為保障氣象預報的準確度，業(yè)務傳輸質量時效要求極高。再加上河北省氣象臺站眾多，還有大量無人值守的自動站，對各種探測資料的穩(wěn)定傳輸也提出了更高的要求。目前的省內氣象網絡備份通信系統(tǒng)存在可靠性低、靈活性差、設備老化等方面的問題，已經不能滿足氣象資料傳輸的需要。伴隨著國內3大電信運營商3G網絡建設的持續(xù)推進，采用3G 網絡來實現省內備份通信線路成了可能，這為氣象業(yè)務高效穩(wěn)定的運行提供了保障。
1 氣象通信網絡現狀
河北省氣象網絡通信系統(tǒng)包括市局、縣局和雷達站廣域網系統(tǒng)，分別是省到市是8M的MPLS VPN,市到縣是2M 的SDH,各雷達站到市局是2M 的SDH 數字專線。另外，省局有50M 的互聯(lián)網專線，各縣站在主線路故障時可以用固定電話撥號通過互聯(lián)網通道把觀測數據傳輸到省局。
自互聯(lián)網備份通道建立以來，備份通道在業(yè)務運行中發(fā)揮著重要作用。平均每天都有2個以上的站通過備份通道傳輸數據。但是近幾年由于道路施工、建筑施工等原因，通信光纜經常被挖斷，而且一般情況下，電話線也同時被挖斷，并且隨著通信技術的發(fā)展，有些地區(qū)的撥號業(yè)務已經取消，影響了業(yè)務的運行。
建設一套穩(wěn)定的基于3G無線數傳的備份通信傳輸通道，替代現有的固話Internet撥號備份通道。當主通道線路故障時，數據會自動、快速的切換到3G無線備份線路上來，從而確保臺站氣象資料的正常高效傳輸。
2 VPDN 和3G 通信技術簡介
VPDN(Viaual Private Dial-up Network)，又稱虛擬專用(或私有)撥號網，是虛擬專用網(VPN)業(yè)務的一種，是以撥號接入方式上網，在其之上傳輸數據，并對數據進行封包和加密的一種網絡。它是利用IP網絡的承載功能結合相應的認證和授權機制建立起來的安全的VPN,是近年來隨著Internet的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種技術。VPDN 可以實現將數據流量強制到特定的目的地，并提供必要數據安全支持。
3G(the 3rd Generation)技術，指第三代移動通信技術，是指支持高速數據傳輸的蜂窩移動通信技術。3G技術能夠同時傳送聲音(通話)及數據信息(電子郵件、即時通信等)，其特點是提供高速數據業(yè)務。該系統(tǒng)采用的是中國聯(lián)通公司推出的W-CDMA 3G 移動通信業(yè)務，其理論帶寬可達7.2 Mb/s,完全可以滿足實際業(yè)務需要。
3 氣象通信系統(tǒng)備份線路的設計與實現
3.1 系統(tǒng)的基本組成
每個基層臺站配備一臺邁普RM1800-20W路由器，并購買聯(lián)通3G 服務，用于接入3G 無線網絡，并限制公網和語音功能，3G路由器根據設定的APN 建立撥號連接;省中心機房與省聯(lián)通GPRS 網關之間開通一條4MMSTP 數據專線，建立靜態(tài)路由;省中心機房部署一臺BFD服務器，用來檢測主通道線路狀態(tài)。
3G網絡結構圖如圖1所示。
河北省氣象業(yè)務內網結構圖如圖2所示。
3.2 BFD方案
雙向轉發(fā)檢測(BFD)協(xié)議，是一種高速的獨立HELLO協(xié)議，是與鏈路、接口、隧道、路由或其他網絡轉發(fā)部件建立聯(lián)系的中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)協(xié)議。從基礎傳輸技術中經過逐步發(fā)展而來的，它可以檢測網絡各層的故障，提高故障檢測與恢復速度。BFD提供了一種檢測鏈路或系統(tǒng)轉發(fā)傳輸流能力的簡單方法。
在省局設立供BFD 會話測試的服務器，縣局交換機上啟動與省局的BFD 會話，添加BFD 監(jiān)控的靜態(tài)路由，該路由根據BFD狀態(tài)而決定是否生效，從而可實現路由的自動切換。
3.3 交換機設置
在市縣局核心交換機原來基礎上增加一個以太口連接RM1800-20W,以華為交換機為例，增加配置如下：
建立的BFD 會話名稱為qwer,10.48.36.18 是省局供BFD 會話測試的服務器，xx.xx.xx.xx 是臺站的業(yè)務網VLAN的地址，yy.yy.yy.yy為臺站主通道路由地址，zz.zz.zz.zz為臺站3G路由器地址。
兩條路由中，track bfd-session qwer 就是用BFD 會話監(jiān)控主通道路由，會話狀態(tài)決定主路由是否可用;preference 100是保證3G 路由在主通道能用時，優(yōu)先級低于主通道。
3.4 RM1800-20W配置
3.4.1 LAN口配置
把LAN口與市縣交換機相連，并配置IP地址：10.x.x.1/255.255.255.0,IP 地址與交換機端口的地址在同一網段。
3.4.2 撥號接口設置
在撥號接口的基本設置中修改接入點為sjzqxj.hb-jc.heapn;在高級設置中去掉勾選項“識別無效DNS”,其他設置默認。
3.4.3 路由設置
在靜態(tài)路由設置中添加一條靜態(tài)路由，目的地址為縣站業(yè)務內網網段，下一條為交換機與RM1800-20連接端口地址。
3.5 3G路由器并網
把配置后的3G 路由器固定，用網線連接到三層交換機上已配置好的端口。
斷開主通道，查看網絡狀態(tài)，從縣局業(yè)務主機用跟蹤命令跟蹤省局業(yè)務主機，得到如下結果，說明到省局的3G線路正暢通。
3.6 VPN接入交換機設置
在省信息中心三層交換機(與聯(lián)通專線相連)上增加如下配置：
配置說明：
(1)配置3G 無線的接口IP 地址，用于與聯(lián)通專線連接。
(2)配置隧道。利用隧道技術實現將數據流量強制到特定的目的地(221.194.31.254)。
(3)配置路由。配置到中心內網(172.18.32.0、10.48.36.0、10.48.72.0)的路由;配置到聯(lián)通中心機房的回執(zhí)路由(221.19.31.254)。
(4)配置訪問控制列表。基于業(yè)務和運行成本的需要，配置一個access-list 88控制3G輔助通道的訪問。
4 結語
通過以上的設計與實現，得出基于3G 無線VPDN網絡的方案完全可以實現省內地面通信傳輸通道的結論。隨著現代氣象的不斷發(fā)展，各種類型的氣象資料越來越多，氣象資料的傳輸質量和及時率要求越來越高。3G無線傳輸技術實現了我省地面通信線路的備份，為氣象業(yè)務高效穩(wěn)定的運行提供了保障。隨著3G技術的飛速發(fā)展，3G 業(yè)務在安全性、成熟度、信號質量等各方面的提升，3G傳輸系統(tǒng)會更有效和更穩(wěn)定，在將來的氣象信息傳輸中會發(fā)揮更大的作用。
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