弱網(wǎng)聚合通訊保障系統(tǒng)概述

一、弱網(wǎng)聚合通訊保障系統(tǒng)概述

無線聚合通訊系統(tǒng)，立足于新一代信息技術(shù)領(lǐng)域，是一種專門用于視頻、音頻、文本、圖片等不同格式的多媒體數(shù)據(jù)傳播和處理的新技術(shù)。通過聚合現(xiàn)場捕獲的任何信號形成較大且抗抖動的上下行通道，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議以連續(xù)媒體流的形式從源端傳送到目的端，并在目的端接收、緩存后，按照網(wǎng)絡(luò)傳輸時間先后順序進(jìn)行實時播放。

二、系統(tǒng)平臺實現(xiàn)方案

弱網(wǎng)多鏈路聚合通訊系統(tǒng)

圖解：系統(tǒng)核心應(yīng)用在于能夠在弱網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)抖動和基站受損情況下提供穩(wěn)定的通訊環(huán)境，支持國際通用標(biāo)準(zhǔn)移動寬帶網(wǎng)絡(luò)制式（如2G/3G/4G），并支持專網(wǎng)1.4G與1.8G頻段，同時支持WIFI，有線，形成較大且抗抖動的上下行通道，具有“高通行量、高穩(wěn)定性、高安全性、高便利性、低成本”的特點。

本方案包括前端編碼系統(tǒng)、前端通訊系統(tǒng)、后端聚合系統(tǒng)、流媒體系統(tǒng)、加速系統(tǒng)、中控系統(tǒng)和觀看系統(tǒng)七部分組成。

1.前端編碼系統(tǒng)

前端編碼系統(tǒng)可接駁多種信源，包括hdmi信源、sdi信源等，最高可以實現(xiàn)60幀率4k的圖傳要求，具體可接駁攝像機(jī)、手機(jī)、無人機(jī)、監(jiān)控攝像頭等前端設(shè)備。

2.前端通訊系統(tǒng)

前端通訊系統(tǒng)接收編碼系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，完成對數(shù)據(jù)的重新拆包和鏈路選擇及傳送，具有負(fù)載迅速且合理的特點，是實現(xiàn)大體積數(shù)據(jù)傳送的核心組件。

3. 后端聚合系統(tǒng)

該系統(tǒng)負(fù)責(zé)將各個物理鏈路傳動的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序和聚合，將前端拆包數(shù)據(jù)再恢復(fù)為原始數(shù)據(jù)，同時本系統(tǒng)也是負(fù)責(zé)前向糾錯。

4. 流媒體系統(tǒng)

本方案提供我方自研的流媒體系統(tǒng)，具有接入數(shù)據(jù)量大，處理迅速的特點。

5.加速系統(tǒng)

對于已經(jīng)傳送到服務(wù)端的數(shù)據(jù)，若需分配給多人使用，本方案還提供加速系統(tǒng)（主要針對流式媒體），可以承載較高的并訪。

6、中控系統(tǒng)

本方案提供分權(quán)限中控系統(tǒng)，對于前端傳動上來的原始數(shù)據(jù)可以多重分權(quán)管理，較好的適應(yīng)應(yīng)急體系對于保密的相關(guān)要求。

三、核心模組技術(shù)分析

系統(tǒng)搭載國內(nèi)首款高性能、高附加值且免網(wǎng)絡(luò)配置的--“通用型大流量聚合通訊模組”：該模組設(shè)備是一款通用型平臺產(chǎn)品，可為通訊設(shè)備提供網(wǎng)絡(luò)，既可聚合無線鏈路也可以聚合有線鏈路，既可以聚合專網(wǎng)頻段也可以聚合公網(wǎng)頻段（電信、移動、聯(lián)通三種公網(wǎng)兼容），整個系統(tǒng)具有較好的兼容性。在已經(jīng)布設(shè)專網(wǎng)的區(qū)域?qū)⒅饕x擇專網(wǎng)傳送，在專網(wǎng)未覆蓋的區(qū)域可以聚合可用公網(wǎng)鏈路，因此該通訊模組具有很好的實戰(zhàn)能力。

1、高通行量

通訊保障需求往往是信號衰減嚴(yán)重或者人員密集場所，單個鏈路的通信能力會急劇下降，在此情況下，依托單個鏈路實現(xiàn)大體積信息的快速傳送變得極為困難，本方案可以通過聚合多個小容量通道形成一個大容量通道，根據(jù)前端通訊模組的結(jié)構(gòu)不同分為4倍擴(kuò)容、8倍擴(kuò)容和16倍擴(kuò)容等多種機(jī)制。

不但如此，本方案所傳送信息經(jīng)由不同的鏈路實現(xiàn)，后包先至可迅速啟動跨越包的鏈路重選和重發(fā)，保證了實時信息流的相對有序到達(dá)，因而可以規(guī)避超時等待等原因?qū)е碌男畔嗔鳌?/p>

2、高穩(wěn)定性

由單鏈路擴(kuò)展為多鏈路聚合傳輸，因而可以為應(yīng)急通訊穩(wěn)定提供更好的穩(wěn)定性。采取非可靠傳輸機(jī)制，前端無需等待后端信息反饋，因此某個鏈路的瞬時抖動可以在5ms內(nèi)被檢測發(fā)現(xiàn)，前端傳動的數(shù)據(jù)可以對鏈路進(jìn)行更好的優(yōu)選和負(fù)載配置，從而有效規(guī)避數(shù)據(jù)盲發(fā)導(dǎo)致的鏈路擁塞，最大限度利用所有可用信道，形成穩(wěn)定的通信鏈路。

本系統(tǒng)同時提供前向糾錯機(jī)制，容錯率在5%-75%可選，通過配置合理的冗余包對不可抗丟包進(jìn)行后端還原，進(jìn)一步減少可能的數(shù)據(jù)丟包，進(jìn)一步提升穩(wěn)定性。

3、高安全性

單鏈路擴(kuò)展為多鏈路帶來的另一個優(yōu)勢是：數(shù)據(jù)安全。

首先，本方案中對信息流的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行拆包處理后，不按照確定的分配比例給各個鏈路負(fù)載，唯一的負(fù)載原則只是基于5ms內(nèi)各個鏈路的實際傳送能力，每個5ms內(nèi)各個鏈路的傳送數(shù)據(jù)量均在變化中，因此難以對某個單一鏈路進(jìn)行抓包分析；

其次，由于原始數(shù)據(jù)經(jīng)由不同的物理鏈路傳送，因此單個鏈路的數(shù)據(jù)均是不完整的，非法用戶即使截獲數(shù)據(jù)也不存在可用性；

再次，由于配置了不確定數(shù)量的冗余數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)除非到達(dá)終點，否則中途難以解析。

4、高便利性

本方案最大限度的降低一線使用人員的使用方式，前端設(shè)備僅配置一個開關(guān)鍵，其他配置均做了自適應(yīng)，不管是車載系統(tǒng)還是單兵系統(tǒng)，人員到達(dá)現(xiàn)場，10s內(nèi)可啟動通訊支持。

5、低成本

本方案相對于同等通訊量和穩(wěn)定性的衛(wèi)星通訊，其使用成本約為后者的百分之一。同時，本方案的安裝成本也較其他方案有著較為明顯的成本優(yōu)勢。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

適用于基礎(chǔ)通訊保障下的全場景數(shù)據(jù)傳輸場景，包括警務(wù)／政法／城管／園林／景區(qū)／應(yīng)急救援等。具體分為兩個細(xì)分方案，分別是車載通訊方案和單兵方案。

1、車載通訊系統(tǒng)

車載通訊保障改造相對簡單易行，信源經(jīng)由編碼設(shè)備后送至車載多鏈路聚合傳送路由，多鏈路傳送路由對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行拆包后進(jìn)行合理負(fù)載傳送，具有實施簡單，啟動迅速，功耗小，抗干擾等特點。

2、單兵系統(tǒng)

在現(xiàn)場難以進(jìn)駐車輛的應(yīng)急場所，本方案提供單兵子方案。由單人背負(fù)即可實現(xiàn)，滿電可以實現(xiàn)8小時的工作，同時提供可更換電池，支持熱插拔。

五、典型案例

乾元通無線聚合通訊系統(tǒng)參與中國海監(jiān)安全通訊設(shè)施建設(shè)

乾元通與中國互聯(lián)網(wǎng)新聞中心合作，為十九大提供通訊保障

乾元通承擔(dān)人民日報直播車通訊保障建設(shè)工程，創(chuàng)新弱網(wǎng)聚合通訊機(jī)制

乾元通為G20峰會提供通訊設(shè)備及技術(shù)支持

關(guān)于乾元通

青島乾元通數(shù)碼科技有限公司是一家以基礎(chǔ)通訊技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用見長的國家高新技術(shù)企業(yè)、青島市專家工作站。作為國內(nèi)首家聚合通訊設(shè)備制造商和系統(tǒng)方案供應(yīng)商，產(chǎn)品與集成并重，專注為客戶提供優(yōu)質(zhì)的通訊保障服務(wù)。公司擁有算法工程部、嵌入式研發(fā)部、流媒體服務(wù)器研發(fā)部等部門，已為數(shù)百家大型企業(yè)提供技術(shù)支持，公司產(chǎn)品及技術(shù)填補(bǔ)國內(nèi)弱網(wǎng)聚合技術(shù)空白，多次榮獲國家科技部與工信部的最高獎項。

公司獲得授權(quán)專利7項，實用新型專利1項，軟著10項，另有多項專利進(jìn)入實質(zhì)審查階段。截止目前，公司在全國有80余家落地代理商，服務(wù)200余家電視臺和通訊集團(tuán)，參與中國海事通訊建設(shè)、智慧消防等項目，同時，還是人民日報、中國互聯(lián)網(wǎng)新聞中心、優(yōu)酷視頻、騰訊山東、樂視移動端流媒體技術(shù)保障供應(yīng)商。