云+融合通信构建智能工厂新生态

唐珊慧

以工业互联网云平台架构为原型，探讨如何建设覆盖全厂的融合通信，为智能工厂全面感知协同处理提供全信息流与通讯的高速公路，支撑跨系统、跨部门之间的信息共享和业务协同。

一、云和融合通信

融合通信（Unified Communication）简称UC，融合计算机技术与传统通信技术实现多网络间漫游无缝切换的新通信模式，通过配置不同的接入网关可连接各类型的通信终端设备，支撑单一终端在不同类型网络（公网、专网、Wi-Fi）多媒体互联通信及数据传输功能，实现无障碍通信。

随着工业互联网平台的发展，融合通信可以选择部署到云端，从而实现各类通信终端与工业生产业务融合交互，向网络去中心化、即时通信、云端协同强势发展。应用图像识别、视频智能分析、行为分析、人脸识别等多种成熟智能分析技术，未来融合通信可广泛应用于云资源协作，支撑多种通信模式下的云端协同工作。

基于平台可融合语音视频调度、音视频会议、GIS地图、数据调度、集群对讲、即时消息、环保安全、应急预案、智能分析等功能于一体，具有容量大、兼容性强、多网融合、多业务集成、調度形式灵活、平台开放、跨地域分布式分层级部署等众多技术优势，可最大程度地满足用户多样化多变的业务通信需求。其简单化的网络结构可实现多种业务及扩展业务的全面融合，既能解决针对工厂生产管理业务的需求，又能有效控制对相关网络及设备的投资。

近年来随着全球经济一体化进程的不断加快，产业结构不断的调整和优化整合，跨地域团队远程协作沟通已经成为常态，工业生产在远程会议交流、远程实时监控、应急事件指挥调度、移动化音视频通信、语音与视频调度深度融合、HSE音视频联动、智能分析等需求日益强烈，迫切需要工厂基础设施建设在语音、图像、视频、数据等实现全业务通信融合。

二、关键技术与集成架构设计

（一）关键技术

基于云平台开发：融合通信基于工业互联网平台IaaS层开发，同时可封装成PaaS层服务，具有多语言、可扩展、高性能、高可靠、可监控、大规模、兼容集成、自定义扩展等特点。向上对Saas层应用提供高度封装统一的Restful API，支持调用平台能力；向下对底层操作环境提供极简SDK，支持跨操作系统的互联互通。

软交换技术：基于IP新型网络呼叫与控制技术，具备呼叫控制、计费、认证、路由、协议处理、资源管理及IP分配等功能，是各种业务的基本控制功能，提供基本呼叫的建立、保持和释放，包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫的检出和触发、资源控制等；不提供媒体交换功能，控制媒体网关连接资源、发送信号音事件等。

统一通信技术：融合包括公网、专网（常规、集群、短波、卫星通信、宽带多媒体集群等）、视频网络及短信、传真等多通道，从而实现不同通道不同制式的通信终端统一接入、统一路由、统一处理。

多码流同步传输技术：采用多码流同步传输技术，确保视频码流、音频码流、数据码流同步实时传输。

信令级媒体转发调度技术：提供信息快速接入能力，即时接入通信网络进行视频、音频、数据等不同类型业务数据实时分发传输。

先进的音视频处理技术：可选用AMR、H.264等业界先进的高效压缩编码技术，在保证媒体质量的同时，大大降低了对传输带宽的要求，同时采用语音引擎可提供从PCM到IP和从IP到PCM的双向全程语音处理能力。

实时媒体传输技术：针对无线通信网络信号的不稳定性，应用网络智能嗅探（Snooping）技术，通过对网络质量的探测和智能分析，及时对网络带宽进行预警并实时调整调整音视频编码速率，达到音视频传输自动适配网络带宽的效果，有效地改善弱信号网络条件下的音视频通信质量。

集群通信技术：语音通信采用即时接听的方式接续，接续速度快且支持群组呼叫，主要以单工、半双工的模式运行，动态分配可用信道，能区分用户优先等级和特殊功能，广泛应用于调度指挥移动通信场景。

（二）集成架构

将融合通信系统部署在云端，总体集成接入分三层架构设计。

系统接入层：分为通信集成和业务集成，通信集成包含与现有企业的各类音频子系统、视频子系统的融合接入，业务集成可包含各类业务系统的融合对接。

平台应用层：基于系统接入层的通信系统和业务系统的整合，实现业务数据和各种音视频数据协同交互，实现语音调度、即时消息、视频回传、协同会商等功能。

业务应用层：调用SDK和API接口，配套开发支持移动端APP、PC端业务功能将融合通信组件化嵌入业务应用中，支撑企业日常巡检、调度指挥、环保安全业务应用。

三、应用在智能工厂

应用有线+无线融合技术整体融合全厂语音视频及数据，做到“一呼百应、一机多用”：在语音业务上，保留音频原有通信方式，实现巡检终端、调度电话、集群、公网移动电话和行政电话等音频设备源互联互通；在视频业务上，构建统一的视频网络融合有线、无线、公网、专网等多类型视频源，支持全网视频会议，支持图像视频在固定端和移动端的分发、回传及查阅，支撑高效指挥决策；在数据业务上，全网通信数据统一接入企业信息数据库，辅助大数据分析，提升决策效率。

采用接入端 + 网端 + 云端部署架构，接入端包括移动端和工业子系统端，厂区巡检终端、防爆手机依托于厂区工业无线网，个人手机连接企业局域网；音视频应用通过网关统一接入到多媒体核心服务器和移动端接入数据进行汇聚，基于桌面电脑B/S端最终实现跨业务、多场景的通信融合，从而提供多个上层业务应用组件给到云端。

可基于IP网络对全终端的语音通话录音、视频调度的进行录音/录像，在多媒体服务器端可实现文件的记录、存储、转码、播放、检索等操作。

可基于GIS地图和北斗空间定位技术实现对全厂的IP电话、移动电话、对讲机、防爆移动终端、固定摄像头、移动作业监控终端等的二维可视化、运行状况实时感知、视频语音统一调度，可显示各类型固定终端的地理位置并记录移动终端实时运动轨迹和历史路径，根据应急接警信息及时推送现场多媒体视频至报警点巡检人员、总调度、管理者等相关人员，应用多方语音通话组织会议快速响应决策。

可基于企业通讯录建立员工内部即时通信，创建语音对话同时也可以打开视频会议，会议期间同步共享数据和电脑桌面等，通信数据流可以在应用间切换传输，通过将员工有效连接组织打造协同办公，加速企业物联网建设全面云化转型，同时让私有云平台价值最大化。

可基于IP实现全终端的语音通话录音、视频调度录像，配备专用录音/录像IP服务器，支持录音/录像文件的记录、存储、转码、播放、查询、导出等操作，具备证据回看、巡检记录查询功能。

应用云平台提供SDK和API接口，将融合通信组件嵌入业务应用，WEB浏览器端实现语音调度、视频调度、指令下达、集群对讲，通过移动端APP可实现音视频回传、混合编组对讲、一键告警，应用“移动APP+B/S客户端管理+云平台管控”模式，支撑日常巡检、生产调度、HSE、操作管理等生产管理业务。

基于工业互联网云平台的融合通信构建全厂协同控制，实现协助业务发布多媒体调度通信指令；全面感知数据实时反映现场，应用分布式计算引擎辅助分析决策；实现全厂异构网络互联互通、有线无线统一认证；全面提升能源、环保、计量等离散数据自动化采集回传能力，建设智能工厂实现泛在感知协同处理“高速路”。

伴随5G时代的全面到来，未来将向着“移动化、云端化、智能化”快速发展，应用大数据、物联网、区块链、人工智能、虚拟现实等高新技术是创新重要手段，5G的出现促进了多终端、多场景、多入口全融合，实现工业化与数据化深度融合，从而打造智能工厂云端通信融合新生态。

作者单位：石化盈科信息技术有限责任公司