云+融合通信構建智能工廠新生態

唐珊慧

以工業互聯網云平臺架構為原型，探討如何建設覆蓋全廠的融合通信，為智能工廠全面感知協同處理提供全信息流與通訊的高速公路，支撐跨系統、跨部門之間的信息共享和業務協同。

一、云和融合通信

融合通信（Unified Communication）簡稱UC，融合計算機技術與傳統通信技術實現多網絡間漫游無縫切換的新通信模式，通過配置不同的接入網關可連接各類型的通信終端設備，支撐單一終端在不同類型網絡（公網、專網、Wi-Fi）多媒體互聯通信及數據傳輸功能，實現無障礙通信。

隨著工業互聯網平臺的發展，融合通信可以選擇部署到云端，從而實現各類通信終端與工業生產業務融合交互，向網絡去中心化、即時通信、云端協同強勢發展。應用圖像識別、視頻智能分析、行為分析、人臉識別等多種成熟智能分析技術，未來融合通信可廣泛應用于云資源協作，支撐多種通信模式下的云端協同工作。

基于平臺可融合語音視頻調度、音視頻會議、GIS地圖、數據調度、集群對講、即時消息、環保安全、應急預案、智能分析等功能于一體，具有容量大、兼容性強、多網融合、多業務集成、調度形式靈活、平臺開放、跨地域分布式分層級部署等眾多技術優勢，可最大程度地滿足用戶多樣化多變的業務通信需求。其簡單化的網絡結構可實現多種業務及擴展業務的全面融合，既能解決針對工廠生產管理業務的需求，又能有效控制對相關網絡及設備的投資。

近年來隨著全球經濟一體化進程的不斷加快，產業結構不斷的調整和優化整合，跨地域團隊遠程協作溝通已經成為常態，工業生產在遠程會議交流、遠程實時監控、應急事件指揮調度、移動化音視頻通信、語音與視頻調度深度融合、HSE音視頻聯動、智能分析等需求日益強烈，迫切需要工廠基礎設施建設在語音、圖像、視頻、數據等實現全業務通信融合。

二、關鍵技術與集成架構設計

（一）關鍵技術

基于云平臺開發：融合通信基于工業互聯網平臺IaaS層開發，同時可封裝成PaaS層服務，具有多語言、可擴展、高性能、高可靠、可監控、大規模、兼容集成、自定義擴展等特點。向上對Saas層應用提供高度封裝統一的Restful API，支持調用平臺能力；向下對底層操作環境提供極簡SDK，支持跨操作系統的互聯互通。

軟交換技術：基于IP新型網絡呼叫與控制技術，具備呼叫控制、計費、認證、路由、協議處理、資源管理及IP分配等功能，是各種業務的基本控制功能，提供基本呼叫的建立、保持和釋放，包括呼叫處理、連接控制、智能呼叫的檢出和觸發、資源控制等；不提供媒體交換功能，控制媒體網關連接資源、發送信號音事件等。

統一通信技術：融合包括公網、專網（常規、集群、短波、衛星通信、寬帶多媒體集群等）、視頻網絡及短信、傳真等多通道，從而實現不同通道不同制式的通信終端統一接入、統一路由、統一處理。

多碼流同步傳輸技術：采用多碼流同步傳輸技術，確保視頻碼流、音頻碼流、數據碼流同步實時傳輸。

信令級媒體轉發調度技術：提供信息快速接入能力，即時接入通信網絡進行視頻、音頻、數據等不同類型業務數據實時分發傳輸。

先進的音視頻處理技術：可選用AMR、H.264等業界先進的高效壓縮編碼技術，在保證媒體質量的同時，大大降低了對傳輸帶寬的要求，同時采用語音引擎可提供從PCM到IP和從IP到PCM的雙向全程語音處理能力。

實時媒體傳輸技術：針對無線通信網絡信號的不穩定性，應用網絡智能嗅探（Snooping）技術，通過對網絡質量的探測和智能分析，及時對網絡帶寬進行預警并實時調整調整音視頻編碼速率，達到音視頻傳輸自動適配網絡帶寬的效果，有效地改善弱信號網絡條件下的音視頻通信質量。

集群通信技術：語音通信采用即時接聽的方式接續，接續速度快且支持群組呼叫，主要以單工、半雙工的模式運行，動態分配可用信道，能區分用戶優先等級和特殊功能，廣泛應用于調度指揮移動通信場景。

（二）集成架構

將融合通信系統部署在云端，總體集成接入分三層架構設計。

系統接入層：分為通信集成和業務集成，通信集成包含與現有企業的各類音頻子系統、視頻子系統的融合接入，業務集成可包含各類業務系統的融合對接。

平臺應用層：基于系統接入層的通信系統和業務系統的整合，實現業務數據和各種音視頻數據協同交互，實現語音調度、即時消息、視頻回傳、協同會商等功能。

業務應用層：調用SDK和API接口，配套開發支持移動端APP、PC端業務功能將融合通信組件化嵌入業務應用中，支撐企業日常巡檢、調度指揮、環保安全業務應用。

三、應用在智能工廠

應用有線+無線融合技術整體融合全廠語音視頻及數據，做到“一呼百應、一機多用”：在語音業務上，保留音頻原有通信方式，實現巡檢終端、調度電話、集群、公網移動電話和行政電話等音頻設備源互聯互通；在視頻業務上，構建統一的視頻網絡融合有線、無線、公網、專網等多類型視頻源，支持全網視頻會議，支持圖像視頻在固定端和移動端的分發、回傳及查閱，支撐高效指揮決策；在數據業務上，全網通信數據統一接入企業信息數據庫，輔助大數據分析，提升決策效率。

采用接入端 + 網端 + 云端部署架構，接入端包括移動端和工業子系統端，廠區巡檢終端、防爆手機依托于廠區工業無線網，個人手機連接企業局域網；音視頻應用通過網關統一接入到多媒體核心服務器和移動端接入數據進行匯聚，基于桌面電腦B/S端最終實現跨業務、多場景的通信融合，從而提供多個上層業務應用組件給到云端。

可基于IP網絡對全終端的語音通話錄音、視頻調度的進行錄音/錄像，在多媒體服務器端可實現文件的記錄、存儲、轉碼、播放、檢索等操作。

可基于GIS地圖和北斗空間定位技術實現對全廠的IP電話、移動電話、對講機、防爆移動終端、固定攝像頭、移動作業監控終端等的二維可視化、運行狀況實時感知、視頻語音統一調度，可顯示各類型固定終端的地理位置并記錄移動終端實時運動軌跡和歷史路徑，根據應急接警信息及時推送現場多媒體視頻至報警點巡檢人員、總調度、管理者等相關人員，應用多方語音通話組織會議快速響應決策。

可基于企業通訊錄建立員工內部即時通信，創建語音對話同時也可以打開視頻會議，會議期間同步共享數據和電腦桌面等，通信數據流可以在應用間切換傳輸，通過將員工有效連接組織打造協同辦公，加速企業物聯網建設全面云化轉型，同時讓私有云平臺價值最大化。

可基于IP實現全終端的語音通話錄音、視頻調度錄像，配備專用錄音/錄像IP服務器，支持錄音/錄像文件的記錄、存儲、轉碼、播放、查詢、導出等操作，具備證據回看、巡檢記錄查詢功能。

應用云平臺提供SDK和API接口，將融合通信組件嵌入業務應用，WEB瀏覽器端實現語音調度、視頻調度、指令下達、集群對講，通過移動端APP可實現音視頻回傳、混合編組對講、一鍵告警，應用“移動APP+B/S客戶端管理+云平臺管控”模式，支撐日常巡檢、生產調度、HSE、操作管理等生產管理業務。

基于工業互聯網云平臺的融合通信構建全廠協同控制，實現協助業務發布多媒體調度通信指令；全面感知數據實時反映現場，應用分布式計算引擎輔助分析決策；實現全廠異構網絡互聯互通、有線無線統一認證；全面提升能源、環保、計量等離散數據自動化采集回傳能力，建設智能工廠實現泛在感知協同處理“高速路”。

伴隨5G時代的全面到來，未來將向著“移動化、云端化、智能化”快速發展，應用大數據、物聯網、區塊鏈、人工智能、虛擬現實等高新技術是創新重要手段，5G的出現促進了多終端、多場景、多入口全融合，實現工業化與數據化深度融合，從而打造智能工廠云端通信融合新生態。

作者單位：石化盈科信息技術有限責任公司