清华同方水利信息化

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1、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

2、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、

3、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

4、：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

5、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，

6、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

7、，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

8、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

9、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

10、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

11、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

12、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

13、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

14、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

15、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

16、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。