2020-04-09 14:03:50
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一、需求分析
春季氣候干燥，是森林火災(zāi)的高發(fā)季節(jié)。森林火災(zāi)多發(fā)于樹(shù)木林立、地形復(fù)雜的偏遠(yuǎn)區(qū)域，常規(guī)4G網(wǎng)絡(luò)很難有效覆蓋。因此，當(dāng)火情發(fā)生時(shí)，通信不暢的問(wèn)題常常導(dǎo)致前方人員無(wú)法及時(shí)向指揮中心傳達(dá)信息，指揮中心也無(wú)法迅速做出指揮調(diào)度命令，阻礙了森林火災(zāi)的救援反應(yīng)速度。
根據(jù)《應(yīng)急管理信息化發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃框架-2018-2022年》要求，基于當(dāng)前森林防火任務(wù)的重要性，建設(shè)無(wú)線(xiàn)寬帶mesh自組網(wǎng)成為當(dāng)務(wù)之急。以北峰Mesh無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)系統(tǒng)為例，通過(guò)前端建設(shè)的無(wú)線(xiàn)mesh自組網(wǎng)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)消防救援小組和指揮車(chē)、指揮中心之間的實(shí)時(shí)互通，實(shí)現(xiàn)多路語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像等多媒體信息的實(shí)時(shí)交互，從而保障森林防火救災(zāi)過(guò)程的通信順暢。
二、解決方案
基于上述森林防火工作可能面臨的無(wú)線(xiàn)通訊難點(diǎn)，Mesh無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)系統(tǒng)是采用全新的“無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)”理念設(shè)計(jì)的移動(dòng)寬帶多媒體通信系統(tǒng)。設(shè)備具有多跳自組網(wǎng)功能，能夠通過(guò)“接力傳遞”的方式覆蓋傳統(tǒng)設(shè)備難以到達(dá)的區(qū)域(如山谷和峽谷等)。此外，系統(tǒng)設(shè)備是無(wú)中心同頻設(shè)備，指揮中心與現(xiàn)場(chǎng)工作人員都可以同時(shí)接入相同的網(wǎng)絡(luò)，確保雙方通信交流順暢，做到統(tǒng)一指揮，現(xiàn)場(chǎng)指揮部的信息通過(guò)4G LTE專(zhuān)網(wǎng)、4G公網(wǎng)或者衛(wèi)星通信網(wǎng)回傳給總指揮中心，協(xié)同作戰(zhàn)。
MESH系列電臺(tái)種類(lèi)豐富，目前產(chǎn)品形態(tài)包括：?jiǎn)伪娕_(tái)、車(chē)載背負(fù)電臺(tái)、MESH基站/中繼、無(wú)人機(jī)機(jī)載電臺(tái)等，適應(yīng)性、實(shí)用性與易用性極強(qiáng)。能夠在不依賴(lài)公共設(shè)施(公共電力，公共網(wǎng)絡(luò)等)情況下，通過(guò)自組網(wǎng)產(chǎn)品之間的自由組網(wǎng)，快速形成無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)。
三、方案設(shè)計(jì)
1、在森林林區(qū)內(nèi)選取適合的地點(diǎn)，將適量的遠(yuǎn)距離無(wú)線(xiàn)Mesh基站安裝在鐵塔上，充分利用山區(qū)地勢(shì)高的優(yōu)勢(shì)，MESH基站可與公網(wǎng)基站共址部署、互聯(lián)互通。通過(guò)多跳接力、中繼轉(zhuǎn)發(fā)方式，將采集的森林林區(qū)數(shù)據(jù)及圖像信息，全天候?qū)崟r(shí)回傳，更可通過(guò)3G/4G公網(wǎng)回傳遠(yuǎn)端指揮中心，方便實(shí)時(shí)查看、科學(xué)分析。
2、 指揮車(chē)和護(hù)林巡邏車(chē)上部署車(chē)載MESH節(jié)點(diǎn)，快速進(jìn)入森林林區(qū)，便于信息采集、巡邏監(jiān)控及指揮調(diào)度，并為森林林區(qū)安全員提供無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)支撐;同時(shí)，通過(guò)與衛(wèi)星通信系統(tǒng)互聯(lián)互通，將森林林區(qū)現(xiàn)場(chǎng)信息第一時(shí)間回傳后端監(jiān)控指揮中心。
3、安全員徒步攜帶單兵MESH節(jié)點(diǎn)，可深入森林林區(qū)執(zhí)行一線(xiàn)任務(wù)，既方便與周?chē)?chē)上指揮員及其他安全員間實(shí)時(shí)語(yǔ)音通信，高效本地協(xié)同;又可將森林林區(qū)內(nèi)部采集的高清視頻圖像盡可能及時(shí)回傳，向后方平臺(tái)提供全面清晰的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)圖像。
4、無(wú)人機(jī)搭載機(jī)載自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備升空，既可進(jìn)一步擴(kuò)大無(wú)線(xiàn)覆蓋范圍，減少覆蓋盲區(qū)，提升視頻回傳質(zhì)量;又能將空中移動(dòng)監(jiān)控與地面固定監(jiān)控有機(jī)結(jié)合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，形成地空“立體式”監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)在有效增大監(jiān)控區(qū)可視范圍。
四、方案特點(diǎn)
①無(wú)中心同頻自組網(wǎng)
Mesh無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)系統(tǒng)為無(wú)中心同頻系統(tǒng)，所有節(jié)點(diǎn)地位對(duì)等，單一頻點(diǎn)支持具備TDD雙向通信，頻率管理簡(jiǎn)單，頻譜利用率高。任意節(jié)點(diǎn)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中均可作為末端節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)或指揮節(jié)點(diǎn)使用。在任何時(shí)間任何地點(diǎn)，不依靠任何其它的固定通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施(如光纖、銅纜等)，可迅速建立無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)。所有無(wú)中心同頻自組網(wǎng)設(shè)備，包括室外固定臺(tái)、車(chē)載臺(tái)及單兵便攜臺(tái)等，只需開(kāi)機(jī)上電就可自動(dòng)組成無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)，相互之間實(shí)時(shí)通信。
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無(wú)線(xiàn)Mesh自組網(wǎng)移動(dòng)基站采用軍工標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)：具有便于攜行、堅(jiān)固耐用、防水防塵，適用在各種惡劣環(huán)境下，迅速布署滿(mǎn)足應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)的通信需求。傳統(tǒng)WLAN網(wǎng)絡(luò)如果有某個(gè)AP上行鏈路出現(xiàn)故障那么該AP上所有客戶(hù)端將無(wú)法接入該WLAN網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線(xiàn)Mesh具有自組網(wǎng)、自修復(fù)等特性，因此Mesh網(wǎng)絡(luò)中的AP節(jié)點(diǎn)通常都有多條可用鏈路，這樣能夠有效避免單點(diǎn)故障。
?、蹤C(jī)動(dòng)性強(qiáng)
突發(fā)事件的發(fā)生地具有很大不確定性，且事件現(xiàn)場(chǎng)變化無(wú)常，因此根據(jù)突發(fā)事件的發(fā)生情況，因地制宜地設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)便攜基站十分必要。現(xiàn)場(chǎng)便攜基站是臨時(shí)性的，它隨現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)而建立、隨事件結(jié)束而撤收。
④快速布署
面對(duì)突發(fā)事件如何及時(shí)、準(zhǔn)確、快速、深入的掌握事件現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，對(duì)各級(jí)指揮員能否做出正確的判斷和定下作戰(zhàn)決心起著至關(guān)重要的作用。無(wú)線(xiàn)Mesh自組網(wǎng)高性能便攜基站，采用單頻組網(wǎng)，力爭(zhēng)最大程度的簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)配置和布署難度，滿(mǎn)足一線(xiàn)作戰(zhàn)人員在應(yīng)急條件下對(duì)于快速建網(wǎng)和零配置的要求。
?、莘且暰鄠鬏?NLOS)
利用Mesh自組網(wǎng)技術(shù)可以很容易實(shí)現(xiàn)NLOS配置，其自動(dòng)中繼特性可以輕易實(shí)現(xiàn)超視距傳輸，信號(hào)能夠自動(dòng)選擇最佳路徑不斷從一個(gè)節(jié)點(diǎn)跳轉(zhuǎn)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并最終到達(dá)無(wú)直接視距的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。為各領(lǐng)域解決“最后一公里”問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)。
⑥高數(shù)據(jù)帶寬快速移動(dòng)
Mesh無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)系統(tǒng)的峰值數(shù)據(jù)帶寬為28Mbps。節(jié)點(diǎn)具備非固定移動(dòng)傳輸能力，且快速移動(dòng)也不影響高數(shù)據(jù)帶寬業(yè)務(wù)，如語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻的業(yè)務(wù)不會(huì)受到系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)快速變化以及終端高速運(yùn)動(dòng)的制約影響。
⑦安全保密性
系統(tǒng)同時(shí)具備編組加密(工作頻點(diǎn)、載波帶寬、通信距離、組網(wǎng)模式、MESHID等)、信道加密和信源加密等多種加密方式，專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)用，可有效防止非法設(shè)備入侵和所傳傳輸信息被截獲破解，確保網(wǎng)絡(luò)和信息高度安全。