CN219659826U - 一种室外网关设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种室外网关设备，涉及通信领域，用于解决现阶段室外网关设备无法适应复杂的室外环境、业务中断和客户投诉多的问题，包括：室外网关设备包括：机箱、核心主板、以太网业务子卡、散热模块；其中，核心主板和以太网业务子卡设置于机箱内部；核心主板，用于提供视频无线网关功能；以太网业务子卡，用于提供自适应以太网接口；散热模块，用于提供非风扇形式的散热功能。本申请用于室外场景的5G视频网关。
Description
技术领域
本申请涉及通信领域，尤其涉及一种室外网关设备。
背景技术
我国的视频监控时长规模较大，切增长强劲。当前视频监控业务主要通过有线宽带和虚拟专用网络(virtual private network，VPN)两种方案进行接入。即在接入点位部署家庭网关单元型(homegatewayunit，HGU)或用户网络边缘(customer edge，CE)设备，直连一至多路视频前端，完成视频监控业务的接入。
然而，由于接入点位位置分散、环境复杂，HGU或CE设备运行不稳定，故障率居高不下，增加了维护成本，降低了客户满意度。以及，在应对城区老旧楼房、郊区村镇、交通路口等特殊场景时，由于资源限制，这些场景甚至不具备光纤进线条件，导致业务无法开通，严重影响项目响应能力和交付周期。
实用新型内容
本申请提供一种室外网关设备，以解决现阶段室外网关设备无法适应复杂的室外环境、业务中断和客户投诉多的问题。
为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
第一方面，本申请提供一种室外网关设备，包括：室外网关设备包括：机箱、核心主板、以太网业务子卡、散热模块；其中，核心主板和以太网业务子卡设置于机箱内部；核心主板，用于提供视频无线网关功能；以太网业务子卡，用于提供自适应以太网接口；散热模块，用于提供非风扇形式的散热功能。
在一种可能的实现方式中，核心主板包括：处理模块、5G雁飞模组；处理模块，用于处理接收到的通信信令消息；5G雁飞模组，用于提供定制5G通信功能。
在一种可能的实现方式中，散热模块包括：第一散热子模块、第二散热子模块；第一散热子模块，位于机箱内部；第一散热子模块用于为核心主板提供散热功能；第二散热子模块，位于机箱底部；第二散热子模块用于为室外网关设备提供散热功能。
在一种可能的实现方式中，第一散热子模块采用铝块散热设计，第二散热子模块采用刀片式散热设计。
在一种可能的实现方式中，机箱的外壳为铝制外壳。
在一种可能的实现方式中，机箱的外壳经过电镀处理和/或表面喷涂处理。
在一种可能的实现方式中，室外网关设备还包括：低阻抗电路模块；低阻抗电路模块的数量为多个；低阻抗电路模块，分别设置于机箱的外壳与核心主板、以太网业务子卡、散热模块之间。
在一种可能的实现方式中，核心主板还包括温度监控模块；温度监控模块，用于实时监控机箱内部工作环境的温度。
在一种可能的实现方式中，室外网关设备还包括：天线模块。
在一种可能的实现方式中，核心主板、以太网业务子卡、散热模块在安装时经过点胶处理和/或加压处理。
基于上述技术方案，本申请中室外网关设备通过采用适配雁飞模组，支持5G频段和4G频段的通信，并支持CA和EN-DC功能、5G Sub6 SA组网，实现了无线条件下高清视频信号无损回传。同时，由于室外网关设备采用全金属外壳，Ⅱ型结构件，无风扇散热设计，防潮、耐腐蚀，防尘和防水等级达到IP40，还可以配备温度监控芯片用于实时监控机箱内部工作环境的温度，将暂时不需要工作的模块进行电源断电，或者配置为低功耗模式或睡眠模式，在下一次模块应用时再去唤醒，满足了室外应用场景。
在本申请中，上述室外网关设备的名字对设备或功能单元本身不构成限定，在实际实现中，这些设备或功能单元可以以其他名称出现。只要各个设备或功能单元的功能和本申请类似，均属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内。
附图说明
图1为本申请提供的一种室外网关设备的架构示意图；
图2为本申请提供的另一种室外网关设备的架构示意图；
图3为本申请提供的另一种室外网关设备的架构示意图；
图4为本申请提供的一种散热子模块的散热设计的示意图；
图5为本申请提供的另一种室外网关设备的架构示意图；
图6为本申请提供的一种室外网关设备的硬件结构图；
图7为本申请提供的一种室外5G网关组网方案的示意图；
图8为本申请提供的一种管理平台提供的功能和管理方案的示意图；
图9为本申请提供的一种大二层组网和数据加密封装的结构示意图；
图10为本申请提供的一种设备云上远程开通的流程示意图；
图11为本申请提供的一种基于混合专网构建视频专网的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
近年来，随着政策倾斜，我国已经发展成为全球最大的视频监控市场。我国的视频监控时长规模较大，切增长强劲。当前视频监控业务主要通过有线宽带和虚拟专用网络(virtual private network，VPN)两种方案进行接入。即在接入点位部署家庭网关单元型(homegatewayunit，HGU)或用户网络边缘(customer edge，CE)设备，直连一至多路视频前端，完成视频监控业务的接入。
然而，由于接入点位位置分散、环境复杂，HGU或CE设备运行不稳定，故障率居高不下，增加了维护成本，降低了客户满意度。以及，在应对城区老旧楼房、郊区村镇、交通路口等特殊场景时，由于资源限制，这些场景甚至不具备光纤进线条件，导致业务无法开通，严重影响项目响应能力和交付周期。
此外，现阶段的方案还存在以下缺点：针对高等级用户，提供的保护方案实施复杂，成本高，业务保护倒换时间长。市面上的第五代移动通信技术(5th generation mobilecommunication technology，5G)室外网关性能良莠不齐，用户业务运行质量无法保障。公安、政府等用户需要业务透明传输，当前二层VPN方案配置复杂。宽带和VPN接入方案无法提供可视化维护能力。
为了解决上述现阶段室外网关设备无法适应复杂的室外环境、业务中断和客户投诉多的问题，本申请提供一种室外网关设备。
下面结合说明书附图，对本申请实施例的实施方式进行详细描述。
示例性地，如图1所示，图1为本申请提供的一种室外网关设备10的架构示意图。该室外网关设备10包括：机箱11、核心主板12、以太网业务子卡13、散热模块14、天线模块15。
其中，机箱11，用于安装其他部件。可选地，机箱11的外壳为宽温、防潮、耐腐蚀的铝制外壳。以及，机箱11可实现为Ⅱ型结构件。
可选地，机箱11的外壳经过电镀处理和/或表面喷漆处理，以提高室外网关设备10的防潮、防腐、防霉能力。
核心主板12，用于用于提供视频无线网关功能。可选地，核心主板12可具体实现为印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)的形式。
可选地，核心主板12可配备温度监控模块，用于实时监控机箱内部工作环境的温度。具体的，温度监控模块可实现为温度监控芯片，以使得室外网关设备10实时监控机箱内部工作环境的温度，将暂时不需要工作的模块或部件进行电源断电，或者配置为低功耗模式或睡眠模式，在下一次模块应用时再去唤醒。
示例性地，如图2所示，核心主板12包括处理模块121和5G雁飞模组122两个子模块。其中，处理模块121，用于处理接收到的来自其它各部件或模块的通信信令消息。
5G雁飞模组122，用于提供定制5G通信功能。需要说明的是，5G雁飞模组122针对运营商网络定制核心特性，对不必要的功能裁剪设计，降低成本。由此，解决了网关设备核心通信模组器件成本过高的关键问题，使得5G无线接入场景得以推广普及。
可选地，5G雁飞模组122采用生态和产业链较为成熟的国产化模组方案。
在一种可能的实现方式中，5G雁飞模组122针对视频监控等行业应用，对模组的计算逻辑及网络协同方式进行自行设计。由此，5G雁飞模组122能够实现更加良好的节电效果，降低了核心组件的能耗。
以上对核心主板12的一种可能的实现方式进行了说明。
以太网业务子卡13，用于提供自适应以太网接口。可选地，以太网业务子卡13提供4路GE/FE自适应以太网接口，以对室外网关设备10的通信功能提供支持。
散热模块14，用于为室外网关设备10提供非风扇形式的散热功能。
示例性地，如图3所示，散热模块14可包括第一散热子模块141、第二散热子模块142两个子模块。
其中，第一散热子模块141，位于机箱11内部，用于为核心主板12提供散热功能。
可选地，第一散热子模块141采用铝块散热设计，以实现更好的散热效果。
示例性地，第一散热子模块141的散热设计如图4所示。在图4中，第一散热子模块141具体为核心主板12的处理模块121提供散热功能。
第二散热子模块142，位于机箱11底部，用于为整个室外网关设备10提供散热功能。
可选地，第二散热子模块142采用刀片式散热设计，以实现更好的散热效果。
以上对散热模块14的一种可能的实现方式进行了说明。
天线模块15，用于为室外网关设备10提供射频天线功能。
可选地，核心主板12、以太网业务子卡13、散热模块14在安装在机箱11上时，经过点胶处理和/或加压处理，以防止松动。
基于上述技术方案，本申请中室外网关设备通过采用适配雁飞模组，支持5G频段和4G频段的通信，并支持CA和EN-DC功能、5G Sub6 SA组网，实现了无线条件下高清视频信号无损回传。同时，由于室外网关设备采用全金属外壳，Ⅱ型结构件，无风扇散热设计，防潮、耐腐蚀，防尘和防水等级达到IP40，还可以配备温度监控芯片用于实时监控机箱内部工作环境的温度，将暂时不需要工作的模块进行电源断电，或者配置为低功耗模式或睡眠模式，在下一次模块应用时再去唤醒，满足了室外应用场景。
示例性地，结合图2，如图5所示，本申请提供的室外网关设备10中，还包括：低阻抗电路模块16。低阻抗电路模块16的数量为多个。
其中，低阻抗电路模块16，分别设置于机箱11的外壳与核心主板12、以太网业务子卡13、散热模块14之间。
需要说明的是，低阻抗电路模块16的作用为在各部件与机箱11的外壳之间建立低阻抗通路，将这些有源部件的热耗高效地传递到机箱外壳上，再通过外壳及散热模块14扩散到周围空气中去。低阻抗电路模块16的工作温度范围为-40℃～70℃，可以支持各种复杂接入环境。
示例性地，结合上述对室外网关设备10中包括的各部件的说明，本申请提供的室外网关设备10的硬件结构具体如图6所示。
需要说明的是，由于图6所采用的视角，以太网业务子卡并未在图5中示出，散热模块14以第一散热子模块141和第二散热子模块142的形式分别示出。机箱11采用铝制外壳。
下面对本申请提供的室外网关设备，所涉及的一种室外网关设备10组网方案进行说明。
示例性地，如图7所示，为本申请提供的室外网关设备10涉及的一种室外5G网关组网方案的示意图。下面对该组网方案进行具体说明：
(1)5G接入场景
本组网的5G接入场景中，在视频监控项目接入网点部署室外网关设备10，用户侧提供4路GE以太网电口对接视频前端设备，满足视频业务的快速接入和高速转发。线路侧基于5G网络广覆盖、高速率、低时延特性，通过5G信号实现业务高效回传。
在一种可能的实现方式中，室外网关设备10支持5G和第四代移动通信技术(the4th generation mobile communication technology，4G)制式，其中5G支持n1、n78频段，4G支持band1/3/5/8频段，支持CA和EN-DC功能，5G Sub6 SA组网，理论最大上行峰值速率370Mbps，4G LTE组网，理论最大上行峰值速率150Mbps，可满足高清和超高清视频业务的稳定传输。
(2)5G备份场景
本组网的5G备份场景中，在视频监控项目接入网点部署室外网关设备10，用户侧提供4路GE以太网电口对接视频前端设备，满足视频业务的快速接入和高速转发。线路侧提供多WAN连接，主用链路采用有线接入，通过传输网络进行业务回传。备用链路采用5G无线接入，当主用链路发生故障，网关进行链路切换，实现业务的快速倒换备份。主用链路恢复后，业务实现自动回切。
(3)监控中心功能
在本组网中，在用户总部监控中心开通千兆以上传输专线，实现视频业务的高性能收敛落地，满足监控中心控制台实时调取接入网点音视频图像，以及视频管理平台对视频前端设备的统一管理。
(4)视频上云功能
在本组网中，支持视频系统和视频数据上云，通过云平台强大的存储能力，实现视频业务的弹性储存和灵活调用。此外，室外网关设备10支持配置VxLAN隧道“一跳入云”，为用户提供安全、稳定、高效的云访问通道。
(5)管理平台功能
本组网中，在通信机房部署管理平台，支持云化部署，设备与管理平台通过带内或带外管理通道实现互通，平台采用消息队列遥测传输(message queuing telemetrytransport，MQTT)方式接入，支持安全传输层协议(transport layer security，TLS)认证和数据加密，提供安全可靠的连接通信能力，通过开放的MQTT协议和表述性状态转移(representational state transfer，REST)接口，支持设备数据集中上云。此外，管理平台还提供云端应用程序编程接口(applicationprogramminginterface，API)接口，通过调用云端API将指令下发至设备端，实现远程控制。
示例性地，管理平台提供的功能和管理方案如图8所示。
以上对本申请室外网关设备10涉及的一种室外5G网关组网方案进行了说明。
下面结合图7，以及图7示出的室外5G网关组网方案，对本申请提供的室外网关设备10所能够实现的技术效果进行说明：
(1)室外网关设备10能够满足超高清视频业务高性能稳定传输。
需要说明的是，由于室外网关设备10基于5G雁飞模组定制适配，能够利用5G上行大带宽的特点，满足超高清视频业务的回传。并且，室外网关设备10提供4路千兆接口，无阻塞对接视频前端，消除接入瓶颈。
进而，通过内部大缓存设计，室外网关设备10能够更好地匹配视频业务传输需求。以及，通过QoS优先级保证和带宽限速，重点保障视频业务传输质量，确保关键应用优先。由此，室外网关设备10通过前述保障措施，解决了超高清业务图像清晰度的痛点，更清晰、准确地还原监控场景，使视频监控的清晰度有效提高。
(2)室外网关设备10能够满足超低故障率室外应用部署。
需要说明的是，由于室外网关设备10能的机箱外壳采用全金属外壳，Ⅱ型结构件，无风扇散热设计，能够防潮、耐腐蚀，防尘和防水等级得以达到IP40的级别。
可选地，室外网关设备10还能够在处理模块与芯片之间增加隔离设计。其中，隔离方案可选用光耦隔离电路，对数据线及控制线隔离。
可选地，室外网关设备10对电源和地平面也做隔离设计。具体的，室外网关设备10能使用直流电(direct current，DC)电源模块F0505T，将PCB板上5V和地平面与串口的电源和地隔离。
此外，室外网关设备10在数据线上增加固体放电管、高压电容及瞬态二极管(transient voltage suppressor，TVS)等防护器件，实现端口电路保护。
在一种可能的实现方式中，室外网关设备10的电源输入前级电路有防护电路，按照电磁兼容3(electro magnetic compatibility 3，EMC3)规格要求设计，电源后级电路增加缓启电路，放置电源启动过程中的冲击作用。
在一种可能的实现方式中，由于室外网关设备10配备温度监控芯片，室外网关设备10得以实时监控机箱内部工作环境的温度，将暂时不需要工作的模块进行电源断电，或者配置为低功耗模式或睡眠模式，在下一次模块应用时再去唤醒。
可以理解的是，通过上述保护和节能方案，满足极端环境下具备较高的平均无故障工作时间(mean time between failure，MTBF)。
(3)室外网关设备10能够满足大二层组网和数据加密。
需要说明的是，由于室外网关设备10支持VXLAN/IPsec/L2TP等二层VPN和三层VPN场景，因此能够满足用户多样化组网需求。
此外，针对公安、政府等高级别专网用户，提供IPsec数据加密功能，保障用户信息传输安全。通过VXLAN over L2TP二层隧道叠加，和用户网络不做任何改动，可以实现三层网络的网络地址转换穿透(network add ress translation traversal，NAT穿透)，以及透明传输用户私网路由信息，实现用户大二层局域网互访效果。
示例性地，如图9所示，图9为本申请涉及的一种大二层组网和数据加密封装的结构示意图。
(4)室外网关设备10能够满足业务远程开通和可视化维护。
可选地，室外网关设备10支持可视化维护功能。
具体的，室外网关设备10通过管理平台集管理、认证、网优、运维故障诊断为一体，实现全网可视化管理，智能化运营。并且，室外网关设备10支持查看设备基本信息和运行状态，向用户呈现全网拓扑、一键发现、自动更新，同时支持管理上云，设备远程开通等功能。用户可通过微信小程序、公众号查看业务流量，对网络关键指标(时延、丢包、抖动等)实施服务级别协议(service level agreement，SLA)监测。
示例性地，如图10所示，图10为本申请提供的一种设备云上远程开通流程。具体包括以下步骤：
S1、平台管理员将设备录入云管平台。
S2、外线施工人员领取证书。
S3、外线施工人员基于5G视频网关，进行入网配置；
应理解，在S3中，5G视频网关即可实现为本申请提供的室外网关设备10。
S4、5G视频网关将设备注册上云。
S5、云管平台对设备进行平台合法认证。
S6、认证通过后，云管平台向平台管理员返回设备的注册状态。
S7、平台管理员基于5G视频网关，进行设备远程配置。
(5)室外网关设备10能够满足5G视频专网实现算网深度融合。
需要说明的是，由于室外网关设备10支持基于混合专网构建视频专网，因此通过下沉UPF，能够为用户提供低时延、高带宽、安全隔离的5G视频专网，提升用户感知。
同时，室外网关设备10支持edgeX边缘计算框架，内置容器功能，支持docker，支持第三方APP的开发及安装，可以针对视频图像进行深度学习和图像处理，通过集成先进的AI算法，支持4K、8K视频多路实时检测跟踪；支持小目标的稳定追踪；行为识别和姿态检测，以满足智能安防细分场景。
示例性地，如图11所示，图11为本申请提供的一种基于混合专网构建视频专网的示意图。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种室外网关设备，其特征在于，所述室外网关设备包括：机箱、核心主板、以太网业务子卡、散热模块；其中，所述核心主板和所述以太网业务子卡设置于机箱内部；
所述核心主板，用于提供视频无线网关功能；
所述以太网业务子卡，用于提供自适应以太网接口；
所述散热模块，用于提供非风扇形式的散热功能。
2.根据权利要求1所述的室外网关设备，其特征在于，所述核心主板包括：处理模块、5G雁飞模组；
所述处理模块，用于处理接收到的通信信令消息；
所述5G雁飞模组，用于提供定制5G通信功能。
3.根据权利要求2所述的室外网关设备，其特征在于，所述散热模块包括：第一散热子模块、第二散热子模块；
所述第一散热子模块，位于所述机箱内部；所述第一散热子模块用于为所述核心主板提供散热功能；
所述第二散热子模块，位于所述机箱底部；所述第二散热子模块用于为所述室外网关设备提供散热功能。
4.根据权利要求3所述的室外网关设备，其特征在于，所述第一散热子模块采用铝块散热设计，所述第二散热子模块采用刀片式散热设计。
5.根据权利要求4所述的室外网关设备，其特征在于，所述机箱的外壳为铝制外壳。
6.根据权利要求5所述的室外网关设备，其特征在于，所述机箱的外壳经过电镀处理和/或表面喷涂处理。
7.根据权利要求6所述的室外网关设备，其特征在于，所述室外网关设备还包括：低阻抗电路模块；所述低阻抗电路模块的数量为多个；
所述低阻抗电路模块，分别设置于所述机箱的外壳与所述核心主板、所述以太网业务子卡、所述散热模块之间。
8.根据权利要求7所述的室外网关设备，其特征在于，所述核心主板还包括温度监控模块；
所述温度监控模块，用于实时监控机箱内部工作环境的温度。
9.根据权利要求8所述的室外网关设备，其特征在于，所述室外网关设备还包括：天线模块。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的室外网关设备，其特征在于，所述核心主板、所述以太网业务子卡、所述散热模块在安装时经过点胶处理和/或加压处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223540647.2U CN219659826U (zh) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | 一种室外网关设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223540647.2U CN219659826U (zh) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | 一种室外网关设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN219659826U true CN219659826U (zh) | 2023-09-08 |
Family
ID=87857858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202223540647.2U Active CN219659826U (zh) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | 一种室外网关设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN219659826U (zh) |
-
2022
- 2022-12-29 CN CN202223540647.2U patent/CN219659826U/zh active Active
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