4G多媒体集群解决方案

编号密级阶段标记档号保管名称目录1 总体描述22 4G宽带多媒体集群系统介绍22.1 系统组成22.2 系统指标42.3 系统的特性52.4 系统提供的业务63 建设方案63.1 总体规划73.2 传输网络规划73.3 前端规划83.4 监控中心规划84 前后端设备性能介绍94.1 网络设备94.2 前端设备104.3 监控中心135 4G传输系统与WIFI、有线模式对比15总体描述随着政府部门及企业对安全生产管理的重视，工程工地对安全生产的要求也越来越高，4G宽带多媒体集群系统作为生产管理的一部分，围绕“语音”、“数据”、“视频”这三个基本服务拓展宽带业务类型，包括：组呼/可视组呼、单呼/可视单呼、紧急呼叫等语音类业务；无线数据采集、移动信息服务、高速数据查询、网络浏览、移动办公、定位服务等数据类业务；视频会议、移动视频监控等视频类业务。

工程工地4G多媒体宽带集群解决方案4G宽带多媒体集群系统介绍TD-LTE是我国具有自主知识产权的新一代移动通信技术，体现了我国通信产业界在宽带无线移动通信领域的最新自主创新成果。

它在峰值数据速率、小区边缘速率、频谱利用率等方面具有无可比拟的优势，同时可以降低运营和建网成本，它已成为4G移动通信标准之一。

长沙五七一二飞机工业有限责任公司宽带无线多媒体集群系统，简称WiTRA （WideBand Trunked Radio），是以4G(TD - LTE) 为核心技术，将4G的高速率、大宽带与数字集群技术中的资源共享、快速呼叫建立、指挥调度等特点进行融合的新一代宽带数字集群系统。

系统基于3GPP国际标准化组织制定的TD-LTE 移动通信标准,采用了TD - LTE标准所提出的所有关键技术，公网业务可与2G、3G网络实现漫游，切换等功能。

同时遵循国内无线宽带多媒体集群 (BWT)标准，采用统一的交换控制和调度应用平台，可与信威的 McWill系统、公安部一所的PDT系统等其他集群系统实现互联互通，进行统一调度指挥。

系统组成系统总体架构如图2-1所示：图错误!文档中没有指定样式的文字。

-1 无线多媒体接入系统它由Escu2000、eRRU、天线、终端等部分组成。

系统设备采用了模块化、可配置、可裁剪的设计思想，可根据组网规模的大小灵活配置系统设备。

终端终端提供用户与系统交互信息的能力，可完成信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。

终端主要有室内型CPE、室外型CPE、上网卡、嵌入式通信模块和宽带便携式接入热点MiFi、无线摄像机、集群通信手台、无线安全帽。

终端产品成熟、性能稳定，已在北京政务物联数据专网广泛使用。

eRRU、天线该产品为LTE光纤拉远的分布式RRU。

Escu200内的基带控制单元和远端射频单元eRRU两部分组成完整的eNode B逻辑功能。

主要负责无线信号的发送和接收、空口无线资源管理和接入网侧移动性管理，可采用模块化、可配置、可裁剪的统一硬件架构平台，实现设备的即插即用。

主要功能包括：无线资源管理功能、用户数据流的IP头压缩和解压缩、MME选择、用户面数据路由给S-GW、寻呼消息的调度和传输、系统信息的调度和传输、移动性和调度的测量和测量上报等。

基站实现通信系统空口通信的安全，即在终端和基站之间进行空口信令的完整性保护和加密、空口用户面业务的加密保护。

Escu2000Escu2000主要负责UE的网络侧移动性管理、业务数据的统一交换控制和传送，具有移动性管理功能，包括移动性管理实体（Mobility Management Entity, MME）、网关x-GW和归属用户服务器（HSS）。

MME基本功能包括：负责用户接入控制、非接入层（Non-Access-Stratum, NAS）信令处理、用户移动性管理、TA列表管理、网络管理、x-GW选择控制、业务承载的核心网侧资源控制、寻呼控制、NAS安全、鉴权过程管理、分层密钥产生与分发等功能的处理。

x-GW作为eNodeB的分组数据接口的终点和连接外部IP网络的网关，负责IP数据报文的解析、缓存、中继路由，下行业务数据的服务质量（Quality of Service, QoS）控制等功能。

HSS实现用户信息的管理和查询、用户鉴权、密钥生成、保存和管理等功能。

HSS 包含了签约数据库DB，其保存了终端用户的基本签约信息，为用户的接入和移动性管理等提供数据支持。

系统指标频段：1447～1467MHz 、1785~1805MHz，与DCS1800共存时要求到1785Mhz~1800Mhz （可支持频段扩展）；多址方式：OFDMA；双工方式：TDD；调制方式：QPSK、16QAM、64QAM；峰值传输速率：在20MHz带宽，上下行2:2时隙配比，eNodeB采用2×2 MIMO时，eNodeB下行峰值传输速率60Mbps，上行峰值传输速率30Mbps。

单基站覆盖半径： 1～3km城区覆盖场景；组呼建立时间<500ms，话权申请时延<200ms，视频对讲端到端时延不超过1s；终端移动速度最高达到350km/h；频谱利用率：上下行2:2时隙配比时，上行≥3.8bps/Hz，下行≥7.5bps/Hz；同时激活业务终端最大数量为200个；支持可变带宽，包括：5MHz、10MHz、20MHz。

系统的特性1、高效的指挥控制提供完备的指挥功能，支持语音集群、视频集群等多媒体集群指挥调度功能。

支持用户优先级，可按组织架构和应急预案定制分组，使命令迅速执行。

传输速度快、接续时间短，可提供实时的视频指挥控制。

2、实时的系统响应扁平式系统架构具备快速及时的系统响应能力。

3、高度的安全防护支持终端鉴权、空口加密和端到端加密，可对语音、视频、数据实时加密，满足专网的特殊安全需求。

4、灵活的机动重组可快速机动搭设专网，具备灵活机动架设和资源重组能力，应对突发性需求。

5、按需的资源共享可按需要及优先级动态分配信道。

支持端到端QoS功能，可按业务重要程度分配信道资源。

支持无线系统上下行灵活配比。

具备按业务流量分配服务器处理能力。

6、适合多重业务应用除语音指挥调度外，还可满足多媒体调度、无线数据传输、定位、无线视频监控、移动办公、物联网接入等多种业务需求。

可在同一集群系统上同时提供语音、数据、视频等多种应用。

7、适应多种应用场景适应重点行业在移动办公、团队协同、无线视频监控、应急通信、集群虚拟网、信息服务、中心指挥控制等应用场景。

适应室内、地下、、室外、恶劣气候多种外部环境。

8、模块化的配置产品设计模块化，借鉴成熟设计，减少重复开发。

设备功能的模块化、可配置、可裁剪，满足各种应用规模的需求。

系统设备形态标准化、模块化，方便用户安装调试。

系统设备架构模块化，方便用户扩容。

9、架构的可拓展具备通信网络连接的可拓展性，对接入公共通信网、计算机网络、其他专网和计费等预留系统架构接口。

业务功能的可拓展性，为新业务在上层应用预留功能接口。

支持网络协议IPV4到IPV6的扩展。

支持远程升级及版本回退。

具备完整的产业链支持能力，具有规模成本优势。

10、良好的兼容性完全兼容标准的TD-LTE网络，通过网关可无缝集成现有的集群系统，从而保护客户已有投资。

系统提供的业务系统建成后可以进行如下业务：静止视频监控和传输。

移动视频监控和传输，安全头盔可同时进行移动视频监控和语音通信。

移动办公。

可视集群调度（选配）。

数据采集（选配）。

安全报警业务。

其它各类业务应用，可根据客户需求进行定制。

建设方案总体规划为能够解决各个工地的位置比较分散，公司总部不能对各个项目部进行及时有效的监管的问题，同时也是为了响应相关政府职能部门的要求，总部计划在各个项目部安装4G多媒体宽带集群系统。

首先在总部新办公楼项目部试点，根据总公司领导的意见并结合现场的实际情况，我们制定出简易方案。

传输网络规划系统采用的频段为1447-1467MHz，对应带宽为20MHz。

考虑到高清视频至少需要2Mbps的传输带宽，在无线链路预算时，小区的边缘速率为2Mbps，塔高为50米。

表3-2为陆地链路预算结果。

表3-2陆地链路预算传输系统设备由1个eSCU2000（交换控制单元）、1个eRRU和1个智能天线组成。

前端子系统包括视频服务器、摄像机、对讲耳麦、防爆移动监测头盔等。

具体设计为：固定摄像机对现场视频进行采集，通过4G传输网络上传至监控中心。

移动摄像机通过4G传输网络上传到监控中心。

防爆移动监测头盔通过4G传输网络与监控中心进行语音通话，通过头盔上的摄像机将实时图像上传至监控中心。

集群调度终端与集群调度台通过4G传输网络进行可视化集群调度。

危险区域的数据采集器通过4G传输网络，将数据上传到监控中心。

安防系统通过4G传输网络，将安防信息上传到监控中心。

监控中心规划在监控中心机房，监控中心平台采用一台服务器，安装网络视频管理平台软件和移动视频网关软件。

监控中心根据需要安装电视墙，通过网络视频解码器将车辆图像解码成电视信号，输出到电视墙。

配置两台流媒体转发服务器，用来转发视频图像；另外配置一台存储服务器，用来存储报警的视频图像。

同时后台具备多种登录管理模式，包括密码、用户名+密码等方式，保证数据安全。

监控中心设计方案图监控平台功能CCVision 视频监控管理系统全面利用现有IP网络实现管理成本的有效降低，通过它，您可以方便的随时随地查看来自任何地域的现场实况和录制图像，实现对整个安防系统进行全面有效的管理和控制。

其卓越的开放性和兼容性，可支持国内外主流硬件厂家数百款型号的DVR、NVS、IP Camera、模拟摄像机等设备的部署管理。

多级分布式的系统架构，使系统拥有无限扩展能力，用户可根据项目需求，自由扩展系统规模。

系统具备丰富的管理权限配置方案，可根据应用的实际需求进行用户及设备的访问身份设置，保证安全可靠的访问权限。

采用冗余和故障转移技术保证了系统功能的正常运行。

前后端设备性能介绍网络设备WiTRA2000m大容量更紧凑型无线通信设备，与RRU配合实现室外宏覆盖、室内分布覆盖、以及各种特殊场景覆盖1U高度，硬件平台全IP化；大容量小体积，低功耗满足扩容需求模块化部件可维护性好适应多种时钟组网环境-48VDC/220VAC（外置电源模块,总高度不超过2U）eRRU1688C产品eRRU1688C支持频段1447～1467MHz支持的通道数8输出功率5W体积(升)20L重量(kg)20kg设备尺寸（mm）430x120x385长期工作温度-40℃～55℃防护等级IP65功耗270W供电方式-48VDC前端设备“V-LIVE”系列产品，本系列产品是基于4G网络传输的视频传输产品，摄像机将采集的图像经“V-LIVE”传输到监控中心，使相关人员能实时了解相关动态。