小草科技4G/5G多卡聚合融合通信設備在消防行業(yè)領域解決方案

1?背景介紹

近年來,滅火救援工作呈現出突發(fā)性強、技術要求高、處置難度大、作戰(zhàn)時間長等特點,尤其是跨區(qū)域協(xié)同作戰(zhàn)越來越頻繁，作為綜合應急救援隊伍的主力軍，公安消防部隊往往需要公安消防部隊調集多個隊伍聯合作戰(zhàn)，作戰(zhàn)方式也從平面、線式作戰(zhàn)向縱深、立體作戰(zhàn)轉變, 給指揮調度和應急通信保障工作提出了新的更高要求。

如何獲取災害現場的第一手資料為救援行動提供決策依據，如何在處置災害事故的過程中保證多個消防隊伍協(xié)同配合、指令暢通，關鍵在于解決消防部隊滅火救援現場的通信保障問題。

1.1?行業(yè)現狀

1、多部門協(xié)同作戰(zhàn)缺乏有效通信手段。在有社會相關力量參與的滅火救援行動中，由于沒有跨部門、跨行業(yè)的應急通信組織方案，日常溝通、現場通信和應急通信演練機制沒有建立，通信設備頻率不一致，導致在救援現場不能通過電臺進行協(xié)同通信，部門間直接、有效的綜合作戰(zhàn)體系不能及時形成，多數情況下只能是消防部門唱“獨角戲”，極大地影響滅火救援統(tǒng)一指揮的效率。

2、部分應急通信裝備無法在實戰(zhàn)中發(fā)揮實效。近年來，消防部隊大力開展應急通信保障體系建設，總隊、支隊配備了短波電臺、衛(wèi)星便攜站、衛(wèi)星通信指揮車等應急通信裝備。衛(wèi)星便攜站操作復雜，環(huán)境要求高，需多人協(xié)同操作，鏈路建立需向部局申請分配帶寬，導致難以在環(huán)境復雜的滅火救援現場展開應用；短波電臺使用未建立有效的運行機制，為保證通信質量，通信頻道必須根據環(huán)境、地域來選擇，一旦發(fā)生重大自然災害，未預先規(guī)定使用頻道，難以有效進行跨區(qū)域遠距離通信。

1.2?行業(yè)需求

1、急需解決因基站信號質量及擁堵問題，所產生的低畫質傳輸。

2、要求對傳輸內容的加密，提高安全性

3、需要對系統(tǒng)支持硬件及軟件的升級

4、對硬件、軟件費用的減少

2?解決方案

本方案將設備控制端通過無線網絡的方式與4G多卡聚合智能融合通信設備連接將高質量實時視頻經由Internet傳輸至云端進行處理，再推送到視頻播放端，真正實現高清無卡頓的隨時隨地直播、預判。1、設備可以滿足各類高帶寬、高可靠的網絡應用要求。通過軟硬件對接后，完成高清視頻4G無線傳輸。2、多網融合，避免單網導致的中斷風險。

通過現場的采集終端，將監(jiān)控視頻以及單兵回傳視頻通過多卡聚合視頻傳輸設備實時傳送給指揮中心；同時進行雙向的語音通話；采用多卡聚合視頻傳輸設備在運營商網絡環(huán)境差的情況下，保障最少單鏈路傳輸，確保視頻傳輸網絡的通暢；

多卡聚合設備特點：

1.?多路聚合，網速保證

可聚合多路有線、5路/6路4G無線鏈路、1路5G鏈路，形成一條高速、穩(wěn)定、安全的大容量上下行通道。支持移動/聯通/電信所有運營商無線網絡混用，支持專線/DAL有線鏈路、衛(wèi)星鏈路。

2.?高穩(wěn)定、便利性

前端傳送的數據可以對鏈路進行更好的優(yōu)選和負載配置，從而有效規(guī)避數據盲發(fā)導致的鏈路擁塞，最大限度利用所有可用信道，形成穩(wěn)定的通信鏈路。

3.?高安全性

融合設備將原始數據進行拆包、加密處理后，通過不同通道發(fā)送至服務端，根據每個通道通信能力動態(tài)調整各個鏈路負載，終端與服務端還內置VPN，做到數據多達4重保護，傳輸過程中任一通道的數據都將是無效的。

4.?工業(yè)級AP接入

設備內置工業(yè)級AP模塊，適用于各種環(huán)境下的WIFI設備接入/橋接等場景。

2.1?應用介紹

2.1.1?前指視頻匯聚應用

前指現場，需要與下端多個單兵終端、后方指揮中心進行通信，需接入多路視頻，對無線網絡的帶寬要求較高。依靠單卡/單網設備，很難滿足應用要求，尤其在室外環(huán)境下，無線網絡復雜多變，更難以保障帶寬。該場景下使用多卡聚合智能聚合系統(tǒng)，提升無線網絡帶寬，保障業(yè)務應用。

優(yōu)勢：

ü?多無線鏈路聚合，提升帶寬，保障業(yè)務穩(wěn)定傳輸。

拓撲如圖所示：

2.1.2?方案優(yōu)勢

1)?全兼容3G(WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000)、4G(TD-LTE、FDD-LTE)制式，支持平滑升級至5G網絡；

2）同時兼容移動、聯通、電信三家運營商的網絡、支持多制式多SIM卡；

3）支持擴展以太網、無線局域網WLAN等技術；
4）鏈路故障切換能力：鏈路融合中，移動、聯通、電信等運營商無線鏈路互相動態(tài)備份。當某一鏈路中斷時，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，對大部分應用都不會造成影響；

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）數據傳輸安全可靠：可靠的數據傳輸：數據包在多個通道中同時發(fā)送，任一通道異常數據將動態(tài)調整至其他通道，不影響整體數據傳輸；安全的傳輸方式：把原始數據包拆分后選擇不同的網絡接口同時發(fā)送，截獲任意一路數據無法還原本來信息；傳輸鏈路加密：所有數據包傳輸過程中加載私有協(xié)議傳送至服務器，經過服務器還原后再發(fā)送至各平臺；提供用戶真實地址隱藏，靜態(tài)源地址，數據加密能力；

7）使用MPTCP多路徑TCP傳輸，聚合效率不低于90%；

8）系統(tǒng)維護及管理,支持遠程管理；支持web訪問模式，支持SNMP協(xié)議；可以對系統(tǒng)的配置通過網絡進行遠程更改；系統(tǒng)故障時可遠程方式診斷和修復。
9）安全傳輸：認證、授權、加密

3?典型案例

3.1?案例介紹

XXX消防總隊實時指揮平臺建設方案

本次建設的XXX消防總隊、支隊實戰(zhàn)指揮平臺均部署于指揮調度網，橫向與互聯網通過安全邊界實現數據共享與交換。

指揮調度網內，XXX消防總隊數據中心通過部署的云計算中心和大數據平臺承載XXX消防總隊實戰(zhàn)指揮平臺相關業(yè)務應用，實現部局、總隊、支隊平臺三級平臺縱向聯網應用，指令上下貫通，數據匯聚共享；城市重大事故及地質性災害事故救援現場的圖像、語音和數據通過3G/4G/衛(wèi)星等無線通信網絡，匯聚到XXX消防總隊、支隊指揮調度網，并逐級向上匯聚到消防局實戰(zhàn)指揮平臺。

消防信息網內，XXX消防總隊現有的一體化業(yè)務信息系統(tǒng)按照統(tǒng)一數據匯聚接口，實現基礎數據向XXX消防總隊實戰(zhàn)指揮平臺的匯聚。

互聯網內， XXX消防總隊通過部署實戰(zhàn)指揮平臺涉消輿情、預警信息對接訪問、視訊通等互聯網服務，向總、支隊移動作戰(zhàn)終端和專職隊、微型消防站終端提供對接服務，互聯網采集的數據資源以及物聯網終端采集的數據通過安全邊界進入實戰(zhàn)指揮平臺云計算中心和大數據平臺。

實戰(zhàn)指揮平臺網絡架構圖