多卡聚合设备 海上通信应用解决方案

Posted 2022-01-27 Grass Router 小草聚合路由

1 背景介绍
随着海上通信的发展，在各种应用需求的推动下，海上通信正在向着定制化的需求迈进。
海上通信通信建设目的是要构建一个战时、巡逻和应急情况下移动通信枢纽，为战时、巡逻和应急状态下提供多种通信保障手段。
智能融合通信设备可配合装备了卫星天线的舰船及地面指挥中心组成，使舰船可在行进中，通过卫星将船只图像、话音以及数据连接到指挥中心，指挥中心将接收信息接入到电话专网、数据专网、图像监视等网络，实现双向实时远程监控、图像/语音/数据传输，并具有动态报警、设备监控等功能。视频信息通过卫星远距离传输，使后方指挥中心可以实时了解及观察现场情况，便于指挥、处理战时及临时突发事件。保障舰船在移动过程中，保持不间断双向通信。

1.1 行业需求
根据用户要求的通信方式和标准，综合实现各个系统的互联互通，满足用户的日常及应急机动条件下的通信指挥需求，确保能与相关指挥平台和通用型指挥信息系统对接。
1、规范性：各类设备、通信软件及协议符合国、内外相关标准。
2、可靠性：具有在各种情况下的高可靠运行能力。
3、实用性：各项技术手段和功能以满足实战需要为原则，操作和维护应简捷、方便、易用。
4、安全性：确保在信息、设备和人身的安全上具有较高的安全保障。
5、兼容性：在保证整个机动指挥系统集成的同时，确保整个系统相互兼容。
6、扩展性：技术发展和业务增加时，具有较强的扩展和升级能力，提供多种扩展接口支持多种信息接口的能力，并预留设备安装空间，有一定的超前意识。
7、经济性：按照需求合理配置系统，确保每一个环节的投入比例达到最佳的性能价格比，最大限度的有效利用资金。
2 解决方案

2.1 实现目标
双路备份：智能融合通信设备与船载卫星天线并路使用，当其中一路中断，另一路备份，确保通信不中断；
视频监控：通过船内和船外的多个摄像头，对船内的情况及船外的环境实时监控，支持夜视功能、动态画面告警。
视频回传：可支持监控视频实时回传、自定义回传、历史回播功能，并将视频保存于指挥中心，以便实时查看。
无线图传：利用智能融合通信设备超级wifi覆盖下实现半径约2公里内的图像传输，并可通过卫星通信系统回传到指挥中心视频调度台。
无线覆盖：利用智能融合通信设备超级wifi为渔民提供互联网接入。

2.1.1 应急备份
智能融合通信设备与船载卫星天线并路使用，当其中一路中断， 另一路备份，确保通信不中断。

2.1.2 无线信号覆盖
1、在船只上部署超级wifi 天线和无线AP实现船舱内外的无线信号覆盖；
2、智能融合通信设备的wifi作为局域网可为网络摄像头和移动终端以及后期扩展设备提供接入通道；
3、无线信号可为渔民提供互联网接入通道 ；

2.1.3 视频监控回传
视频监控：通过船内和船外的多个摄像头，对船内的情况及船外的环境实时监控。
无线图传：利用智能融合通信设备超级wifi覆盖下实现半径约2公里内的图像传输，并可通过卫星通信系统回传到指挥中心视频调度台。

2.2 聚合系统优势

1. 全兼容3G(WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000)、4G(TD-LTE、FDD-LTE)制式，支持平滑升级至5G网络；
   2）同时兼容移动、联通、电信三家运营商的网络、支持多制式多SIM卡；
   3）支持扩展以太网、无线局域网WLAN等技术；
   4）链路故障切换能力：链路融合中，移动、联通、电信等运营商无线链路互相动态备份。当某一链路中断时，其它成员能够迅速接替其工作。启用备份过程，切换可快速完成，对大部分应用都不会造成影响；
   5）通过融合多种无线链路，其容量等于各无线链路容量之和；
   6）数据传输安全可靠：可靠的数据传输：数据包在多个通道中同时发送，任一通道异常数据将动态调整至其他通道，不影响整体数据传输；安全的传输方式：把原始数据包拆分后选择不同的网络接口同时发送，截获任意一路数据无法还原本来信息；传输链路加密：所有数据包传输过程中加载私有协议传送至服务器，经过服务器还原后再发送至各平台；提供用户真实地址隐藏，静态源地址，数据加密能力；
   7）使用MPTCP多路径TCP传输，聚合效率不低于90%；
   8）系统维护及管理,支持远程管理；支持web访问模式，支持SNMP协议；可以对系统的配置通过网络进行远程更改；系统故障时可远程方式诊断和修复。
   9）安全传输：认证、授权、加密。
   3 方案特点
2. 增强带宽提供可靠连接通过将多个有线和蜂窝网络资源通过通道连接同时结合，提供宽带功能，利用运营商多样性链路聚合和链路流控技术达到无缝故障切换，保障系统提供持续不间断的宽带服务。
3. 安全通信确保数据加密，并使用IPSec、VPN和跨多个路径、运营商和路由的分布式计算保护事务多样化的网络资源。
4. 4G多运营商支持技术支持多家运营商网络，可保障只有一家网络正常的情况下仍能工作。
5. 实现真正的4G多路聚合聚合链路稳定，低时延的完成大数据传输，实时传输高清视频信号无压力。
   3.1 工作原理拓扑
   

近海渡轮，在海上工作过程中，需保持与海岸基地的双向通信，以保障安全及业务畅通。目前主要采用卫星通信方式，但在部分区域，由于卫星角度遮挡问题，导致业务中断情况严重。同时，卫星租赁费用昂贵，极大的限制了业务传输的内容及方式。

3.2 优势
 无需重新进行整个通信系统的规划、建设，只需增加一台智能链路聚合设备&服务器，即可完成。
 多网融合，避免单网导致的中断风险。
 极大提高业务带宽，提升业务稳定性。
拓扑如图所示：