一、行业背景

　　

　　森林火灾是森林危险的敌人，也是林业可怕的灾害，它会给森林带来有害，具有毁灭性的后果。而且森林火灾时序万变，消防员参与森林灭火，面临的危险也是层出不穷。由于森林里面树木林立，地形复杂，4G网络一般覆盖不到，当发生险情时，由于通信不畅，前方的情况无法传给指挥中心，指挥中心也无法及时下达调度命令，从而更增添事故发生的概率。根据《应急管理信息化发展战略规划框架-2018-2022年》要求，基于森林防火的重要性，建设一张前端基于Mesh自组网，后端回传基于LTE宽带专网和卫星网的森林防火应急通讯网，是十分必要的。

　　

　　二、方案介绍

　　

　　森林防火应急通讯网主要由无中心的Mesh自组网前端和有中心的4G LTE专网指挥网络后端组成，MESH自组网前端又由背负式宽带自组网设备、Mesh基站、机载式宽带自组网中继设备和配套的单兵图传、耳机、手麦、接口线等配件组成，是一种采用全新的“无线网状网”理念设计的移动宽带无线通信传输系统。系统采用同频组网技术，支持多跳中继，每个节点可随机移动，系统拓扑快速变化时也可快速重构路由。该通信系统利用Mesh设备的多跳中继性，可为前端人员与现场指挥部之间打造稳定的宽带通信链路，实现现场音视频及数据信息的实时传输，实现可视化指挥调度。现场指挥部的信息通过4G LTE专网、4G公网或者卫星通信网回传给总指挥中心，协同作战。

　　

　　此外选取适合的地点，将适量的远距离无线Mesh基站安装在铁塔公司的无人值守机房，再利用山区地势高的优势，将无线信号全方位地发射到市级范围，在直升机森林巡查飞过这些区域时，将不再依赖运营商提供的 4G 信号，也不再需要额外的通信费用，就可以不间断地与地面的工作人员联系，双向大带宽的技术，使得实时视频和语音对讲都成为现实，不仅如此，机上的观察员还可以通过这些设备连接到指挥中心网络，保持机上人员的手机和电脑等设备一直在线。

　　

　　三、方案特点

　　

　　◆ 软件无线电架构 采用通用的硬件平台，支持动态加卸载波形，可根据实际信道条件和用户状态的变化在线配置工作频率、带宽、发射功率、调制速率和网络拓扑等参数。

　　

　　◆ 宽带Mesh自组网不依赖基站，高效、快速组成无中心的无线宽带网络。支持多跳中继，能有效拓展无线网络的覆盖半径。

　　

　　◆ 网络具有自动选择路由特性，自组织、自愈合，自动实现链式、星状等网络拓扑。

　　

　　◆ 一机多模，开机即用任一节点设备可同时作为信息采集节点、中继节点或信息输出节点，开机即用，实现高清视频、语音、图像等数据双向传输，灵活机动、部署简单。

　　

　　◆ 全IP组网，易于互联，提供IP接口，可实现与其它IP设备互联互通。

　　

　　◆ 融合通信混合组网，既有有中心的4G LTE专网指挥网络，又有无中心的MESH自组网前端作战网络，既解决了复杂环境下的地下相互通信协同作战的难题，又解决了后端指挥部实时了解前方作战进展的需求。

　　

　　四、相关设备介绍

　　

　　1、背负式宽带自组网设备ZCXH3512

　　

　　背负式宽带子网设备是一款使用非常灵活的产品，使用时由消防单兵携带，单兵图传或者其他前端视音频采集器与之通过WIFI 连接，实现现场音视频信息的采集与传输。

　　

　　技术参数：

　　

　　◆ 系统为无中心自组网系统，系统组网不需要基站或中心点支持，组成对等无中心结构网络,任意节点的退出和加入不影响其他节点的正常通信；

　　

　　◆ 宽带Mesh、Wifi、可随身携带，开机一键式使用，无需配置和更改参数；

　　

　　◆ 通信协议：支持 TCP/IP 标准协议，以及业务数据同网段透明传输；

　　

　　◆ 支持VLAN功能，组播功能，RIP 协议等 IP 功能；

　　

　　◆ 多个Mesh之间可实现动态发现，动态速率自适应，功率控制以及切换；

　　

　　◆ 部署灵活,使用简单，携带方便；

　　

　　◆ 天线：全向天线，增益不小于3dBi，专网使用；

　　

　　◆ 工作频段：510MHz-580MHz，中心频点可调，工作频段可根据应急管理部规划后的工作频段进行调整；频率可配置调整，工作频率调整步进 250KHz，便于频率的精准配置；

　　

　　◆ Mesh射频：MIMO 2×2

　　

　　◆ 频宽：5M/10M/20M可调；

　　

　　◆ 系统带宽：单跳≥70Mbps；

　　

　　◆ 传输距离级跳数：不小于 5km，跳数不小于 6 跳，连接 6 跳后，链路带宽不小于 2.5Mbps；

　　

　　◆ 设备接口：2 个以太网接口以及 wifi接口，wifi发射功率 250mw，覆盖半径100 米；

　　

　　◆ 组网能力：支持最低组网容量不低于32 个；

　　

　　◆ 工作环境：工作温度：-30℃~+60℃，相对湿度：不低于 90％；

　　

　　◆ 支持GPS/北斗定位；

　　

　　◆ 发射功率：1W；

　　

　　◆ 防护等级：IP66；

　　

　　◆ 电池供电：不少于8小时；

　　

　　◆ 支持 AES 或 DES 加密功能。

　　

　　2、Mesh基站 ZCXH3709

　　

　　Mesh基站安装于通信指挥车，或者安装在铁塔公司的无人值守机房，利用山区地势高的优势，将无线信号全方位地发射到森林范围，在直升机森林巡查飞过这些区域时，将不再依赖运营商提供的 4G 信号，也不再需要额外的通信费用，就可以不间断地与地面的工作人员联系。

　　

　　技术参数：

　　

　　◆ 实现灾害事故现场到前方指挥部的Mesh信号自动覆盖，在基站中配置4G上网卡，在公网信号好的区域，通过4G公网传输至后方指挥部；

　　

　　◆ 一键式操作：开机直接使用，基站开机一键式使用，自动覆盖周围信号，自动和Mesh中继台联网，可让战斗员快速投入战斗，无需配置和更改参数。并且能够配合4G专网基站使用，只要在信号覆盖范围内就可开机自动入网；

　　

　　◆ 多网融合：支持Mesh、4G公网(含4G公网模块)、4G专网,根据公网4G信号、专网4G信号和Mesh信号质量，自动切换，选择信号质量好的链路进行传输；在同一个Mesh网络中，允许有多个节点开启4G功能，与4G网络通信，并保证单兵业务通信的就近原则，即单兵在保证业务不断开的情况下，离哪个开启4G的Mesh节点近，就从哪个节点发送业务数据给4G网络；

　　

　　◆ Mesh网络和4G网络协议融合（无线链路层互通）：Mesh网络和4G网络协议融合，无需通过另外一个设备，无需通过设备之间线缆互联，实现信号接力，利用4G专网基站实现专网信号的区域覆盖，利用Mesh手段将信号延伸至建筑物内部，实现图像、数据、语音信号的全覆盖。

　　

　　◆ 具有自动防环路检测功能：系统具有自动检测功能，自行优化传输链路，避免多个Mesh设备外部端口二层级联时形成环路，保证网络正常工作；

　　

　　◆ 配置不变的情况下，通过任意形态的Mesh设备进行无线中继多跳，多跳链路中的设备位置可以任意进行交换，支持不小于6跳，末端带宽不低于4M，开机一键式使用，无需配置和更改参数；

　　

　　◆ 工作频段：512-582MHz（专网使用），能够快速调整频率，可加入频率一致的设备形成的通信网络，不同频率的Mesh基站分为若干个小组进行通信，每个小组之间互不干扰；

　　

　　◆ 天线：全向天线，增益不小于8dBi，长度不大于1.2m,专网使用；

　　

　　◆ 频宽：5M/10M/20M可调；网络系统带宽不低于70Mbps；

　　

　　◆ 发射功率：2×1000mW；

　　

　　◆ 双频Wi-Fi（覆盖半径不少于50m）；

　　

　　◆ 防护等级：不低于IP66；

　　

　　◆ 工作温度：-30℃~+55℃；

　　

　　◆ 重量：3.5kg；

　　

　　◆ 尺寸：240×200x100mm（W×H×D）；

　　

　　◆ 支持电脑、手机端APP对周围无线环境、频率、频宽等信息的批量管理配置，拓扑呈现，频谱扫描。

　　

　　3、机载式宽带自组网中继设备

　　

　　机载式宽带自组网中继设备是安装于无人机上的一款小型轻量化Mesh设备，用于现场作战小组的空中中继节点，形成空地一体的Mesh自组网络，可以有效地解决树林遮挡信号问题，大大提高Mesh的覆盖范围。

　　

　　技术参数：

　　

　　◆ 传输距离级跳数：≥ 10km，跳数≥ 6 跳；

　　

　　◆ 传输速率：连接 6 跳后，链路带宽不小于 2.5Mbps；

　　

　　◆ 设备接口：1 个以上以太网接口（支持外置 wifi 模块接口）；

　　

　　◆ 通信协议：支持 TCP/IP 标准协议；

　　

　　◆ 续航时间： 1 个小时；

　　

　　◆ 防水要求： IP65；

　　

　　◆ 工作环境：工作温度：-30℃~+60℃，相对湿度：90％；

　　

　　◆ 整机重量：350g；

　　

　　◆ 支持 GPS/北斗定位；

　　

　　◆ 支持 AES 或 DES 加密功能；

　　

　　◆ 系统为无中心自组网系统，系统组网不需要基站或中心点支持，组成对等无中心结构网络,任意节点的退出和加入不影响其他节点的正常通信。

　　

　　4、4G LTE专网基站 ZCXH7403

　　

　　含多通信制式融合模块，实现救援现场到前方指挥部的4G专网信号覆盖，在野外空旷地覆盖半径不小于5km，在城市建筑群覆盖半径不小于2km，在信号屏蔽场所覆盖半径不小于800m，能够将4G专网、Mesh、Wifi等无线资源进行融合统一管理。

　　

　　技术参数：

　　

　　◆ 用于实现事故现场到前方指挥部的4G专网信号的覆盖，在野外空旷地覆盖半径不小于5km，在城市建筑群覆盖半径不小于2km，在信号屏蔽场所覆盖半径不小于800m，开机一键式使用，无需配置和更改参数；可配合卫星便携站、Mesh基站、Mesh中继台使用，无需连接线缆，采用无线互通。

　　

　　◆ Mesh网络和4G网络协议融合：4G专网基站与Mesh基站协议层互通，无需通过其他设备，无需通过设备之间线缆互联，通过Mesh基站内置的4G专网模块和4G基站直接互联互通；

　　

　　◆ 频点调节功能：可根据现场电磁环境快速修改调整中心频点；

　　

　　◆ 与消防部队图像综合管理平台对接：含音视频、数据融合调度服务等音视频通信，能实现与部消防救援局双向720P的视频会议，能接入消防图像综合管理平台；图像分辨率：支持1080P@60/30fps、1080i、720P、SIF/CIF；编解码分辨率：800×600、1024×768、1280×1024、1280×720、1920×1080、1600×1200；

　　

　　◆ 多网络融合综合管理：可管理在线设备数量不低于1000个，对灾害事故现场4G专网、Mesh、Wifi等无线资源进行融合统一管理，互联互通；

　　

　　◆ 现场网络设备侦测：支持对专网（LTE、Mesh）设备的统一管理，即：网络覆盖强度侦测、基站（中继）用户在线数、手工调整用户工作网络节点等；

　　

　　◆ 工作频段：586-626MHz，中心频点可调，工作频段可根据应急管理部规划后的工作频段进行调整；

　　

　　◆ 系统容量：在线用户数不低于1000，系统吞吐量不低于1Gbps；

　　

　　◆ 可进行信号过滤；

　　

　　◆ VPN隧道：不低于32路；

　　

　　◆ 天线采用便携桅杆；

　　

　　◆ 防护等级IP67；

　　

　　◆ 工作温度:-40℃~+55℃；

　　

　　◆ 重量：12kg；

　　

　　◆ 尺寸：375×263×140mm（W×H×D）。

　　

　　5、多通信制式融合基站 ZCXH7205

　　

　　◆ 通过4G专网基站，对事故现场4G专网、Mesh、Wifi等无线资源进行融合统一管理，互联互通，开机一键式使用，无需配置和更改参数；

　　

　　◆ 支持综合接入Android手持终端视频、音视频布控球视频、单兵视频、固定监控视频等多种视频源；支持480p、720p、1080i、1080p等多种图像分辨率，支持码流传输带宽自适应策略；支持终端间以及现场调度台与终端间的实时视频转分发功能；

　　

　　◆ 支持点对点多媒体消息，包括：文字、图片、视频、文件等；支持点到群组多媒体消息，包括：文字、图片、视频、文件等；支持历史消息查询功能；

　　

　　◆ 防护等级：IP67；

　　

　　◆ 工作温度:-40℃~+55℃；

　　

　　◆ 尺寸：280×246×60mm（W×H×D）；

　　

　　◆ 重量：4kg。

　　

　　6、相关配件

　　

　　单兵图传

　　

　　◆ 操作系统： Andriod 6.1；

　　

　　◆ 芯片：骁龙 660；

　　

　　◆ 运行内存（RAM）：3GB；

　　

　　◆ 机身内存（ROM）： 64GB；

　　

　　◆ 屏幕尺寸： 5.5英寸；

　　

　　◆ 屏幕分辨率： 200 万像素；

　　

　　◆ 主摄像头：2000 万像素；

　　

　　◆ 副摄像头：800 万像素；

　　

　　◆ 电池容量：4000mAh；

　　

　　◆ 网络制式：支持 3G、4G 全网通；

　　

　　◆ 定位：支持北斗/GPS/AGPS；

　　

　　◆ NFC：支持；

　　

　　◆ 蓝牙：Ver4.0，Class2 ；

　　

　　◆ WLAN：IEEE 802.11b/g/n；

　　

　　◆ 传感器：支持光线传感器/陀螺仪/指南针；

　　

　　◆ 防水：IP68 标准，跌落高度 1.8m，整机防水；

　　

　　◆ 配置：专业单耳对讲耳挂、充电器、金属背夹等。

　　

　　手麦

　　

　　◆ 支持PPT ；

　　

　　◆ 7PIN雷默头；

　　

　　◆ 麦克 -21±3dB@1kHz;

　　

　　◆ 风灵 3.0V；

　　

　　◆ 敏度 2.2K，0dB=1v/Pa;

　　

　　◆ 颜色 黑色；

　　

　　◆ 外形尺寸 82*56*32.2mm;

　　

　　◆ 工作温度 -30°C~65°C；

　　

　　◆ 贮存温度 -40°C~85°C。

　　

　　骨传导耳机

　　

　　◆ 全骨传导：骨传导喇叭+骨传导麦克风，发送和接收均为骨传导方式声音；

　　

　　◆ 失真小，还原度高，能清晰分辨出所熟识人的讲话；

　　

　　◆ 两侧骨传导喇叭，双声道接收，佩戴时双耳开放,不影响使用者聆听周围环境的声音；

　　

　　◆ 独特的VOX声控功能设计，解放使用者双手；

　　

　　◆ 人体工程学设计，佩戴舒适，兼容各种头盔、空气呼吸器、防毒面具及其它防护用品；

　　

　　◆ 防水防尘符合IP67；

　　

　　◆ 配备安全自脱装置；

　　

　　◆ 无线PTT采用NFMI（近磁场感应技术），可与任意一套耳机进行配对，方便仓储及使用。

　　

　　五、软件形式

　　

　　系统软件能有效调度管理MESH无线自组网系统内的各个MESH节点。在系统软件主界面，基于地图实时显示现场人员及设备的位置、轨迹；一键音视频采集、回传、呼叫、求助；半双工单呼、全双工单呼、组呼、强拉、强拆、监听、录音等集群呼叫功能；视频上拉、视频回传、视频推送、云镜控制、视频对讲、视频会议等视频监控、视频调度功能等。