弱网聚合通讯保障系统概述

一、弱网聚合通讯保障系统概述

无线聚合通讯系统，立足于新一代信息技术领域，是一种专门用于视频、音频、文本、图片等不同格式的多媒体数据传播和处理的新技术。通过聚合现场捕获的任何信号形成较大且抗抖动的上下行通道，经网络传输协议以连续媒体流的形式从源端传送到目的端，并在目的端接收、缓存后，按照网络传输时间先后顺序进行实时播放。

二、系统平台实现方案

弱网多链路聚合通讯系统

图解：系统核心应用在于能够在弱网、网络抖动和基站受损情况下提供稳定的通讯环境，支持国际通用标准移动宽带网络制式（如2G/3G/4G），并支持专网1.4G与1.8G频段，同时支持WIFI，有线，形成较大且抗抖动的上下行通道，具有“高通行量、高稳定性、高安全性、高便利性、低成本”的特点。

本方案包括前端编码系统、前端通讯系统、后端聚合系统、流媒体系统、加速系统、中控系统和观看系统七部分组成。

1.前端编码系统

前端编码系统可接驳多种信源，包括hdmi信源、sdi信源等，最高可以实现60帧率4k的图传要求，具体可接驳摄像机、手机、无人机、监控摄像头等前端设备。

2.前端通讯系统

前端通讯系统接收编码系统的数据，完成对数据的重新拆包和链路选择及传送，具有负载迅速且合理的特点，是实现大体积数据传送的核心组件。

3. 后端聚合系统

该系统负责将各个物理链路传动的数据进行排序和聚合，将前端拆包数据再恢复为原始数据，同时本系统也是负责前向纠错。

4. 流媒体系统

本方案提供我方自研的流媒体系统，具有接入数据量大，处理迅速的特点。

5.加速系统

对于已经传送到服务端的数据，若需分配给多人使用，本方案还提供加速系统（主要针对流式媒体），可以承载较高的并访。

6、中控系统

本方案提供分权限中控系统，对于前端传动上来的原始数据可以多重分权管理，较好的适应应急体系对于保密的相关要求。

三、核心模组技术分析

系统搭载国内首款高性能、高附加值且免网络配置的--“通用型大流量聚合通讯模组”：该模组设备是一款通用型平台产品，可为通讯设备提供网络，既可聚合无线链路也可以聚合有线链路，既可以聚合专网频段也可以聚合公网频段（电信、移动、联通三种公网兼容），整个系统具有较好的兼容性。在已经布设专网的区域将主要选择专网传送，在专网未覆盖的区域可以聚合可用公网链路，因此该通讯模组具有很好的实战能力。

1、高通行量

通讯保障需求往往是信号衰减严重或者人员密集场所，单个链路的通信能力会急剧下降，在此情况下，依托单个链路实现大体积信息的快速传送变得极为困难，本方案可以通过聚合多个小容量通道形成一个大容量通道，根据前端通讯模组的结构不同分为4倍扩容、8倍扩容和16倍扩容等多种机制。

不但如此，本方案所传送信息经由不同的链路实现，后包先至可迅速启动跨越包的链路重选和重发，保证了实时信息流的相对有序到达，因而可以规避超时等待等原因导致的信息断流。

2、高稳定性

由单链路扩展为多链路聚合传输，因而可以为应急通讯稳定提供更好的稳定性。采取非可靠传输机制，前端无需等待后端信息反馈，因此某个链路的瞬时抖动可以在5ms内被检测发现，前端传动的数据可以对链路进行更好的优选和负载配置，从而有效规避数据盲发导致的链路拥塞，最大限度利用所有可用信道，形成稳定的通信链路。

本系统同时提供前向纠错机制，容错率在5%-75%可选，通过配置合理的冗余包对不可抗丢包进行后端还原，进一步减少可能的数据丢包，进一步提升稳定性。

3、高安全性

单链路扩展为多链路带来的另一个优势是：数据安全。

首先，本方案中对信息流的原始数据进行拆包处理后，不按照确定的分配比例给各个链路负载，唯一的负载原则只是基于5ms内各个链路的实际传送能力，每个5ms内各个链路的传送数据量均在变化中，因此难以对某个单一链路进行抓包分析；

其次，由于原始数据经由不同的物理链路传送，因此单个链路的数据均是不完整的，非法用户即使截获数据也不存在可用性；

再次，由于配置了不确定数量的冗余数据，因此数据除非到达终点，否则中途难以解析。

4、高便利性

本方案最大限度的降低一线使用人员的使用方式，前端设备仅配置一个开关键，其他配置均做了自适应，不管是车载系统还是单兵系统，人员到达现场，10s内可启动通讯支持。

5、低成本

本方案相对于同等通讯量和稳定性的卫星通讯，其使用成本约为后者的百分之一。同时，本方案的安装成本也较其他方案有着较为明显的成本优势。

四、应用领域

适用于基础通讯保障下的全场景数据传输场景，包括警务／政法／城管／园林／景区／应急救援等。具体分为两个细分方案，分别是车载通讯方案和单兵方案。

1、车载通讯系统

车载通讯保障改造相对简单易行，信源经由编码设备后送至车载多链路聚合传送路由，多链路传送路由对原始数据进行拆包后进行合理负载传送，具有实施简单，启动迅速，功耗小，抗干扰等特点。

2、单兵系统

在现场难以进驻车辆的应急场所，本方案提供单兵子方案。由单人背负即可实现，满电可以实现8小时的工作，同时提供可更换电池，支持热插拔。

五、典型案例

乾元通无线聚合通讯系统参与中国海监安全通讯设施建设

乾元通与中国互联网新闻中心合作，为十九大提供通讯保障

乾元通承担人民日报直播车通讯保障建设工程，创新弱网聚合通讯机制

乾元通为G20峰会提供通讯设备及技术支持

关于乾元通

青岛乾元通数码科技有限公司是一家以基础通讯技术研发及应用见长的国家高新技术企业、青岛市专家工作站。作为国内首家聚合通讯设备制造商和系统方案供应商，产品与集成并重，专注为客户提供优质的通讯保障服务。公司拥有算法工程部、嵌入式研发部、流媒体服务器研发部等部门，已为数百家大型企业提供技术支持，公司产品及技术填补国内弱网聚合技术空白，多次荣获国家科技部与工信部的最高奖项。

公司获得授权专利7项，实用新型专利1项，软著10项，另有多项专利进入实质审查阶段。截止目前，公司在全国有80余家落地代理商，服务200余家电视台和通讯集团，参与中国海事通讯建设、智慧消防等项目，同时，还是人民日报、中国互联网新闻中心、优酷视频、腾讯山东、乐视移动端流媒体技术保障供应商。