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4G专线接入解决方案

1.      产品概述

TW100-4G专线接入终端产品通过3G /4G无线网络接入IP网络,通过IP 隧道技术建立点对点或者点对多点的VPN连接,从而实现虚拟的以太网专线互联和汇聚。本产品基于嵌入式Linux实现,充分考虑了网络安全因素,采用SSL/TLS技术实现接入设备的双向认证以及业务数据的加密和验证,有效预防非法接入和数据中途篡改,给用户提供一个基于互联网的私有安全通道。

本产品的无线通道区别于其他的三层VPN技术,通过EoIP技术实现二层帧传递,实现以太网层面的透传功能。

本产品同时具有光以太上连端口,与无线通道形成互为备份应用;用户业务可以通过光纤上连,在光纤通道出现故障时将业务切换到无线通道,以最大程度保障用户连接的可靠性。

本产品支持多种管理手段,提供基于串口的命令行管理、基于SSH的命令行管理,也提供基于Web的网络管理和SNMP远程管理支持,支持集中网管的能力。

TW100-4G专线接入终端产品有多种配置组合,以满足用户的不同需求:根据无线通道的带宽处理能力,产品有基本型和增强型;另外,光纤上连端口也是选配模块。

2.      TW100-4G专线设备EOIP隧道建立过程以及数据安全的实现

TW100-4G专线设备插入有效的SIM卡开机后,可以接入移动互联网络;但由于运营商NAT服务器的存在,两台TW100-4G专线设备并不能获得固定的公共IP地址,所以不能直接互通。为实现NAT穿越,需要在公共网络上部署4G专线服务器;服务器具有固定的公网IP地址,每台TW100-4G专线设备通过移动互联网络寻址到服务器,并与之建立EOIP隧道连接,通过服务器的二层转发功能,实现两台TW100-4G之间的数据互通。

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EOIP隧道的建立是基于TLS协议实现的,服务器实现对远端设备的接入认证和鉴权;在隧道建立的过程中,双方根据RSA架构协商数据加密算法和密钥,并在后续的传输过程中对数据进行加密,以保障用户数据的安全。

TW100-4G设备支持在上行数据中插入VLAN 标签的功能(QinQ),同时对下行数据去除标签,恢复用户的原始数据。插入的标签可以配置,以实现汇聚数据的逻辑隔离。

TW100-4G专线设备也支持VPDN方式的接入。在VPDN方式中,实现了传输通道与公共互联网的隔离,更好地满足数据安全的需要。

另外在VPDN方式中,如果每台TW100-4G设备可以分配到固定的专网IP地址,则可以实现两台TW100-4G专线设备之间的直接互通,从而取消对中心服务器的需求。

1.      4G专线接入终端典型应用

1.1  光纤和无线备份应用

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3‑1 光纤和无线备份应用

该应用利用了光纤和4G无线链路的备份功能。当接入段光缆出现故障时,直接使用本产品替代原来的以太网光电转换设备,使得用户业务通过4G无线网络得以快速恢复,待光纤故障恢复时,可以将业务从无线传输通道切换到光纤链路上。

方案亮点:

1.         TW100-4G设备支持多种网络制式,支持中国电信/联通/移动三大运营商的4G/3G/2G无线数据网络,接入网络与插入的SIM卡有关;

2.         支持4G/3G/2G数据网络的自动搜索、注册和连接,也可以手动指定网络类型;

3.         产品具有连接监控模块,无线连接断线时完成自动重新拨号、重新建立连接,最大限度地提高通道的可用性;

4.         支持接入运营商的VPDN/APN专网,可根据需要修改配置参数;

5.         支持机卡绑定和小区位置绑定功能,确保接入安全性;

6.         设备支持有线和无线备份功能,保障终端用户业务可靠传输;

7.         光口采用100BASE-Fx标准接口,可直接与网络现有的光纤收发器、MSAP等设备中的100BASE-Fx板卡互联互通,充分利用现有资源;

8.         设备配置简单,开通快捷,网管功能丰富,便于维护。

 

应用场景:

连锁超市、加油站、集团大客户、政企客户等客户的MSTP线路的应急备份

1.1  业务汇聚应用

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该应用主要是利用运营商4G/3G/2G无线网络作为数据传输接入通道,将各终端数据传回控制中心。在各个需要进行数据传输的节点安装一台TW100-4G专线接入设备,利用该设备的4G无线接入功能将终端业务接入到无线网络中。

方案亮点:

1.    适用于光纤无法到达或敷设光纤成本太高的业务接入。

2.    非常适合数据量不大,但采集点众多的地方,无线接入投资成本低,设备安装开通迅速,每增加一个采集点只需要增加一台TW100-4G无线接入设备。

3.    设备带宽大,根据需要可提供6Mbps10Mbps50Mbps的设备,满足数据传输和高清视频接入所需的带宽。

4.    传输过程中对数据进行加密,满足信息传输安全。

应用场景:

银行/邮储/保险等金融行业应用(如ATM机、)

检测行业应用(污染、气象、水文、水利、地震等行业监测点数据采集)

电力行业应用(配电监控、电网自动化、自动抄表、电网调度)

视频监控(公交、考场、厂房、交通、机房监控、出租车监控)

网管监控行业应用(燃气管网、石油管网、热网监控、自来水管网监控等)

1.1  点对点应用

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业务紧急开通该应用主要提供两个相距较远节点间的点对点数据传输,在两个节点间各放置一台TW100-4G无线接入设备,两个节点间利用运营商4G/3G/2G无线网络实现通信,无需光纤或有线电路资源,业务开通快捷,非常适合各类应急通信业务。

方案亮点:

1.      适合于两点之间无光纤或有线通信链路情况下的紧急通信。

2.      在两个节点之间只需要放置一对TW100-4G无线接入设备,在其中一台设备中只需插入一张带有公网固定IP地址的SIM卡或通过运营商的VPDN网络接入均可。

3.      设备配置简单,只需插入SIM卡,通过Web页面做简单的设置即可使用。

4.       设备带宽大,根据需要可提供6Mbps10Mbps50Mbps的设备,满足数据传输和高清视频接入所需的带宽。

5.      传输过程中对数据进行加密,满足信息传输安全,

应用场景:

以太网专线故障抢通

维护应急抢修

应急通信保障

1.      应用场景

1.1  连锁超市4G无线专线接入

目前很多城市都有各类型的连锁超市、3C卖场等连锁机构,这些门店需要将每天的营业数据上传地区分部以作统计分析,同时,门店也需要从地区分部数据库中获取相关的数据,这些门店所传输的数据都是商业秘密信息,对网络和设备的安全性要求较高,采用传统的公共Internet难以满足传输的数据安全保密的需要,TW100-4G无线专线设备则很好的解决了数据传输加密的要求,同时利用运营商VPDN网络,可将门店业务数据安全上传地区分部。

方案一:

1.              超市各门店安装一台4G专线接入设备,客户的网线与设备的用户接口相连;

2.              TW100-4G无线接入设备通过无线基站接入到运营商的4G/3G/2G无线网络,接入基站的数据通过基站的有线传输网络汇接至业务汇接中心(业务汇接点根据业务需要设置在某个机房);

3.              在运营商机房安装一台4G接入服务器,该接入服务器主要用来对各门店TW100-4G无线设备进行管理;

4.              服务器将所有门店的业务数据汇聚到一个以太网口(LAN口);

4LAN口汇聚的客户业务通过MSTP以太网专线传输到超市总店。

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在此方案中,超市总部通过光纤专线接到服务器汇聚网口(LAN口),其他门店通过TW100-4G无线专线设备接到服务器的WAN口,4G接入服务器将门店数据汇聚到LAN口。

 

方案二:

1.              超市各门店安装一台TW100-4G专线接入设备,客户的网线与设备的用户接口相连;

2.              4G接入设备通过4G无线网络连接到位于运营商机房的4G接入服务器;

3.              超市总店通过普通上网光纤连接到公共Internet,安装一台以太网FE接口的专线接入设备,通过Internet连接到4G专线接入服务器;

4.              4G专线接入服务器将所有门店的业务数据汇聚到超市总店的连接上;

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在此方案中,超市总部通过电口专线接入设备连接到4G专线接入服务器的WAN口,其他门店通过TW100-4G无线专线设备接到4G专线接入服务器的WAN口,由4G专线接入服务器完成业务的交换和汇聚。

说明:

1.              4G专线接入服务器支持多个交换组,各个交换组的业务是隔离的,可以同时为多个客户提供业务交换和汇聚;

2.              4G专线接入服务器只有一个LAN口汇聚客户的数据,但可以通过VLAN标签功能实现多个客户数据的隔离;每个TW100-4G专线接入设备可以插入不同的VLAN标签以区分数据。

3.              在重要门店可以采用TW100-4G光纤无线一体化备份设备,平时采用光纤链路进行数据传输,当光纤链路终端利用4G作为备份链路传输业务。

4.              在普通门店采用仅支持4G/3G/2G无线信号接入的终端设备,节省投资。

1.1  MSTP集团客户专线的4G备份应用

基于目前4G无线网络的发展,可以提供较大数据传输带宽和较低延时。可充分利用4G网络对集团租用光纤客户的数据业务进行备份和保护。根据大客户的应用电路接口和使用场景,有如下3类场景可使用TW100-4G专线接入终端设备提供备份应用。

1.1.1  存量光纤收发器数据业务的4G备份

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该应用主要是用TW100-4G无线专用设备替换原客户端的光纤收发器,增加4G接入模块,利用4G作为集客的备用线路。在保持原有光收发器系统的网管兼容,同时增加4G接入网络对客户端光收发器(100Base-Fx+4G接入终端)的网管。100Base-Fx接入终端网管信息,必须提供但不限于光纤断纤、设备断电告警。TW100-4G接入设备的4G备份通道的数据通过VPN服务器接入到MSTP网络。

TW100-4G专线接入终端设备所提供的光口为标准的100BASE-Fx,可以与现有网络中的光纤收发器、MSAP设备机框中的100 BASE-Fx光接口卡互联互通,只需将客户终端的光纤收发器更换即可。

1.1.1  裸光纤租用客户数据业务的4G备份

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集客用户租用光纤的数据业务,对数据延时的要求不高,业务接口为以太网接口。将两端的普通光纤收发器,更换为Fx+4G接入终端,利用Fx+4G接入终端设备实现点对点业务的数据备份功能。业务正常采用光纤作为数据传输通道,当出现光纤故障时,自动启动4G无线备份通道工作,保证业务畅通。

1.1.1  临时数据业务的4G备份(检修客户)

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对于临时数据业务的客户,采用单点接入方式,客户端增加1TW100-4G无线接入终端,通过VPN服务器手动建立新电路,接入到MSTP承载网。

1.1  公交车无线监控

近年来,由于公交监控设施的不完善,导致乘运纠纷日益上升,如公交车盗窃、抢劫和侮辱妇女等案件时有发生。同时,因监控不力,公交车运营中的司乘人员盗取票款、顺手牵羊(将公款收入占为己有)等行为也屡禁不止。为此,各地交通运营和管理部门陆续在公交线路的车辆上建设和安装了很多监控系统。由于公交车属于移动的平台,不太可能通过有线的方式将视频监控信息上传车站监控中心,只能通过无线的方式加以解决。

目前,各城市的3G/4G网络建设已经非常成熟,基本做到了无缝覆盖,采用3G/4G无线网络作为数据传输平台将是一个最好的选择。

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在应用中,车内的无线监控终端将车内视频经过视频压缩编码模块压缩,通过TW100-4G无线设备的4G无线通讯模块发射到附近的运营商基站,进而通过VPN网络传回公交监控中心,实现视频数据的交互、发送/接收、加解密、编解码。整合了4G无线网络和Internet网络的优势,保证了车辆移动过程的数据和视频的正常通信。

1.1  出租车行业应用

经济的发展,社会的进步,人民生活水平的提高,为出租车行业发展创造了有利条件。城市出租车数量近年来增长迅速,但是行业管理的相对落后带来了种种弊病:效率低,费用高,实时性差,调度分散,资源浪费,行业发展受阻。出租车被劫、司机被害是出租行业每天都面临的威胁,同时,出租车司机素质参差不齐,绕路、拒载、与乘客发生矛盾和争议,甚至出现了对乘客伤害的事件发生;有的乘客下车时,纳下了随身行李或物品等,被司机据为己有或被其他乘客拾取。因为没有有力的证据,解决起来无从下手。

通过现有视频监控技术、3G/4G无线通信技术和GPS定位技术能很好的解决这方面的问题,当出租车发生犯罪行为等意外事件时,驾驶员可以通过报警联动向指挥中心或执法部门反映,指挥中心或执法部门第一时间掌握现场状况,及时处理意外事件,同时通过录像做到意外事件有证可查。

在出租车上安装一台TW100-4G无线终端设备,利用运营商4G/3G网络将监控图像、地理位置等信息上传出租车调度中心,调度中心通过车内看到的道路现场实况,第一时间掌握出租车的行驶状况,从而做到准确、及时地调度车辆。上级领导、公安、交管等部门随时通过互联网、观看远程车辆行驶状况、现场图像、监管出租车线路营运状况。

;&nbs�bp����p�>4G专线接入服务器只有一个LAN口汇聚客户的数据,但可以通过VLAN标签功能实现多个客户数据的隔离;每个TW100-4G专线接入设备可以插入不同的VLAN标签以区分数据。


3.              在重要门店可以采用TW100-4G光纤无线一体化备份设备,平时采用光纤链路进行数据传输,当光纤链路终端利用4G作为备份链路传输业务。

4.              在普通门店采用仅支持4G/3G/2G无线信号接入的终端设备,节省投资。

1.1  MSTP集团客户专线的4G备份应用

基于目前4G无线网络的发展,可以提供较大数据传输带宽和较低延时。可充分利用4G网络对集团租用光纤客户的数据业务进行备份和保护。根据大客户的应用电路接口和使用场景,有如下3类场景可使用TW100-4G专线接入终端设备提供备份应用。

1.1.1  存量光纤收发器数据业务的4G备份

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目前,广州已出台了在出租车上安装视频监控系统,采用的就是 4G无线信号回传方案,上海强生出租车公司已试点在出租车上安装视频监控系统。出租车上安装视频监控的即将成为趋势,每个城市成百上千、甚至上万台出租车,这将是一个庞大的市场。

除了出租车行业应用,如运营大巴车、长途汽车等都可以应用。

1.1  银行/邮储/保险等金融行业应用

在银行系统中,现有自助服务设备(如ATM终端、自助查询终端等)多数采用有线网络接入方式。这种接入方式,使自助设备受有线网络覆盖面的影响,只能设置在金融机构营业网点和大型商业机构内部,束缚了服务模式。同时,自助设备仍与有形营业场结合的布设方式,削弱了自助设备的便捷、方便的特点,无法实现利用自助交易方式扩大营业网点业务覆盖面的初衷。  

相反无线通信方式不受网络物理因素的影响。依托于高速3G/4G无线网络平台,金融机构可以将自助服务设备布设到无线啊网络覆盖的任何区域,能够有效的扩大业务覆盖面,从而为提高业务交易量提供良好的网络平台。

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本方案在银行ATM机、自助缴费终端旁安装一台TW100-4G无线终端设备,将自助设备与4G无线终端设备相连,把数据传输到4G无线网络中,4G无线网络通过VPDN网络将数据传输银行服务器上。

1.1  监测行业应用(污染、气象、水文水利、地震等)

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气象、水利水文、环保、地震等行业的监测站台数量多,比较分散,若采用人工方式进行数据采集,费时费力,效率低下;利用现有的无线通信网络将各监测点的监测数据上传到监测中心,在监测中心能够实时获取监测点的监测数据,同时,在监测点安装摄像头,可通过无线网络将采集数据和视频监控信息同时回传到监测中心。在各个监测台站放置一台TW100-4G无线终端设备,通过4G无线模块与4G基站进行通信,通过4G无线通信网络将采集数据进行回传。

1.1  流动法庭

流动法庭是法院为方便群众诉讼,最大限度地为人民群众参加诉讼提供方便,为当事人节省诉讼成本,实现利民便民的举措,为了最大限度体现公开公正公平的原则,将各人民法院、人民法庭的审判工作置于人民群众监督之下,实现廉洁执法,将审讯现场的音视频实时传回法院办公地点,法院领导可以随时随地参与远程审讯或调节,及时通知前线审判法官处理意见,保证审讯的透明公开。

由于流动巡回法庭存在随机性和流动性,无法安装传统的远程监控设备对审讯过程进行跟踪和监督。随着4G移动通讯网络的开通,使得移动无线监控的实现成为一种可能,利用4G移动网络的广覆盖、高带宽,可以将审判现场的音视频信息实时传回法院办公地点。

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在流动法庭车上安装一台TW100-4G无线终端设备,通过4G无线模块与4G基站进行通信,通过4G无线通信网络将流动法庭现场审判的实时视频信号、语语音等信息实时传回到法院办公地点。

1.1  油田行业应用

油田的生产环境比较复杂,大多以不规则且分散的方式分布于几十甚至上百平方公里的地域范围内,在这些地域中,可能存在着平原、丘陵、山川等不同地貌情况。打的地理环境为网络链路的直接敷设带来了巨大的成本和维护压力,多地点、大量的实时数据汇总到数据中心也对网络提出了更高的要求。4G网络所具有的高带宽和实时性的特点充分满足了时候行业在这一领域的应用需求。

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在喷井、磕斗机、电潜泵井、注水井、配水间,注水站、增压站、转油站等节点安装一台TW100-4G无线终端设备,4G终端设备通过网口或串口与RTU采集设备连接,利用设备中的4G无线模块与基站进行无线通信,将采集到的压力、温度、流量、液位、电流、电压、转速等运行参数的数据,通过无线传输网络,统一汇集至监测中心的SCADA数据库,并且在监测中心可实现对现场的远程控制。

1.1  紧急业务应用

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在道路抢修现场、展会现场、庆祝活动、现场新闻报道等各种场合,需要将现场的信息及时的传到到指挥中心、公司、电台导播室等地方,通过在这些地点安装一台TW100-4G无线终端设备,利用4G无线通信网络的广覆盖、高带宽的特性,实时的将现场的情况进行回传。

1.1  偏远地方应用

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4‑13 无线上网

在一些偏远地区,光纤不易到达或敷设成本太高的地方可采用安装TW100-4G无线终端设备提供用户上网服务。

1.1  市政应用

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通过在路口安装一台TW100-4G无线传输设备将路口的视频图像回传,同时在控制中心远程可对交通信号灯进行控制。

类似应用如道路路灯控制。

1.      应用案例

1.1  对城域网、VPN专线故障抢通方案

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通过光纤接入的城域网、VPN 专线,当光路中断时,可以在用户机房和电信局端机房各放置1 TW100-4G无线终端(这对终端必须已在网管配置点对点连接),然后将两边原终端设备上联的网线接入4G无线终端,即可恢复原以太网线路,如上图红色虚线代表的线路。

1.1  MSTP故障抢通方案

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方案1:用1 TW100-4G无线终端分别放置在用户机房和电信局端机房,代替光路中断或发生故障的电信接入设备线路部分。

方案2:用1 TW100-4G无线终端分别放置在2 个点对点通信的用户机房,代替发生故障中断的MSTP 线路全程。

(完)


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