2020-04-09 14:03:50
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一、需求分析
春季氣候干燥，是森林火災的高發(fā)季節。森林火災多發(fā)于樹(shù)木林立、地形復雜的偏遠區域，常規4G網(wǎng)絡(luò )很難有效覆蓋。因此，當火情發(fā)生時(shí)，通信不暢的問(wèn)題常常導致前方人員無(wú)法及時(shí)向指揮中心傳達信息，指揮中心也無(wú)法迅速做出指揮調度命令，阻礙了森林火災的救援反應速度。
根據《應急管理信息化發(fā)展戰略規劃框架-2018-2022年》要求，基于當前森林防火任務(wù)的重要性，建設無(wú)線(xiàn)寬帶mesh自組網(wǎng)成為當務(wù)之急。以北峰Mesh無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)系統為例，通過(guò)前端建設的無(wú)線(xiàn)mesh自組網(wǎng)系統，可以實(shí)現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)現多路語(yǔ)音、數據、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)系統是采用全新的“無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)”理念設計的移動(dòng)寬帶多媒體通信系統。設備具有多跳自組網(wǎng)功能，能夠通過(guò)“接力傳遞”的方式覆蓋傳統設備難以到達的區域(如山谷和峽谷等)。此外，系統設備是無(wú)中心同頻設備，指揮中心與現場(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，做到統一指揮，現場(chǎng)指揮部的信息通過(guò)4G LTE專(zhuān)網(wǎng)、4G公網(wǎng)或者衛星通信網(wǎng)回傳給總指揮中心，協(xié)同作戰。
MESH系列電臺種類(lèi)豐富，目前產(chǎn)品形態(tài)包括：?jiǎn)伪娕_、車(chē)載背負電臺、MESH基站/中繼、無(wú)人機機載電臺等，適應性、實(shí)用性與易用性極強。能夠在不依賴(lài)公共設施(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、方案設計
1、在森林林區內選取適合的地點(diǎn)，將適量的遠距離無(wú)線(xiàn)Mesh基站安裝在鐵塔上，充分利用山區地勢高的優(yōu)勢，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、中繼轉發(fā)方式，將采集的森林林區數據及圖像信息，全天候實(shí)時(shí)回傳，更可通過(guò)3G/4G公網(wǎng)回傳遠端指揮中心，方便實(shí)時(shí)查看、科學(xué)分析。
2、 指揮車(chē)和護林巡邏車(chē)上部署車(chē)載MESH節點(diǎn)，快速進(jìn)入森林林區，便于信息采集、巡邏監控及指揮調度，并為森林林區安全員提供無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )支撐;同時(shí)，通過(guò)與衛星通信系統互聯(lián)互通，將森林林區現場(chǎng)信息第一時(shí)間回傳后端監控指揮中心。
3、安全員徒步攜帶單兵MESH節點(diǎn)，可深入森林林區執行一線(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;又可將森林林區內部采集的高清視頻圖像盡可能及時(shí)回傳，向后方平臺提供全面清晰的現場(chǎng)實(shí)時(shí)圖像。
4、無(wú)人機搭載機載自組網(wǎng)節點(diǎn)設備升空，既可進(jìn)一步擴大無(wú)線(xiàn)覆蓋范圍，減少覆蓋盲區，提升視頻回傳質(zhì)量;又能將空中移動(dòng)監控與地面固定監控有機結合、優(yōu)勢互補，形成地空“立體式”監控網(wǎng)絡(luò )在有效增大監控區可視范圍。
四、方案特點(diǎn)
?、贌o(wú)中心同頻自組網(wǎng)
Mesh無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)系統為無(wú)中心同頻系統，所有節點(diǎn)地位對等，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。任意節點(diǎn)設備在網(wǎng)絡(luò )中均可作為末端節點(diǎn)、中繼節點(diǎn)或指揮節點(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)設備，包括室外固定臺、車(chē)載臺及單兵便攜臺等，只需開(kāi)機上電就可自動(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)基站采用軍工標準設計：具有便于攜行、堅固耐用、防水防塵，適用在各種惡劣環(huán)境下，迅速布署滿(mǎn)足應急現場(chǎng)的通信需求。傳統WLAN網(wǎng)絡(luò )如果有某個(gè)AP上行鏈路出現故障那么該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)、自修復等特性，因此Mesh網(wǎng)絡(luò )中的AP節點(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動(dòng)性強
突發(fā)事件的發(fā)生地具有很大不確定性，且事件現場(chǎng)變化無(wú)常，因此根據突發(fā)事件的發(fā)生情況，因地制宜地設置現場(chǎng)臨時(shí)便攜基站十分必要?，F場(chǎng)便攜基站是臨時(shí)性的，它隨現場(chǎng)出現而建立、隨事件結束而撤收。
④快速布署
面對突發(fā)事件如何及時(shí)、準確、快速、深入的掌握事件現場(chǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，對各級指揮員能否做出正確的判斷和定下作戰決心起著(zhù)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)，力爭最大程度的簡(jiǎn)化現場(chǎng)配置和布署難度，滿(mǎn)足一線(xiàn)作戰人員在應急條件下對于快速建網(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NLOS配置，其自動(dòng)中繼特性可以輕易實(shí)現超視距傳輸，信號能夠自動(dòng)選擇最佳路徑不斷從一個(gè)節點(diǎn)跳轉到另一個(gè)節點(diǎn)，并最終到達無(wú)直接視距的目標節點(diǎn)。為各領(lǐng)域解決“最后一公里”問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)。
⑥高數據帶寬快速移動(dòng)
Mesh無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)系統的峰值數據帶寬為28Mbps。節點(diǎn)具備非固定移動(dòng)傳輸能力，且快速移動(dòng)也不影響高數據帶寬業(yè)務(wù)，如語(yǔ)音、數據和視頻的業(yè)務(wù)不會(huì )受到系統拓撲結構快速變化以及終端高速運動(dòng)的制約影響。
⑦安全保密性
系統同時(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。