论文部分内容阅读
【摘 要】水文信息是黄河治理和利用的重要基础依据，水文信息网络建设是黄河水文信息化建设的重要基础。本文主要回顾了黄河水文信息网络建设发展的历史，对黄河水文信息传输的特点进行了研究，分析了水文信息网络的建设现状和应用，并针对建设的不足依据当今信息网络发展的趋势对未来黄河水文信息传输网络的发展进行了规划和展望。
【关键词】信息网络 发展历程 卫星通信 多网融合
黄河水文信息是黄河防汛抗旱指挥决策的耳目和参谋，是流域水资源保护、开发、利用、管理以及水工程规划、设计、施工、运行调度的依据，是流域经济和社会发展的重要基础工作。多年来水文系统十分重视水文信息网络系统的建设，并在防汛工作中发挥了重要作用。
一、发展历史
在计算机网络信息建设方面，水文系统从八十年代末以DEC小型机为依托，构建了最初的多终端用户系统，该系统主要为水文测验整编提供服务，随着计算机日新月异的发展，在原有的多终端用户的基础上又逐步建立了局机关内部的DECNET网络，实现了水情、测验信息的局域共享和远距离部分信息的传输。其真正发展得益于近十年黄河信息化项目的实施。目前水文信息网络系统覆盖了全河六大基层区域、十个水文分中心及重点水文站，实现了水文信息传输、水文、气象异地多媒体会商、水情信息查询及会商系统、水文信息数据分中心数据存储等功能。
二、黄河水文信息网络的特点
（一）基层单位分布广阔，各地网络条件差异较大。黄河水文系统分为水文中心节点、基层节点和水文测站节点，水文节点遍布黄河流域9个省区，各级监测测验站点数百个。各区域网络条件差异巨大，存在公网覆盖不全、运营商服务区域交叠，分布极度不均等问题。
（二）位置偏僻，一线基层单位普遍位于远离城镇的黄河防汛前沿，很多处于公网覆盖难以到达地区。尤其防汛重点关注的黄河中上游地区站点多位于偏远山区，公网运营商覆盖范围有限，自有网络建设难度较大，信息需求与资源分布存在较大差异性。
（三）水文信息业务对网络的要求高，对信息传输的时效性、安全性都有很高的要求。
三、网络建设现状及网络应用
（一）网络建设现状
1.在局域网建设方面，水文信息中心局域网采用双星型拓扑结构，关键网络线路、设备均冗余配备，组成安全快速的全交换网络，速度达到骨干千兆，桌面百兆。六个水文水资源局局域网均为TCP/IP网络，主干连接为1000MB，桌面连接方式为IEEE802.3星形连接，10/100MB自适应。
2.广域网络建设方面，水文信息计算机网络系统由三级网络组成。第一级为水文中心机关业务网，水文中心机关业务网通过光纤环网接入黄委核心业务专网，与水利部及黄委各单位进行网络通信。第二级为各基层局网络，第一二级网络连通采用主要线路快速专线网络，备用线路公网VPN线路的主备式信道连接方式。第三级网络为各基层局下属勘测局网络，二三级网络主要采用公网VPN隧道的方式连通。与主干网采用路由结构互联，遵循静态路由协议，与一线测站采用PSTN/GSM/卫星信道的方式进行通信。
（二）主要承载应用
目前通过计算机信息网络已经由建设初期作为水情信息报讯通道的单一功能发展为多个子业务系统的多业务网络，各子系统功能如下：1.水情信息交换系统；2.语音通话支持系统；3.多功能的信息应用服务系统；4.水文、气象异地多媒体会商系统；5.水文数据中心数据存储系统
四、存在的主要问题
（一）广域网深度和广度有限：水文网络承载的业务在不断升级，对网络带宽和覆盖提出了更高的需求。主干网络与六个基层局主干网络连接信道为SDH，带宽受限。（二）基层网络条件薄弱，部分网段易受恶劣天气影响：水文系统部分基层测站还没有联通互联网络，已经联通的站点大多采用公共互联网信道和无线上网方式，带宽低，通信质量不稳定，部分地区由于地处偏远，通信信号差，遇到大风强降雨天气，影响正常汛情信息传输质量。（三）联网方式繁多，不易管理：为保障网络的通畅性，黄河水文信息网络采用了SDH＼VPN＼PSTN＼GSM等多种通信技术，造成网络结构繁杂，管理难度较高。（四）网络带宽资源时间空间分布不均：水文信息业务具有时间空间不确定性强、网络需求突发性增长的特点，各应用业务也有不同的时效性要求，而现有的广域网资源无法满足所有业务最大化并发的需求。
五、发展规划
（一）进一步扩展延伸水文信息网络基础
应用最新的网络技术使标准化的网络环境扩展到勘测局水文站一级，完善整个水文网络体系。提升广域网带宽满足新业务发展的需要。
（二）融合水利卫星通信技术建设高可靠性冗余广域网络
卫星通信具有覆盖范围广、组网灵活、抗毁能力强等优点。新一代水利卫星通信平台拥有Ku波段有22.2MHz，C波段有5MHz，增加了抗雨衰能力强的C波段资源。在基层测站建设基于水利卫星通信平台的卫星小站，配套相应设备，可满足电话、水情数据传输、VPN数据交换、Internet接入、云图接收、图像传输等多种业务的需要。与上级站点的信息传输既可通过防汛通信卫星网实现，也可通过防汛通信卫星网传输到卫星主站，再接入现有的SDH专网实现。
（三）多网融合，统一管理，充分利用网络资源
对于水文信息网络，应用多网融合技术的挑战是：一是包含在水文信息交换应用中的各种应用子系统要基本上完成数据信息的管理和融合；二是要实现各种子系统的插口和地址的接入融合。需要运用多网融合技术将水文信息传输中的多种技术通道和业务形式真正融合贯通，并实现IP协议的统一接入，对因特网、移动通信网络、固定电话通信网络实现统一处理，实现提供包括语音、数据和多媒体等各种业务的综合开放的网络构架。
（四）应用流量控制技术，建设可靠可控可管的下一代水文信息网络
MPLS经过近几年的发展，已经逐步从传统路由器衍生的数据转换手段转变成为以互联网为控制平台的流量工程控制技术方式，在网络流量工程中突破了广播性能和链路的约束。
参考文献：
[1]申普兵.宽带网络技术（第2版）[M].北京：人民邮电出版社，2013
[2]肖杰.多网融合环境下网络管理技术的研究与实现[D].北京邮电大学，2013
【关键词】信息网络 发展历程 卫星通信 多网融合
黄河水文信息是黄河防汛抗旱指挥决策的耳目和参谋，是流域水资源保护、开发、利用、管理以及水工程规划、设计、施工、运行调度的依据，是流域经济和社会发展的重要基础工作。多年来水文系统十分重视水文信息网络系统的建设，并在防汛工作中发挥了重要作用。
一、发展历史
在计算机网络信息建设方面，水文系统从八十年代末以DEC小型机为依托，构建了最初的多终端用户系统，该系统主要为水文测验整编提供服务，随着计算机日新月异的发展，在原有的多终端用户的基础上又逐步建立了局机关内部的DECNET网络，实现了水情、测验信息的局域共享和远距离部分信息的传输。其真正发展得益于近十年黄河信息化项目的实施。目前水文信息网络系统覆盖了全河六大基层区域、十个水文分中心及重点水文站，实现了水文信息传输、水文、气象异地多媒体会商、水情信息查询及会商系统、水文信息数据分中心数据存储等功能。
二、黄河水文信息网络的特点
（一）基层单位分布广阔，各地网络条件差异较大。黄河水文系统分为水文中心节点、基层节点和水文测站节点，水文节点遍布黄河流域9个省区，各级监测测验站点数百个。各区域网络条件差异巨大，存在公网覆盖不全、运营商服务区域交叠，分布极度不均等问题。
（二）位置偏僻，一线基层单位普遍位于远离城镇的黄河防汛前沿，很多处于公网覆盖难以到达地区。尤其防汛重点关注的黄河中上游地区站点多位于偏远山区，公网运营商覆盖范围有限，自有网络建设难度较大，信息需求与资源分布存在较大差异性。
（三）水文信息业务对网络的要求高，对信息传输的时效性、安全性都有很高的要求。
三、网络建设现状及网络应用
（一）网络建设现状
1.在局域网建设方面，水文信息中心局域网采用双星型拓扑结构，关键网络线路、设备均冗余配备，组成安全快速的全交换网络，速度达到骨干千兆，桌面百兆。六个水文水资源局局域网均为TCP/IP网络，主干连接为1000MB，桌面连接方式为IEEE802.3星形连接，10/100MB自适应。
2.广域网络建设方面，水文信息计算机网络系统由三级网络组成。第一级为水文中心机关业务网，水文中心机关业务网通过光纤环网接入黄委核心业务专网，与水利部及黄委各单位进行网络通信。第二级为各基层局网络，第一二级网络连通采用主要线路快速专线网络，备用线路公网VPN线路的主备式信道连接方式。第三级网络为各基层局下属勘测局网络，二三级网络主要采用公网VPN隧道的方式连通。与主干网采用路由结构互联，遵循静态路由协议，与一线测站采用PSTN/GSM/卫星信道的方式进行通信。
（二）主要承载应用
目前通过计算机信息网络已经由建设初期作为水情信息报讯通道的单一功能发展为多个子业务系统的多业务网络，各子系统功能如下：1.水情信息交换系统；2.语音通话支持系统；3.多功能的信息应用服务系统；4.水文、气象异地多媒体会商系统；5.水文数据中心数据存储系统
四、存在的主要问题
（一）广域网深度和广度有限：水文网络承载的业务在不断升级，对网络带宽和覆盖提出了更高的需求。主干网络与六个基层局主干网络连接信道为SDH，带宽受限。（二）基层网络条件薄弱，部分网段易受恶劣天气影响：水文系统部分基层测站还没有联通互联网络，已经联通的站点大多采用公共互联网信道和无线上网方式，带宽低，通信质量不稳定，部分地区由于地处偏远，通信信号差，遇到大风强降雨天气，影响正常汛情信息传输质量。（三）联网方式繁多，不易管理：为保障网络的通畅性，黄河水文信息网络采用了SDH＼VPN＼PSTN＼GSM等多种通信技术，造成网络结构繁杂，管理难度较高。（四）网络带宽资源时间空间分布不均：水文信息业务具有时间空间不确定性强、网络需求突发性增长的特点，各应用业务也有不同的时效性要求，而现有的广域网资源无法满足所有业务最大化并发的需求。
五、发展规划
（一）进一步扩展延伸水文信息网络基础
应用最新的网络技术使标准化的网络环境扩展到勘测局水文站一级，完善整个水文网络体系。提升广域网带宽满足新业务发展的需要。
（二）融合水利卫星通信技术建设高可靠性冗余广域网络
卫星通信具有覆盖范围广、组网灵活、抗毁能力强等优点。新一代水利卫星通信平台拥有Ku波段有22.2MHz，C波段有5MHz，增加了抗雨衰能力强的C波段资源。在基层测站建设基于水利卫星通信平台的卫星小站，配套相应设备，可满足电话、水情数据传输、VPN数据交换、Internet接入、云图接收、图像传输等多种业务的需要。与上级站点的信息传输既可通过防汛通信卫星网实现，也可通过防汛通信卫星网传输到卫星主站，再接入现有的SDH专网实现。
（三）多网融合，统一管理，充分利用网络资源
对于水文信息网络，应用多网融合技术的挑战是：一是包含在水文信息交换应用中的各种应用子系统要基本上完成数据信息的管理和融合；二是要实现各种子系统的插口和地址的接入融合。需要运用多网融合技术将水文信息传输中的多种技术通道和业务形式真正融合贯通，并实现IP协议的统一接入，对因特网、移动通信网络、固定电话通信网络实现统一处理，实现提供包括语音、数据和多媒体等各种业务的综合开放的网络构架。
（四）应用流量控制技术，建设可靠可控可管的下一代水文信息网络
MPLS经过近几年的发展，已经逐步从传统路由器衍生的数据转换手段转变成为以互联网为控制平台的流量工程控制技术方式，在网络流量工程中突破了广播性能和链路的约束。
参考文献：
[1]申普兵.宽带网络技术（第2版）[M].北京：人民邮电出版社，2013
[2]肖杰.多网融合环境下网络管理技术的研究与实现[D].北京邮电大学，2013