難以保障帶寬。該場景下使用智能聚合系統(tǒng),提升無線網(wǎng)絡(luò)帶寬,保障業(yè)務(wù)應(yīng)用。
優(yōu)勢:
ü 多無線鏈路聚合,提升帶寬,保障業(yè)務(wù)穩(wěn)定傳輸。
拓?fù)淙鐖D所示:
2.2 方案優(yōu)勢
1) 全兼容3G(WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000)、4G(TD-LTE、FDD-LTE)制式,支持平滑升級(jí)至5G網(wǎng)絡(luò);
2)同時(shí)兼容移動(dòng)、聯(lián)通、電信三家運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)、支持多制式多SIM卡;
3)支持?jǐn)U展以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)WLAN等技術(shù);
4)鏈路故障切換能力:鏈路融合中,移動(dòng)、聯(lián)通、電信等運(yùn)營商無線鏈路互相動(dòng)態(tài)備份。當(dāng)某一鏈路中斷時(shí),其它成員能夠迅速接替其工作。啟用備份過程,切換可快速完成,對(duì)大部分應(yīng)用都不會(huì)造成影響;
5)通過融合多種無線鏈路,其容量等于各無線鏈路容量之和;
6)數(shù)據(jù)傳輸安全可靠:可靠的數(shù)據(jù)傳輸:數(shù)據(jù)包在多個(gè)通道中同時(shí)發(fā)送,任一通道異常數(shù)據(jù)將動(dòng)態(tài)調(diào)整至其他通道,不影響整體數(shù)據(jù)傳輸;安全的傳輸方式:把原始數(shù)據(jù)包拆分后選擇不同的網(wǎng)絡(luò)接口同時(shí)發(fā)送,截獲任意一路數(shù)據(jù)無法還原本來信息;傳輸鏈路加密:所有數(shù)據(jù)包傳輸過程中加載私有協(xié)議傳送至服務(wù)器,經(jīng)過服務(wù)器還原后再發(fā)送至各平臺(tái);提供用戶真實(shí)地址隱藏,靜態(tài)源地址,數(shù)據(jù)加密能力;
7)使用MPTCP多路徑TCP傳輸,聚合效率不低于90%;
8)系統(tǒng)維護(hù)及管理,支持遠(yuǎn)程管理;支持web訪問模式,支持SNMP協(xié)議;可以對(duì)系統(tǒng)的配置通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程更改;系統(tǒng)故障時(shí)可遠(yuǎn)程方式診斷和修復(fù)。
9)安全傳輸:認(rèn)證、授權(quán)、加密
3 典型案例
3.1 案例介紹
湖北應(yīng)急通信車4G智能融合通信方案
本項(xiàng)目建設(shè)應(yīng)急系統(tǒng)使用的4臺(tái)通信車,每臺(tái)增加1套4G智能鏈路終端,另租用“楚天云”空間增加“智能融合服務(wù)平臺(tái)”,對(duì)接視頻監(jiān)控、視頻會(huì)議、環(huán)境監(jiān)測等系統(tǒng),將高清視頻、視頻會(huì)議、數(shù)據(jù)監(jiān)控等回傳至指揮中心,系統(tǒng)設(shè)計(jì)做到平戰(zhàn)結(jié)合、公專結(jié)合。絕大部分時(shí)間利用公網(wǎng)通信覆蓋范圍廣、三家運(yùn)營商互補(bǔ)、資費(fèi)低、使用方便等優(yōu)勢,提供良好的通信鏈路。針對(duì)特別偏遠(yuǎn)、特別重大的應(yīng)急事件使用衛(wèi)星通信,衛(wèi)星通信作為4G通信補(bǔ)充鏈路,做到真正零中斷。
3.1.1 建設(shè)方案
1) 安能通信指揮車、大冶鐵礦衛(wèi)星通信指揮車(奔馳)、大冶有色衛(wèi)星通信指揮車(SUV)、國家危險(xiǎn)化學(xué)品應(yīng)急救援武漢石化隊(duì)通信指揮車,每臺(tái)車增加1套4G智能鏈路終端。
2) 租用“楚天云”作為智能融合通信平臺(tái),與各視頻監(jiān)控、視頻會(huì)議系統(tǒng)對(duì)接。
3.2 案例介紹
福州市馬尾社區(qū)融合系統(tǒng)應(yīng)急指揮平臺(tái)項(xiàng)目
本項(xiàng)目采用融合通信技術(shù)、數(shù)字音頻技術(shù)等現(xiàn)代化的指揮中心信息化技術(shù),在馬尾區(qū)應(yīng)急管理局應(yīng)急指揮中心建設(shè)融合通信指揮平臺(tái)和融合通信系統(tǒng)配套硬件,采購融合通信應(yīng)急保障服務(wù),實(shí)現(xiàn)馬尾區(qū)不同類型的通信系統(tǒng)接入,達(dá)到各個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)、各種通信手 段互聯(lián)互通、統(tǒng)一調(diào)度。
3.2.1 建設(shè)方案
平臺(tái)總體架構(gòu)
多卡聚合路由傳輸拓?fù)?/p>
在地震救災(zāi)、森林火災(zāi)、應(yīng)急救援等場景下,應(yīng)急指揮車通過安裝車載多卡聚合路由,可提供應(yīng)急現(xiàn)場無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋,和現(xiàn)場指揮調(diào)度功能快速搭建前方指揮所,在提供區(qū)域通信保障的同時(shí)滿足應(yīng)急現(xiàn)場音視頻采集、單兵指揮、救援任務(wù)分派等應(yīng)急需求。同時(shí)也可依托衛(wèi)星、4G、MESH自組網(wǎng)等傳輸鏈路實(shí)現(xiàn)與后方指揮中心的音視頻互通,實(shí)現(xiàn)前后方聯(lián)動(dòng)指揮和業(yè)務(wù)協(xié)同,形成救援一線現(xiàn)場&現(xiàn)場指揮所&后方指揮中心的多級(jí)聯(lián)動(dòng)。