一、行業背景

　　

　　森林火災是森林危險的敵人，也是林業可怕的災害，它會給森林帶來有害，具有毀滅性的后果。而且森林火災時序萬變，消防員參與森林滅火，面臨的危險也是層出不窮。由于森林里面樹木林立，地形復雜，4G網絡一般覆蓋不到，當發生險情時，由于通信不暢，前方的情況無法傳給指揮中心，指揮中心也無法及時下達調度命令，從而更增添事故發生的概率。根據《應急管理信息化發展戰略規劃框架-2018-2022年》要求，基于森林防火的重要性，建設一張前端基于Mesh自組網，后端回傳基于LTE寬帶專網和衛星網的森林防火應急通訊網，是十分必要的。

　　

　　二、方案介紹

　　

　　森林防火應急通訊網主要由無中心的Mesh自組網前端和有中心的4G LTE專網指揮網絡后端組成，MESH自組網前端又由背負式寬帶自組網設備、Mesh基站、機載式寬帶自組網中繼設備和配套的單兵圖傳、耳機、手麥、接口線等配件組成，是一種采用全新的“無線網狀網”理念設計的移動寬帶無線通信傳輸系統。系統采用同頻組網技術，支持多跳中繼，每個節點可隨機移動，系統拓撲快速變化時也可快速重構路由。該通信系統利用Mesh設備的多跳中繼性，可為前端人員與現場指揮部之間打造穩定的寬帶通信鏈路，實現現場音視頻及數據信息的實時傳輸，實現可視化指揮調度?，F場指揮部的信息通過4G LTE專網、4G公網或者衛星通信網回傳給總指揮中心，協同作戰。

　　

　　此外選取適合的地點，將適量的遠距離無線Mesh基站安裝在鐵塔公司的無人值守機房，再利用山區地勢高的優勢，將無線信號全方位地發射到市級范圍，在直升機森林巡查飛過這些區域時，將不再依賴運營商提供的 4G 信號，也不再需要額外的通信費用，就可以不間斷地與地面的工作人員聯系，雙向大帶寬的技術，使得實時視頻和語音對講都成為現實，不僅如此，機上的觀察員還可以通過這些設備連接到指揮中心網絡，保持機上人員的手機和電腦等設備一直在線。

　　

　　三、方案特點

　　

　　◆ 軟件無線電架構 采用通用的硬件平臺，支持動態加卸載波形，可根據實際信道條件和用戶狀態的變化在線配置工作頻率、帶寬、發射功率、調制速率和網絡拓撲等參數。

　　

　　◆ 寬帶Mesh自組網不依賴基站，高效、快速組成無中心的無線寬帶網絡。支持多跳中繼，能有效拓展無線網絡的覆蓋半徑。

　　

　　◆ 網絡具有自動選擇路由特性，自組織、自愈合，自動實現鏈式、星狀等網絡拓撲。

　　

　　◆ 一機多模，開機即用任一節點設備可同時作為信息采集節點、中繼節點或信息輸出節點，開機即用，實現高清視頻、語音、圖像等數據雙向傳輸，靈活機動、部署簡單。

　　

　　◆ 全IP組網，易于互聯，提供IP接口，可實現與其它IP設備互聯互通。

　　

　　◆ 融合通信混合組網，既有有中心的4G LTE專網指揮網絡，又有無中心的MESH自組網前端作戰網絡，既解決了復雜環境下的地下相互通信協同作戰的難題，又解決了后端指揮部實時了解前方作戰進展的需求。

　　

　　四、相關設備介紹

　　

　　1、背負式寬帶自組網設備ZCXH3512

　　

　　背負式寬帶子網設備是一款使用非常靈活的產品，使用時由消防單兵攜帶，單兵圖傳或者其他前端視音頻采集器與之通過WIFI 連接，實現現場音視頻信息的采集與傳輸。

　　

　　技術參數：

　　

　　◆ 系統為無中心自組網系統，系統組網不需要基站或中心點支持，組成對等無中心結構網絡,任意節點的退出和加入不影響其他節點的正常通信；

　　

　　◆ 寬帶Mesh、Wifi、可隨身攜帶，開機一鍵式使用，無需配置和更改參數；

　　

　　◆ 通信協議：支持 TCP/IP 標準協議，以及業務數據同網段透明傳輸；

　　

　　◆ 支持VLAN功能，組播功能，RIP 協議等 IP 功能；

　　

　　◆ 多個Mesh之間可實現動態發現，動態速率自適應，功率控制以及切換；

　　

　　◆ 部署靈活,使用簡單，攜帶方便；

　　

　　◆ 天線：全向天線，增益不小于3dBi，專網使用；

　　

　　◆ 工作頻段：510MHz-580MHz，中心頻點可調，工作頻段可根據應急管理部規劃后的工作頻段進行調整；頻率可配置調整，工作頻率調整步進 250KHz，便于頻率的精準配置；

　　

　　◆ Mesh射頻：MIMO 2×2

　　

　　◆ 頻寬：5M/10M/20M可調；

　　

　　◆ 系統帶寬：單跳≥70Mbps；

　　

　　◆ 傳輸距離級跳數：不小于 5km，跳數不小于 6 跳，連接 6 跳后，鏈路帶寬不小于 2.5Mbps；

　　

　　◆ 設備接口：2 個以太網接口以及 wifi接口，wifi發射功率 250mw，覆蓋半徑100 米；

　　

　　◆ 組網能力：支持最低組網容量不低于32 個；

　　

　　◆ 工作環境：工作溫度：-30℃~+60℃，相對濕度：不低于 90％；

　　

　　◆ 支持GPS/北斗定位；

　　

　　◆ 發射功率：1W；

　　

　　◆ 防護等級：IP66；

　　

　　◆ 電池供電：不少于8小時；

　　

　　◆ 支持 AES 或 DES 加密功能。

　　

　　2、Mesh基站 ZCXH3709

　　

　　Mesh基站安裝于通信指揮車，或者安裝在鐵塔公司的無人值守機房，利用山區地勢高的優勢，將無線信號全方位地發射到森林范圍，在直升機森林巡查飛過這些區域時，將不再依賴運營商提供的 4G 信號，也不再需要額外的通信費用，就可以不間斷地與地面的工作人員聯系。

　　

　　技術參數：

　　

　　◆ 實現災害事故現場到前方指揮部的Mesh信號自動覆蓋，在基站中配置4G上網卡，在公網信號好的區域，通過4G公網傳輸至后方指揮部；

　　

　　◆ 一鍵式操作：開機直接使用，基站開機一鍵式使用，自動覆蓋周圍信號，自動和Mesh中繼臺聯網，可讓戰斗員快速投入戰斗，無需配置和更改參數。并且能夠配合4G專網基站使用，只要在信號覆蓋范圍內就可開機自動入網；

　　

　　◆ 多網融合：支持Mesh、4G公網(含4G公網模塊)、4G專網,根據公網4G信號、專網4G信號和Mesh信號質量，自動切換，選擇信號質量好的鏈路進行傳輸；在同一個Mesh網絡中，允許有多個節點開啟4G功能，與4G網絡通信，并保證單兵業務通信的就近原則，即單兵在保證業務不斷開的情況下，離哪個開啟4G的Mesh節點近，就從哪個節點發送業務數據給4G網絡；

　　

　　◆ Mesh網絡和4G網絡協議融合（無線鏈路層互通）：Mesh網絡和4G網絡協議融合，無需通過另外一個設備，無需通過設備之間線纜互聯，實現信號接力，利用4G專網基站實現專網信號的區域覆蓋，利用Mesh手段將信號延伸至建筑物內部，實現圖像、數據、語音信號的全覆蓋。

　　

　　◆ 具有自動防環路檢測功能：系統具有自動檢測功能，自行優化傳輸鏈路，避免多個Mesh設備外部端口二層級聯時形成環路，保證網絡正常工作；

　　

　　◆ 配置不變的情況下，通過任意形態的Mesh設備進行無線中繼多跳，多跳鏈路中的設備位置可以任意進行交換，支持不小于6跳，末端帶寬不低于4M，開機一鍵式使用，無需配置和更改參數；

　　

　　◆ 工作頻段：512-582MHz（專網使用），能夠快速調整頻率，可加入頻率一致的設備形成的通信網絡，不同頻率的Mesh基站分為若干個小組進行通信，每個小組之間互不干擾；

　　

　　◆ 天線：全向天線，增益不小于8dBi，長度不大于1.2m,專網使用；

　　

　　◆ 頻寬：5M/10M/20M可調；網絡系統帶寬不低于70Mbps；

　　

　　◆ 發射功率：2×1000mW；

　　

　　◆ 雙頻Wi-Fi（覆蓋半徑不少于50m）；

　　

　　◆ 防護等級：不低于IP66；

　　

　　◆ 工作溫度：-30℃~+55℃；

　　

　　◆ 重量：3.5kg；

　　

　　◆ 尺寸：240×200x100mm（W×H×D）；

　　

　　◆ 支持電腦、手機端APP對周圍無線環境、頻率、頻寬等信息的批量管理配置，拓撲呈現，頻譜掃描。

　　

　　3、機載式寬帶自組網中繼設備

　　

　　機載式寬帶自組網中繼設備是安裝于無人機上的一款小型輕量化Mesh設備，用于現場作戰小組的空中中繼節點，形成空地一體的Mesh自組網絡，可以有效地解決樹林遮擋信號問題，大大提高Mesh的覆蓋范圍。

　　

　　技術參數：

　　

　　◆ 傳輸距離級跳數：≥ 10km，跳數≥ 6 跳；

　　

　　◆ 傳輸速率：連接 6 跳后，鏈路帶寬不小于 2.5Mbps；

　　

　　◆ 設備接口：1 個以上以太網接口（支持外置 wifi 模塊接口）；

　　

　　◆ 通信協議：支持 TCP/IP 標準協議；

　　

　　◆ 續航時間： 1 個小時；

　　

　　◆ 防水要求： IP65；

　　

　　◆ 工作環境：工作溫度：-30℃~+60℃，相對濕度：90％；

　　

　　◆ 整機重量：350g；

　　

　　◆ 支持 GPS/北斗定位；

　　

　　◆ 支持 AES 或 DES 加密功能；

　　

　　◆ 系統為無中心自組網系統，系統組網不需要基站或中心點支持，組成對等無中心結構網絡,任意節點的退出和加入不影響其他節點的正常通信。

　　

　　4、4G LTE專網基站 ZCXH7403

　　

　　含多通信制式融合模塊，實現救援現場到前方指揮部的4G專網信號覆蓋，在野外空曠地覆蓋半徑不小于5km，在城市建筑群覆蓋半徑不小于2km，在信號屏蔽場所覆蓋半徑不小于800m，能夠將4G專網、Mesh、Wifi等無線資源進行融合統一管理。

　　

　　技術參數：

　　

　　◆ 用于實現事故現場到前方指揮部的4G專網信號的覆蓋，在野外空曠地覆蓋半徑不小于5km，在城市建筑群覆蓋半徑不小于2km，在信號屏蔽場所覆蓋半徑不小于800m，開機一鍵式使用，無需配置和更改參數；可配合衛星便攜站、Mesh基站、Mesh中繼臺使用，無需連接線纜，采用無線互通。

　　

　　◆ Mesh網絡和4G網絡協議融合：4G專網基站與Mesh基站協議層互通，無需通過其他設備，無需通過設備之間線纜互聯，通過Mesh基站內置的4G專網模塊和4G基站直接互聯互通；

　　

　　◆ 頻點調節功能：可根據現場電磁環境快速修改調整中心頻點；

　　

　　◆ 與消防部隊圖像綜合管理平臺對接：含音視頻、數據融合調度服務等音視頻通信，能實現與部消防救援局雙向720P的視頻會議，能接入消防圖像綜合管理平臺；圖像分辨率：支持1080P@60/30fps、1080i、720P、SIF/CIF；編解碼分辨率：800×600、1024×768、1280×1024、1280×720、1920×1080、1600×1200；

　　

　　◆ 多網絡融合綜合管理：可管理在線設備數量不低于1000個，對災害事故現場4G專網、Mesh、Wifi等無線資源進行融合統一管理，互聯互通；

　　

　　◆ 現場網絡設備偵測：支持對專網（LTE、Mesh）設備的統一管理，即：網絡覆蓋強度偵測、基站（中繼）用戶在線數、手工調整用戶工作網絡節點等；

　　

　　◆ 工作頻段：586-626MHz，中心頻點可調，工作頻段可根據應急管理部規劃后的工作頻段進行調整；

　　

　　◆ 系統容量：在線用戶數不低于1000，系統吞吐量不低于1Gbps；

　　

　　◆ 可進行信號過濾；

　　

　　◆ VPN隧道：不低于32路；

　　

　　◆ 天線采用便攜桅桿；

　　

　　◆ 防護等級IP67；

　　

　　◆ 工作溫度:-40℃~+55℃；

　　

　　◆ 重量：12kg；

　　

　　◆ 尺寸：375×263×140mm（W×H×D）。

　　

　　5、多通信制式融合基站 ZCXH7205

　　

　　◆ 通過4G專網基站，對事故現場4G專網、Mesh、Wifi等無線資源進行融合統一管理，互聯互通，開機一鍵式使用，無需配置和更改參數；

　　

　　◆ 支持綜合接入Android手持終端視頻、音視頻布控球視頻、單兵視頻、固定監控視頻等多種視頻源；支持480p、720p、1080i、1080p等多種圖像分辨率，支持碼流傳輸帶寬自適應策略；支持終端間以及現場調度臺與終端間的實時視頻轉分發功能；

　　

　　◆ 支持點對點多媒體消息，包括：文字、圖片、視頻、文件等；支持點到群組多媒體消息，包括：文字、圖片、視頻、文件等；支持歷史消息查詢功能；

　　

　　◆ 防護等級：IP67；

　　

　　◆ 工作溫度:-40℃~+55℃；

　　

　　◆ 尺寸：280×246×60mm（W×H×D）；

　　

　　◆ 重量：4kg。

　　

　　6、相關配件

　　

　　單兵圖傳

　　

　　◆ 操作系統： Andriod 6.1；

　　

　　◆ 芯片：驍龍 660；

　　

　　◆ 運行內存（RAM）：3GB；

　　

　　◆ 機身內存（ROM）： 64GB；

　　

　　◆ 屏幕尺寸： 5.5英寸；

　　

　　◆ 屏幕分辨率： 200 萬像素；

　　

　　◆ 主攝像頭：2000 萬像素；

　　

　　◆ 副攝像頭：800 萬像素；

　　

　　◆ 電池容量：4000mAh；

　　

　　◆ 網絡制式：支持 3G、4G 全網通；

　　

　　◆ 定位：支持北斗/GPS/AGPS；

　　

　　◆ NFC：支持；

　　

　　◆ 藍牙：Ver4.0，Class2 ；

　　

　　◆ WLAN：IEEE 802.11b/g/n；

　　

　　◆ 傳感器：支持光線傳感器/陀螺儀/指南針；

　　

　　◆ 防水：IP68 標準，跌落高度 1.8m，整機防水；

　　

　　◆ 配置：專業單耳對講耳掛、充電器、金屬背夾等。

　　

　　手麥

　　

　　◆ 支持PPT ；

　　

　　◆ 7PIN雷默頭；

　　

　　◆ 麥克 -21±3dB@1kHz;

　　

　　◆ 風靈 3.0V；

　　

　　◆ 敏度 2.2K，0dB=1v/Pa;

　　

　　◆ 顏色 黑色；

　　

　　◆ 外形尺寸 82*56*32.2mm;

　　

　　◆ 工作溫度 -30°C~65°C；

　　

　　◆ 貯存溫度 -40°C~85°C。

　　

　　骨傳導耳機

　　

　　◆ 全骨傳導：骨傳導喇叭+骨傳導麥克風，發送和接收均為骨傳導方式聲音；

　　

　　◆ 失真小，還原度高，能清晰分辨出所熟識人的講話；

　　

　　◆ 兩側骨傳導喇叭，雙聲道接收，佩戴時雙耳開放,不影響使用者聆聽周圍環境的聲音；

　　

　　◆ 獨特的VOX聲控功能設計，解放使用者雙手；

　　

　　◆ 人體工程學設計，佩戴舒適，兼容各種頭盔、空氣呼吸器、防毒面具及其它防護用品；

　　

　　◆ 防水防塵符合IP67；

　　

　　◆ 配備安全自脫裝置；

　　

　　◆ 無線PTT采用NFMI（近磁場感應技術），可與任意一套耳機進行配對，方便倉儲及使用。

　　

　　五、軟件形式

　　

　　系統軟件能有效調度管理MESH無線自組網系統內的各個MESH節點。在系統軟件主界面，基于地圖實時顯示現場人員及設備的位置、軌跡；一鍵音視頻采集、回傳、呼叫、求助；半雙工單呼、全雙工單呼、組呼、強拉、強拆、監聽、錄音等集群呼叫功能；視頻上拉、視頻回傳、視頻推送、云鏡控制、視頻對講、視頻會議等視頻監控、視頻調度功能等。