引言

隨著科技的進(jìn)步，船舶智能化已經(jīng)成為航運(yùn)業(yè)的重要發(fā)展趨勢，智能船舶利用先進(jìn)的信息技術(shù)、傳感技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)船舶的自主航行、智能避碰、能效管理等功能，提高船舶的安全性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作為船舶智能化發(fā)展中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)其要求也越來越高。傳統(tǒng)船舶網(wǎng)絡(luò)存在網(wǎng)絡(luò)帶寬低難以滿足現(xiàn)今通訊數(shù)據(jù)急劇增加（視頻監(jiān)控，設(shè)備間信息交換，語音通訊等）的需求，且衛(wèi)星通訊成本高、設(shè)備維護(hù)困難等問題都成為船上通訊網(wǎng)絡(luò)的痛點(diǎn)。

方案背景

針對(duì)現(xiàn)如今船舶網(wǎng)絡(luò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬需求的增大，且結(jié)合在船上需要能夠抵抗惡劣環(huán)境，方便安裝，便于維護(hù)管理等設(shè)備應(yīng)用要求。上海兆越通訊推出了多鏈路高壓縮率船岸通訊技術(shù)方案，基于當(dāng)前網(wǎng)路現(xiàn)狀及業(yè)務(wù)服務(wù)構(gòu)建跨網(wǎng)絡(luò)，多模式，高效的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，及船岸網(wǎng)絡(luò)通訊。

該技術(shù)作為船舶運(yùn)輸領(lǐng)域應(yīng)用中的一種先進(jìn)技術(shù)，通過多個(gè)通訊鏈路的集成，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛶捓寐?。同時(shí)，采用高壓縮算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，降低了傳輸所需的帶寬和時(shí)間，進(jìn)一步提高了通訊效率。這種技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于提高船舶運(yùn)輸?shù)陌踩?、可靠性和?gòu)建穩(wěn)定，高效，可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)服務(wù)及船岸多鏈路網(wǎng)絡(luò)通訊具有重要意義。

需求分析

多鏈路高壓縮率船岸通訊終端設(shè)計(jì)需考慮多方面的功能，以確保通信的穩(wěn)定性、高效性和安全性。

國際通用的通訊協(xié)議

高效的壓縮技術(shù)

較強(qiáng)的抗干擾能力

足夠的數(shù)據(jù)安全保障措施

良好的兼容性

穩(wěn)定可靠、方便易維護(hù)

方案拓?fù)浼軜?gòu)

系統(tǒng)采用分層拓?fù)浼軜?gòu)設(shè)計(jì)，整體分為船上現(xiàn)有系統(tǒng)，船上的通訊層和數(shù)據(jù)層，以及岸端的服務(wù)層。其中船上現(xiàn)有業(yè)務(wù)為數(shù)據(jù)來源，本方案只對(duì)數(shù)據(jù)采集及下發(fā)，不是本方案建設(shè)內(nèi)容，總體架構(gòu)圖如下：

船上服務(wù)層：

船上服務(wù)層通過軟件+硬件的方式，實(shí)現(xiàn)了通訊的鏈路優(yōu)化、鏈路復(fù)用、鏈路自動(dòng)切換、鏈路安全的通訊解決方案，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)提供了衛(wèi)星，4G/5G，超級(jí)wifi等統(tǒng)一接入服務(wù)。同時(shí)船隊(duì)之間采用MESH設(shè)備組成的4GHz MESH網(wǎng)絡(luò)，對(duì)整船數(shù)據(jù)，以及周邊船隊(duì)或岸端作業(yè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，編排，管理，以及與岸端的數(shù)據(jù)同步。

岸基服務(wù)層：

岸基網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)提供與船端的安全認(rèn)證，數(shù)據(jù)加解密，數(shù)據(jù)壓縮解壓縮，以及支持連接遷移的代理服務(wù)。同時(shí)岸端還提供岸端的數(shù)據(jù)管理，對(duì)船端的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總統(tǒng)一管理以及船上設(shè)備的統(tǒng)一檢測與管理。

方案邏輯架構(gòu)

從邏輯架構(gòu)層可以分為：數(shù)據(jù)來源層，數(shù)據(jù)采集層，核心服務(wù)層，網(wǎng)絡(luò)通訊層，岸端服務(wù)層。

方案特點(diǎn)

船岸通訊：同時(shí)支持至少2種運(yùn)營商4G/5G網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成聚合通訊，其中4G/5G網(wǎng)絡(luò)、超級(jí)wifi、VSAT衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)之間可以自動(dòng)根據(jù)策略進(jìn)行鏈路切換。主要通過檢測鏈路實(shí)時(shí)傳輸速度、信號(hào)強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)調(diào)度，從而智能匹配切換鏈路，船與岸之間的鏈路優(yōu)先級(jí)為超級(jí)WIFI>4G/5G網(wǎng)絡(luò)>VSAT衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。

船舶間通訊：各船只通過安裝一臺(tái)船載MESH自組網(wǎng)設(shè)備構(gòu)建網(wǎng)狀通信鏈路，最遠(yuǎn)可覆蓋50海里范圍，單跳最少可達(dá)20公里，船只上的音視頻與船載自組網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)船只之間的音視頻會(huì)議及群組指揮。

AIS采集系統(tǒng)：借助MESH網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)船與船之間的互聯(lián)，通過船載AIS設(shè)備直接接收周圍船舶的AIS信號(hào)，支持30-50海里內(nèi)通信。

切換網(wǎng)關(guān)采用兆越MWG-3610系列高速率、低延時(shí)、多接口的工業(yè)無線路由器。該產(chǎn)品主要實(shí)現(xiàn)了5G的高速接入，IEEE 802.11ac的高速熱點(diǎn)功能,千兆局域網(wǎng)接入。利用5G通信的低延時(shí)、高帶寬、大容量等特點(diǎn)，滿足了船上網(wǎng)絡(luò)大帶寬需求。可以在港口碼頭或者其他可以連接到基站地區(qū)通過4G/5G上網(wǎng)，提高上網(wǎng)質(zhì)量。

傳輸網(wǎng)絡(luò)方案搭配網(wǎng)管型工業(yè)級(jí)千兆交換機(jī)具有大帶寬帶寬，高速率，功能豐富，便于管理。工業(yè)級(jí)三防設(shè)計(jì)防鹽霧、防霉菌、防濕熱，可以抵抗惡劣環(huán)境運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠，性能卓越。

產(chǎn)品推薦

全網(wǎng)通支持電信、聯(lián)通、移動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)

向下兼容電信、聯(lián)通、移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)

支持1個(gè)10G/1000M光口（WAN/LAN）

支持5個(gè)10/100/1000Mbps 網(wǎng)口

支持IEEE802.11a/b/g/n/ax,最高速率1800 Mbps

支持防火墻、NAT、ACL等安全策略功能

支持多種 VPN功能

卡軌式安裝，防護(hù)等級(jí)IP40，適用于工業(yè)環(huán)境

供電DC 12V

• 支持24個(gè)10/100/1000M自適應(yīng)以太網(wǎng)RJ45口，4個(gè)1000MSFP擴(kuò)展槽
• 可選POE供電，支持802.3af/at供電標(biāo)準(zhǔn)
• 支持MR-Ring快速環(huán)網(wǎng)（自愈時(shí)間 < 20 ms），兼容STP/RSTP/MSTP生成樹協(xié)議
• 支持Port-based VLAN，IEEE 802.1Q VLAN和GVRP協(xié)議
• 支持動(dòng)態(tài)和靜態(tài)鏈路聚合
• 支持IGMP Snooping和GMRP過濾組播封包
• 支持基于MAC 地址的端口鎖定，防止非法入侵
• 支持SNMPv1/v2不同等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議
• 多種網(wǎng)管方式：Web、Snmp，Telnet，console
• IP30防護(hù)等級(jí)，波紋式鋁型材外殼，工業(yè)4級(jí)電磁兼容性設(shè)計(jì)