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清华同方水利行业解决方案1.水利信息网络建设内容水利信息网络是为防汛抗旱、政务、水资源管理、水质监测、水 土保持、水电及电气化等各种水利应用提供的统一传输平台,是最重 要的水利信息化基础设施之一,其建设按三级网络构架进行。(1)建设全国水利信息骨干网依托公用电信网,充分利用现有 设施,建成覆盖水利部机关、七个流域机构、31 个省(直辖市、自治 区)水利(水电、水务)厅(局)、部直属单位的宽带多媒体网络, 并通过链路加密等技术,将骨干网分割为涉密骨干网和普通骨干网(2)建设地区水利信息网络依托公用电信网,充分利用现有设 施,建成联结各流域机构和省(直辖市、自治区)水利(水电、水务) 厅(局)所在地与所属单位的广域网络。(3)建设完善各单位部门网按照各级网络中心的要求,采用现 代组网技术因地制宜地完善全国地区以上各级水利部门的部门网,流 域机构和省级以上的部门网必须分建涉密网和普通网,普通网与涉密 网实现物理隔离。建设各级接入网,扩大网络的应用范围。中国水利信息网络要结合国家防汛指挥系统项目的实施一同 建设,并不断扩充完善,为各个应用系统提供网络服务。其它应用系 统不再重复进行网络建设。(4) 完善和建设各级水利信息网络中心在水利部机关建设中 国水利信息网络中心,提供对整个网络的运行管理和技术支持,负责 网络安全和In ternet网出入口管理,负责中国水利信息网节点IP地 址的规划、分配和域名的管理工作。在各流域和地区建设流域、地区水利信息网络中心,负责本 流域、本地区的网络运行管理和技术支持。网络中心的建设要打破部门分割,为本流域、本地区的各种 应用系统提供网络管理和服务,要充分重视网络中心的配置,理顺关 系,充实专职人员,使其成为本流域、本地区水利信息网络的枢纽2.网络建设思路水利行业的通讯网络是一个复杂的系统。通 讯网络所要传输的业务主要包含以下内容:业务数据:自动采集、测报分站点与中心站点之间水情、 水文数据的传输。业务话音:人工采集数据上传,防汛抗旱、水资源调度命 令的上传下达电话。普通数据:水利行业OA应用,Internet/Intranet应用数据。办公话音:除业务话音外的日常办公、通讯电话。视频业务:水情、工情、险情的监控图像传输,基于网络 的视频会商系统。水利行业通讯网络的传输方式,可以分为有线和无线方式, 具体包括:利用点到点/点对多点的数字微波技术利用通讯卫星转 发器提供的信道资源通过租用公网光纤公用通路,实现透明光纤通 信传输系统利用集群移动通信技术,建立移动通信基站、移动通信 分站集群移动通信传输系统利用数字程控交换技术,建设数字程控 交换通信系统利用VHF/UHF短波、超短波通信和机电警报技术,建 设无线反馈通信系统利用公网或专网光纤、铜缆,建设城域局域 网络其他方式,包括利用公网提供PSTN/GSM/X.25/FR/寻呼网络等 通信方式我国各流域、各地区由于客观条件不同,发展的水平不一, 所选择采用的通信方式也不能一概而论,但总体上看有以下问题:通信网络总体建设相对落后:由于历史原因和客观条件的 影响,水利行业通信网络与其他行业(电力、石油)相比,多采用无 线方式,存在信道带宽低,技术落后的问题。多种业务网络分离,缺乏有效整合:多种业务分别建设自用网络,重复投资,增加了管理的难度。通信信道利用率低:业务数据及业务话音通常只在特定时 间段产生低速率的应用,同样要占用整个信道,造成信道利用率偏低。宽带通信网络建设欠缺:广域网基本属于窄带网络,不能 适应当前多种宽带业务的需求。针对以上问题,结合我们在通信网络方面建设的经验,我们 认为水利行业通信网络建设应当遵循统一规划、总体设计,有线与无 线结合、可靠性与性能兼顾,专网与公网结合的方针。统一规划、总体设计统一规划、总体设计是指将多种业务的网络建设进行整体考 量,做必要的整合,建设多业务网络,减少不必要的重复投资,达到 提高网络利用效率,便于统一管理的目的。现代通信网络技术的发展已经使得在同一网络中实现多种业 务成为可能,将各种不同服务质量要求的业务集成起来。在传统的通 讯方式中,多种业务需要架设不同的网络,或者采用时分复用技术 将信道分配给不同的业务,这样的方式不仅难于管理,也会浪费宝贵 的带宽资源。建设统一的多业务网络可以很好地解决这一问题,采用 统计复用技术,提高网络带宽的利用率和网络的管理水平。多业务统一网络平台需要面对的一个关键问题是如何解决划 分服务类别,保证服务质量。网络设备及系统应当具有多种优先级机 制,如传输优先级、舍弃优先级等,确保高优先级的业务(业务数据、 业务话音)可靠传输。ATM及FR技术,支持虚电路技术,结合了包 交换和电路交换的优点,适合充当网络主干,结合MPLS、服务优先 级划分及VPN等技术,可以提供高效、可靠的通信网络服务。多业务通信网络满足包括传统业务数据在内的各种业务需 求,并最大限度提高网络的带宽利用率,而且因为是统一平台,可以 实现网络的统一管理,减少了网络管理的复杂度,有利于提高网络的 管理水平,从而从整体上提高网络系统运行的可靠性。水利行业在多 业务通信网络建设、整合现有的通信网络和计算机网络方面大有可 为。有线与无线结合、可靠性与性能兼顾传统水利通讯网络受客观条件及历史原因的影响,主要以无 线通信方式为主。无线通信主要包括短波/超短波反馈通信、数字微 波通信、卫星通信及移动集群等方式,其特点是可靠性高,尤其在灾 害发生的情况下,不会因为物理线路的损毁而影响到关键业务的传 输。利用卫星、短波等方式可以跨越地形的障碍,实现有线方式难以 达到的地点的通信联络。不过,无线方式也存在一些缺点,比如提供 的信道带宽相对较低,越来越不适应各种新出现的宽带应用,会受到 物理环境变化的影响,延迟相对较大,传输差错率高,服务质量难以 得到可靠保证。有线传输方式则在这些方面具有相当的优势,当前基 于铜缆的通信传输速率可以达到GB数量级,而基于光纤波分复用/ 密集波分复用技术,更可以达到10GB的数量级,传输差错率低,传 输抖动小,受物理环境影响小,更适合当前不断涌现的宽带应用,适 合多业务的组网传输。将有线方式与无线方式相结合,可以兼顾到性能与可靠性的 需求。有线网络可以提供日常的多业务通信传输,全面满足业务数据、 业务话音、普通数据、普通话音及视频会议的服务质量要求。无线网 络则可以提供在特殊情况下、特殊地点的通信传输,或作为有线传输 方式的备份,保证水利通信网络的可靠性。专网与公网结合水利行业的行业特点决定其通信网络系统以专有网络为主, 公网作为补充、辅助,在长期的建设中,已经建立起由多种形式的网 络构成的水利专网系统,没有必要也不可能大量淘汰,因此,当前使 用的通信网络系统通过更新仍将在很长一段时间内发挥作用。但同 时,一些崭新的多媒体宽带应用,以及未来可能出现的虚拟现实等技 术的应用都对通信网络的带宽、传输延迟、传输抖动提出了更高的要 求,而现有的水利专网很难满足这些需求。解决这个问题的方法有两个,一是建立自有的宽带通信网络, 再有就是通过租用公网的通信线路,将部分通信服务外包。前者从应 用的角度讲责任划分明确,应用方便,但缺点是前期固定投资额大, 建设周期长,利用率偏低,覆盖范围相对较小。而采用后一种办法可 以在比较短的时间内建立其覆盖面较广的网络系统,前期投资额小, 可以根据业务需求平滑增加租用的带宽,缺点是一些边远地区实现困 难,出现问题是责任划分困难,在有灾情发生的情况下难以保障网络 的通畅。解决这对矛盾的方法是将专网通信与公网服务结合起来,对 专网建设实现统一规划、分步实施,对专网不能覆盖的地区或专网不 能满足业务需求的情况下,采用租用公网线路的方式加以补充。另外,公网提供的xDSL/PSTN/ISDN可以作为专网的备份,保 障通信网络的可靠性,而GSM短信、寻呼网络也是险情预警的有效手 段。现在,水利行业正逐步认识到公网通信的重要作用,全国的 防汛网络、一些流域及省级水利部门已经开始采用公网提供网络主干 连接,将公网服务作为专网通信的备份也得到比较广泛的应用。一些 省已经通过租用公网线路实现了集成话音、数据及视频应用的多业务 网络,并取得了比较理想的应用效果。数字水利的海量数据及多媒体宽带应用决定了水利通信网 络建设向宽带化、多业务发展的趋势。光纤宽带网络、卫星宽带通信、 数字微波扩频技术等将逐步成为主要的通信网络方式,水利专网与公 网的整合,充分利用公网丰富的通信资源,是以较少投资、在较短时 间内实现宽带、多业务通信的可行办法。多业务网络通信平台需要传输多种不同特点的媒体信息,而 传统的电话网、计算机网络、视频网络只传输单一媒体。一般来说, 数据、文本、图形和静态图象等属于不连续的媒体,要求的平均速率 不高,但有较强的突发性和短时的高速率,瞬间的网络带宽要求高, 为了充分利用广域带宽,一般采用长数据帧方式传输数据,数据传输 必须具备完整性;而语音和视频信息属于连续性的媒体信息,其中语 音信息的传输速率较低,但实时性要求高,并且要保证语音数据不被 普通数据的打断,而影响其效果,但允许丢失一定量的语音数据;视 频数据需要稳定的高带宽,并且必须保证视频数据之间的间隔是固定 的,以满足人的视角效果;为了满足语音和视频数据传输的特点要求, 一般对这种数据进行短数据封装形式进行传输,同时在多业务交换机上必须具备多种QoS处理机制,满足多业务传输要求。因此多业务交 换机必须具有以下功能:1. 能提供高带宽、多种业务接口模块多业务网络通信平台要 传输多种类型的媒体信息,包括普通数据、文本数据、静态图形数据、 语音数据、影像媒体数据,而各种业务类型对网络要求和接口是不同 的,因此多业务交换机必须能提供丰富的网络接口,如数据接H10M 或100M以太网等,数据业务接口 ISDN PRI、信道化E1接口;广域 中继接口 V35、V24、E1、E3 等,ATM 中继接口 E1、E3、OC3 等,视 频业务接口 V35、E1等;语音数据接口E1,CES电路仿真接口,提供 的带宽速率从几 Kbps 到 Gbps 之间。多业务交换机须提供以下服务:数据业务:IP路由数据服务、帧中继数据服务、ATM数据服 务;并可以对数据进行优先级分类传输。语音服务:提供语音的透明传输服务、语音网络交换服务视 频服务:提供视频的透明传输服务,保证视频的质量效果。2. 能提供多种QoS机制,保证不同数据业务的品质多业务传 输对多业务交换机提出了很高的QoS要求,由于业务特点的不同,多 业务交换机能够根据数据业务特点,对普通数据业务进行大数据帧封 装,按无连接路由方式传输,以最大利用广域网资源,体现IP数据 业务的特点要求;对多媒体语音、视频数据,按短数据包封装方式、 以面向连接方式传输,以保证数据的延迟最小、延迟变化最小,保证 端到端的服务质量;多业务交换机能够以混合方式传输多业务数据, 可以根据用户设置的优先级队列,对数据业务进行排队和传输。交换机必须支持多种QoS机制,具有不同优先级的处理方式;也必须具有流量管理和拥塞控制机制,以保证最重要的应用服务品质。多业务交换机还须能够将局域网数据IP COS的分类映射到广域网中,形成对多种业务(数据、语音、视频)端到端的服务质量保证。3. 具有带宽复用特点目前组网方式分为三种方式,其一是采 用固定分配带宽传输业务数据,如固定分配一定的带宽传输语音数 据、一定的带宽传输视频数据、一定的带宽传输普通数据,此种方式 对网络带宽资源造成很大浪费,也不能满足目前多业务的要求,例如, 视频业务应用通常应用次数比较少,但对网络带宽要求比较高,而数 据业务和语音业务经常需要使用,如果没有带宽复用的功能,就会一 方面造成带宽的巨大浪费,一方面带宽资源的不够使用。
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