Mesh無線自組網傳輸解決方案

       地震是具有強大毀滅性的自然災害，對人類生命安全以及財產等造成很大傷害，如何去做到防震減災，這是當今人們所掌握的必要技能之一。地震救援以迅速搜索與營救由于地震造成的建筑物破壞而被壓埋人員的舉動。在地震發生后展開救援的第一步是搜索工作。而在搜索之前必須要進行正確的區域、場所的劃分和設定，現場必須實施警戒，嚴格控制人員出入，設立工作區、裝備區、指揮部等職能部門才能提供良好的搜索條件，提高搜索效率。有效減少人民生命和財產損失。 

一、現 狀： 

       地震發生同時伴隨著對通訊、電力系統的破壞而造成通訊和電力中斷，尤其在山區地震對通訊線路、機房破壞會更加嚴重，短時間內不能迅速恢復，但在地震發生以后的救援過程中，通訊指揮保障對搶險的速度和效率起到很關鍵影響，搶險救援過程中，搜救現場區域面積寬，需要動用大量救援力量，如搜救設備、救援人員多點同時進行救援才能以最快的速度搶救生命，協調好救援現場人員、救援裝備發揮最大搜救功效，爭分奪秒讓被困人員盡快脫離被困區域，贏得搶救時間。搜救現場應建立一個指揮調度平臺，中心平臺按照每個救援點上情況，合理分配以及調度救援人員、機械裝備、醫療等各個職能部門，讓救援力量有序、有效充分發揮各自功能。 

二、需 求： 

       針對地震現場交通不方便,地表情況復雜,通信不暢的問題,為了使救援工作及時高效, 設計一套集視頻采集、信號傳輸、自持續航一體地面終端;同時結合無人機搭載的視頻采集和數據傳輸平臺。實現地面終端、無人機、地面指揮中心三點之間數據相互共享。在搜救現場、現場搜救指揮部、各職能部門之間建立一套視頻聯動指揮系統很關鍵?，F場搜救指揮中心通過該套系統能迅速了解各搜救點作業層情況、進度等信息。然后根據現場搜救需要合理指揮和調度搜救人員和裝備。充分發揮現場各職能部門職責，提高搶險搜救的效率。 

三、系統設計： 

       無線應急視頻傳輸基于融合 mesh 自組網平臺和自持續航能力的高清云臺球機、無人機載系統、現場指揮中心等各個單元。在救援現場快速搭建無線通訊網絡實現現場指揮中心對各個職能部門進行調度指揮，讓搶險救援力量發揮最大優勢。具體如下圖所示：

       救援出現房屋倒塌情況，對搜救工作開展帶來很大麻煩，為了提高搜救進度，搜救現場會有多個救援點同時開展搜救工作，現場指揮中心對各個搜救點工作情況和進度進行協調指揮，根據搜救進展情況合理安排救援力量。提升搶險搜救效率、為營救受傷人員爭取寶貴時間。 

四、Mesh 自組網原理 

1、前端（視頻采集+mesh 自組網傳輸）現場視頻由高清紅外網絡云臺攝像機采集，視頻信息通過 mesh 自組網系統形成信號鏈路通過 gateway mesh 網關接入有線網絡。單臺 mesh 自組網終端能快速關聯起就近的兩個 mesh 節點并且同時保持處于通訊狀態，如果出現某一個 mesh 節點因故障發生下線情況，相鄰其他 mesh 節點會自動搜尋和匹配相鄰 mesh 網絡節點恢復通訊。Mesh監控終端自持電池續航能力達 10 小時，能夠滿足終端長時間持續工作。 

2、中心平臺 

       在同一個 mesh 自組網系統中，每個 Mesh 節點處于對等網絡地位，mesh 網關和有線網絡鏈接，實現 mesh 網絡中數據傳輸至有線網絡數據相互交互。后端指揮調度中心通過無線網絡回傳的數據實時監控前端各個 mesh 監控終端現場的工作開展情況，為指揮中心進行指揮決策、下發調度指令提供技術保障。 

五、Mesh 自組網模式： 

1、單頻通訊 

       單頻通訊可以根據需要選定使用 300Mz、600Mhz、800Mhz、1.4G、2.4G、5.8G等不同無線頻率實行無線組網，單臺 Mesh 站點之間可以和就近且處于相互可視范圍內的其他 mesh 基站節點建立通訊鏈接。如某一臺 mesh 節點由于故障下線，其他 mesh 節點能夠自動尋找其他相鄰無線節點回傳到 mesh 網關接入到有線網絡。

       在同一個 mesh 網絡，每一臺 mesh 網絡設備處于對等的無線地位。每臺均可以作為 mesh 網關接入有線網絡。Mesh 網絡具有的靈活擴可以快速擴展網絡中節點并且迅速上線。網絡傳輸建立起來以后，mesh 節點會依據網絡傳輸節點數量和網絡承載能力等情況自動選擇最佳的上傳路徑。mesh 節點在傳輸過程中，如果其中一個 mesh 節點出現故障下線，經過該節點傳輸的其他節點能自動重新計算新的傳輸路徑將信號繼續回傳到監控中心。 

2、雙頻通訊 

       雙頻組網以 300Mz、600Mhz、800Mhz、1.4G、5.8G 為自組網通訊頻率基礎，2.4G 或 5.8G 為 WiFi 覆蓋接入就近區域內無線終端數據，常見的應用場景。 

2.1 mesh 快速漫游和自組網傳輸 

       該業務應用場景為終端在移動環境中，終端設備監測數據要實時傳輸至中心。但由于終端處于移動狀態，終端需要和沿途經過的 mesh 基站依次進行相互通訊，同時實現移動終端和 mesh 基站之間數據交互過程流暢，不出現卡頓或者數據丟包等情況?；谶@個需求，終端和 mesh 基站需要占用一個射頻通道實現 mesh 無感快速漫游切換的需求。

       另外一個通訊射頻相互之間組件一個無線自組網實現終端和中心之間數據互通，最終實現移動終端和 mesh 基站，mesh 基站和數據中心之間全部鏈路之間無線傳輸的功能。 

2.2 mesh 自組網+WiFi

       覆蓋該業務體系通過低頻 mesh 網絡鏈接起來以后，每個 mesh 節點上配載的 2.4G或 5.8G WiFi 信號覆蓋就近區域，滿足無線網絡設備如手機、平板、PAD、電腦、WiFi 攝像機、無線監測設備等終端接入 wifi 網絡實現上網。解決臨時網絡布線帶來的問題。 

六、mesh 自組網優勢： 

       無中心組網，可應需靈活部署，無需機房及傳輸網等基礎設施支持，能夠任意搭建網，并且可以實行多跳接力組網傳輸，進而擴大覆蓋范圍。專網專用，無線傳輸鏈路無任何鏈路費用或者流量費用。支持分級分組及漫游組網，實現擴大系統通信容量。具備跳頻功能，有效提升抗干擾、抗跟蹤能力;引入數字濾波功能，有效抑制遠端干擾。同時，采用 ARQ 傳輸機制，降低數據傳輸丟失率，提升數據傳輸可靠性。數據透傳支持各種業務數據無差異化透傳。具備寬帶傳輸能力，支持清晰語音、寬帶數據和高清視頻等多媒體業務。圖像具備自適應調整能力，充分保障數據、視頻等業務的連續性和流暢性。 

七、Mesh 自組網特點： 

1、靠性高 

       無線 Mesh 自組網移動基站工業化設計：具有便于攜帶、堅固耐用、防水防塵，滿足各種惡劣環境迅速布署滿足應急現場數據通信需求。對比傳統 WLAN 網絡某臺 AP 上行鏈路出現故障將會導致該 AP 上所有終端無法接入該 WLAN 網絡。而無線esh 自組網具有網絡自愈修復功能、同一臺 mesh 站點會和就近的 2 臺可視范圍內的其他另外 mesh節點進行通訊，如其中一臺 mesh 節點因故障下線，該節點會自動重新計算網絡路徑和中心傳輸數據，通常 Mesh 網絡中節點通常都有多條可用鏈路，這樣能夠有效避免單點故障，網絡將會更加堅固。 

2、機動性 

       突發事件的發生地具有很大不確定性，且事件現場變化無常，因此根據突發事件的發生情況，因地制宜地設置現場臨時便攜基站十分必要?，F場基站是臨時性的，隨現場出現而建立、事件結束而撤收。 

3、快速布署 

       面對突發事件如何及時、準確、快速、深入的掌握事件現場實時動態信息，對各級指揮員能否做出正確的判斷和定下作戰決心起著至關重要的作用。無線 Mesh 自組網高性能基站基于高頻或超短波無線調制技術組網，力爭實現簡化現場配置和布署難度，同時結合使用現場不同現場環境保證通訊通訊距離和速率最大化。非視距傳輸(NLOS)利用 Mesh 自組網技術實現 NLOS 傳輸，其自動中繼特性可以實現非視距傳輸，同時利用 mesh 自組網的靈活組網特點，能有效延伸和擴展區域內信號覆蓋面積，擴大通訊范圍，真正實現為各領域解決“最后一公里”問題的關鍵技術。 

4、高數據帶寬快速移動 

       Mesh 無線自組網系統的峰值數據帶寬為 80Mbps。節點具備非固定移動傳輸能力，且快速移動也不影響高數據帶寬業務，如語音、數據和視頻的業務不會受到系統拓撲結構快速變化以及終端高速運動的制約影響。

5、安全保密性

       系統同時具備編組加密(工作頻點、載波帶寬、通信距離、組網模式、MESHID 等)、信道加密或信源加密等多種加密方式，專網專用，可防止其他網絡侵入截獲數據，確保網絡和信息高度安全。 

八、Mesh 自組網參數 

       LA-Mesh 系列無線自組網設備是一款具備 Mesh 自組網特性的無線基站產品，基于高通 MIPS 芯片設計（300~800Mhz、1.4G、2.4G、5.8G 等不同頻率）開發單頻自組網或雙頻自組網、無感漫游二合一平臺，實現大規模無中心自組網。廣泛應用在地震、火災、抗洪等、泥石流等應急搶險指揮、車隊、船隊、電力、勘測、隧道、救援、演習訓練、巡邏、安保、大型會議、無人機、游船、軌道交通、鐵路、駕?？颇慷?、科目三等，各種不同環境下組建無線局域網傳輸視頻、聲音、數據等重要信息。具有組網靈活、在線智能掃描、多路徑連接、智能路徑學習等功能，高速移動中提供高帶寬、低延時的數據漫游服務。 

九、主要特點 

頻率：300~600Mhz、800Mhz、1.4G、2.4G、5.8G（根據需要定制） 

最高速率可達 160Mbps 

架高無障礙傳輸距離 8~10 公里（視天線增益） 

自組網規模不小于 50 臺，中繼能力超過 10 跳以上 

網絡中無需核心設備管理 

單頻可以在多個 MESH 無線基站之間毫秒級高速切換、漫游，平均切換時間 30ms 

4 個 N 頭天線接口，外接 MIMO 天線，理論空中速率 600Mbps 

符合全球各地無線電法規，支持非標信道可選，保證數據傳輸更加穩定可靠 

電源輸 入：非標 POE 供電， 12-48VDC 

工業級設計，適合在惡劣環境中工作設備外殼支持 IP67 防護等級，配備安裝 L 型夾板和 U 型卡箍 

十、主要優勢 

◆傳輸距離遠 

◆抗干擾性強 

◆良好繞射性 

◆安全穩定 

◆自動路徑習 

◆網絡自愈 

       基于 mesh 自組網的地震搶險救災視頻傳輸系統，能夠在通訊保障不足條件下在現場能夠快速、靈活、高效的搭建無線專網傳輸系統實現搶險現場各點之間的視頻回傳。對搶險救援力量進行合理安排和調度，為搶險生命和財產爭取時間，把受災損失降到最低。