引言

隨著科技的進步，船舶智能化已經(jīng)成為航運業(yè)的重要發(fā)展趨勢，智能船舶利用先進的信息技術、傳感技術和自動控制技術等，實現(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)濟性和環(huán)保性。網(wǎng)絡系統(tǒng)作為船舶智能化發(fā)展中的重要環(huán)節(jié)，對其要求也越來越高。傳統(tǒng)船舶網(wǎng)絡存在網(wǎng)絡帶寬低難以滿足現(xiàn)今通訊數(shù)據(jù)急劇增加（視頻監(jiān)控，設備間信息交換，語音通訊等）的需求，且衛(wèi)星通訊成本高、設備維護困難等問題都成為船上通訊網(wǎng)絡的痛點。

方案背景

針對現(xiàn)如今船舶網(wǎng)絡對網(wǎng)絡帶寬需求的增大，且結(jié)合在船上需要能夠抵抗惡劣環(huán)境，方便安裝，便于維護管理等設備應用要求。上海兆越通訊推出了多鏈路高壓縮率船岸通訊技術方案，基于當前網(wǎng)路現(xiàn)狀及業(yè)務服務構(gòu)建跨網(wǎng)絡，多模式，高效的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡，及船岸網(wǎng)絡通訊。

該技術作為船舶運輸領域應用中的一種先進技術，通過多個通訊鏈路的集成，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛶捓寐?。同時，采用高壓縮算法對數(shù)據(jù)進行壓縮，降低了傳輸所需的帶寬和時間，進一步提高了通訊效率。這種技術的應用，對于提高船舶運輸?shù)陌踩?、可靠性和?gòu)建穩(wěn)定，高效，可擴展的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡服務及船岸多鏈路網(wǎng)絡通訊具有重要意義。

需求分析

多鏈路高壓縮率船岸通訊終端設計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

較強的抗干擾能力

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

方案拓撲架構(gòu)

系統(tǒng)采用分層拓撲架構(gòu)設計，整體分為船上現(xiàn)有系統(tǒng)，船上的通訊層和數(shù)據(jù)層，以及岸端的服務層。其中船上現(xiàn)有業(yè)務為數(shù)據(jù)來源，本方案只對數(shù)據(jù)采集及下發(fā)，不是本方案建設內(nèi)容，總體架構(gòu)圖如下：

船上服務層：

船上服務層通過軟件+硬件的方式，實現(xiàn)了通訊的鏈路優(yōu)化、鏈路復用、鏈路自動切換、鏈路安全的通訊解決方案，對互聯(lián)網(wǎng)提供了衛(wèi)星，4G/5G，超級wifi等統(tǒng)一接入服務。同時船隊之間采用MESH設備組成的4GHz MESH網(wǎng)絡，對整船數(shù)據(jù)，以及周邊船隊或岸端作業(yè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行采集，編排，管理，以及與岸端的數(shù)據(jù)同步。

岸基服務層：

岸基網(wǎng)關系統(tǒng)提供與船端的安全認證，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。同時岸端還提供岸端的數(shù)據(jù)管理，對船端的數(shù)據(jù)進行匯總統(tǒng)一管理以及船上設備的統(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，核心服務層，網(wǎng)絡通訊層，岸端服務層。

方案特點

船岸通訊：同時支持至少2種運營商4G/5G網(wǎng)絡，構(gòu)成聚合通訊，其中4G/5G網(wǎng)絡、超級wifi、VSAT衛(wèi)星網(wǎng)絡之間可以自動根據(jù)策略進行鏈路切換。主要通過檢測鏈路實時傳輸速度、信號強度來實現(xiàn)調(diào)度，從而智能匹配切換鏈路，船與岸之間的鏈路優(yōu)先級為超級WIFI>4G/5G網(wǎng)絡>VSAT衛(wèi)星網(wǎng)絡。

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

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

切換網(wǎng)關采用兆越MWG-3610系列高速率、低延時、多接口的工業(yè)無線路由器。該產(chǎn)品主要實現(xiàn)了5G的高速接入，IEEE 802.11ac的高速熱點功能,千兆局域網(wǎng)接入。利用5G通信的低延時、高帶寬、大容量等特點，滿足了船上網(wǎng)絡大帶寬需求?？梢栽诟劭诖a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)絡方案搭配網(wǎng)管型工業(yè)級千兆交換機具有大帶寬帶寬，高速率，功能豐富，便于管理。工業(yè)級三防設計防鹽霧、防霉菌、防濕熱，可以抵抗惡劣環(huán)境運行穩(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5G網(wǎng)絡

向下兼容電信、聯(lián)通、移動4G網(wǎng)絡

支持1個10G/1000M光口（WAN/LAN）

支持5個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，防護等級IP40，適用于工業(yè)環(huán)境

供電DC 12V

• 支持24個10/100/1000M自適應以太網(wǎng)RJ45口，4個1000MSFP擴展槽
• 可選POE供電，支持802.3af/at供電標準
• 支持MR-Ring快速環(huán)網(wǎng)（自愈時間 < 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不同等級的網(wǎng)絡管理協(xié)議
• 多種網(wǎng)管方式：Web、Snmp，Telnet，console
• IP30防護等級，波紋式鋁型材外殼，工業(yè)4級電磁兼容性設計