4G通信技術是第四代的移動信息系統(tǒng)，是在3G技術上的一次更好的改良，其相較于3G通信技術來說一個更大的優(yōu)勢，是將WLAN技術和3G通信技術進行了很好的結合，使圖像的傳輸速度更快，讓傳輸圖像的質量和圖像看起來更加清晰。在智能通信設備中應用4G通信技術讓用戶的上網(wǎng)速度更加迅速，速度可以高達100Mbps。

4G通信技術以之前的2G、3G通信技術為基礎，在其中添加了一些新型技術，使得無線通信的信號更加穩(wěn)定，還提高數(shù)據(jù)的傳輸速率，而且兼容性也更平滑，通信質量也更高。而且4G通信中使用的技術也先進于2G、3G通信，使得信息通信速度變快。 [2]從技術標準的角度看，按照國際電信聯(lián)盟(ITU)的定義，4G靜態(tài)傳輸速率達到1Gbps，高速移動狀態(tài)下可以達到100Mbps。 [11]4G通信技術基于3G通信技術基礎上不斷優(yōu)化升級、創(chuàng)新發(fā)展而來，融合了3G通信技術的優(yōu)勢，并衍生出了一系列自身固有的特征，以WLAN技術為發(fā)展重點。4G通信技術的創(chuàng)新使其與3G通信技術相比具有更大的競爭優(yōu)勢。首先，4G通信在圖片、視頻傳輸上能夠實現(xiàn)原圖、原視頻高清傳輸，其傳輸質量與電腦畫質不相上下;其次，利用4G通信技術，在軟件、文件、圖片、音視頻下載上其速度最高可達到最高每秒幾十兆，這是3G通信技術無法實現(xiàn)的，同時這也是4G通信技術一個顯著優(yōu)勢;這種快捷的下載模式能夠帶來更佳的通信體驗，也便于日常學習中學習資料的下載;同時，在網(wǎng)絡高速便捷的發(fā)展背景下，用戶對流量成本也提出了更高的要求，從當前4G網(wǎng)絡通信收費來看，價格較高，但是各大運營商針對不同的群體也推出了對應的流量優(yōu)惠政策，能夠滿足不同消費群體的需求。

4G/5多卡聚合融合通信設備在應急行業(yè)領域應用解決方案 1 背景介紹

我國是災害多發(fā)頻發(fā)的國家，為防范化解重特大安全風險，健全公共安全體系，整合優(yōu)化應急力量和資源，推動形成統(tǒng)一指揮、專常兼?zhèn)?、反應靈敏、上下聯(lián)動、平戰(zhàn)結合的中國特色應急管理體制，提高防災減災救災能力，確保人民群眾生命財產(chǎn)安全和社會穩(wěn)定，國家成立了應急管理部、省、市、縣四級應急管理部門。

1.1 行業(yè)現(xiàn)狀

由于衛(wèi)星通信本身的短板無法避免，比如鏈路費比較貴、帶寬不足、在有遮擋和天氣不好的場景下無法建立通信等問題，并且在移動場景下幾乎無法使用。

近兩年通過公眾無線4G通信，很多場景下已經(jīng)解決了視頻、語音等需求。但是單一運營商無法做到100%信號全覆蓋，在應急事件或者人流量大的情況下更是束手無策，在大部分場景下，單個鏈路的通信能力會急劇下降，依托單個鏈路實現(xiàn)大容量信息的快速傳送變得極為困難。

1.2 行業(yè)需求

1、急需解決因基站信號質量及擁堵問題，所產(chǎn)生的低畫質傳輸。

2、要求對傳輸內容的加密，提高安全性

3、需要對系統(tǒng)支持硬件及軟件的升級

4、對硬件、軟件費用的減少

2 解決方案

本方案將使用4G多卡聚合融合通信設備，通過聚合多個小容量通道形成一個大容量通道，把數(shù)據(jù)先拆包再組包，中間傳輸經(jīng)由多個不同的鏈路實現(xiàn)，把大的數(shù)據(jù)高速、穩(wěn)定、安全的傳送至云端(軟部署)，可達到高安全、大帶寬、業(yè)務不中斷。

多卡聚合應急行業(yè)解決方案

用戶數(shù)據(jù)(IP報文)發(fā)送給聚合通信設備，設備收到用戶報文后，將整個報文作為 一整塊數(shù)據(jù)(payload)進行加密，重新加上新的 IP 頭(加密隧道的 IP 頭，目的地址統(tǒng)一為聚合服務器的 IP 地址)，通過多個物理通道同時發(fā)送給聚合服務器。

聚合服務器收到報文后，除去隧道 IP 包裝，并對數(shù)據(jù)部分進行解密，得到用戶原始的 IP 報 文，對用戶 IP 報文重新排序，恢復用戶原始的 IP 流，之后根據(jù)用戶 IP 中的目的地址，按照正確的順序發(fā)送給用戶最終想要到達的服務器。

2.1 應用介紹

2.1.1 車載應急指揮應用

通信應急指揮車可作為前指作戰(zhàn)中心，亦可作為作戰(zhàn)單元，接受指揮中心統(tǒng)一調度，其應用包括視頻會議，現(xiàn)場監(jiān)控視頻回傳、指揮調度等。這就要求通信應急指揮車在室外環(huán)境，特別是車載移動場景，有較高的上行帶寬，滿足高清視頻傳輸，同時對無線網(wǎng)絡穩(wěn)定性，有較高的需求。通過使用智能聚合設備，滿足了通信應急指揮車的數(shù)據(jù)傳輸要求。

優(yōu)勢：

ü 多個無線鏈路聚合，提供足夠的上行帶寬。

ü 車載移動環(huán)境下，無線傳輸高可靠性。

ü 多運營商網(wǎng)絡融合，避免單運營商基站切換/信號劣化導致的中斷風險。

拓撲如圖所示：

多卡聚合解決方案網(wǎng)絡拓撲

2.1.2 應急指揮箱配合應用

該應用場景，智能聚合設備與公安系統(tǒng)中廣泛采用的單兵應急指揮箱配合使用，由于室外作戰(zhàn)環(huán)境較復雜，各運營商各區(qū)域、地段網(wǎng)絡覆蓋情況不一，單一運營商網(wǎng)絡很難滿足應用需求。同時，在群體事件、人員密集區(qū)域，無線信道十分緊張，智能聚合設備可由幾個運營商網(wǎng)絡的多個鏈路獲取信道資源，最大程度保障業(yè)務暢通。

優(yōu)勢：

ü 室外無線環(huán)境高適應性。

ü 多網(wǎng)融合，避免單網(wǎng)導致的中斷風險。

ü 極大提高業(yè)務帶寬，提升業(yè)務穩(wěn)定性。

ü 搶信道能力強。1. 數(shù)據(jù)速度：

4G： 4G通信技術最大的特點之一是其高速數(shù)據(jù)傳輸能力。通常，4G網(wǎng)絡的下載速度可達每秒數(shù)十兆比特(Mbps)，適用于流暢的高清視頻流、在線游戲和快速下載文件。

5G： 5G網(wǎng)絡在數(shù)據(jù)速度方面邁出了巨大的一步。它可以提供數(shù)千兆比特每秒(Gbps)的下載速度，甚至在擁擠的網(wǎng)絡環(huán)境下也能維持較高速度。這意味著用戶可以更快地下載大文件、無縫觀看8K視頻，以及享受增強現(xiàn)實(AR)和虛擬現(xiàn)實(VR)體驗。

2. 延遲：

4G： 4G通信的平均延遲通常在20毫秒至50毫秒之間。這對于一般的互聯(lián)網(wǎng)應用來說已經(jīng)足夠快，但對于需要低延遲的應用，如在線游戲和視頻會議，仍然有一些限制。

5G： 5G引入了極低的延遲，通常低于1毫秒。這種低延遲對于實時互動應用非常重要，使得在線游戲更加流暢，視頻會議更具交互性，自動駕駛汽車更安全，醫(yī)療遠程手術更可行。