淮河流域數(shù)字微波通信系統(tǒng)在信陽市防汛抗旱中的功能設(shè)計(jì)

□周顯政 □張佰伶（信陽市防汛通訊總站）

□朱貴憲（安陽工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息工程學(xué)院）

一、引言

數(shù)字微波中繼通信與光纖通信、衛(wèi)星通信一起被國(guó)際公認(rèn)為是最有前途的三大傳輸手段。光纖通信主要沿公路和河岸鋪設(shè)，一旦遇到洪澇災(zāi)害極易被洪水沖斷，在突發(fā)自然災(zāi)害的情況下，不能保證防汛抗旱應(yīng)急通信的功能應(yīng)用。衛(wèi)星通信使用費(fèi)價(jià)格高昂，不能滿足常規(guī)防汛抗旱多種業(yè)務(wù)開展的需要。而微波通信采用“中繼”通信方式，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的地面通信，跨越山河比較方便，特別是丘陵山區(qū)和地理位置比較惡劣地區(qū)，微波通信非常合適。另外建設(shè)成本低、業(yè)務(wù)帶寬高、通信容量大，一旦建成使用免費(fèi)，在突發(fā)自然災(zāi)害的情況下，系統(tǒng)傳輸通道不易中斷，是常規(guī)和應(yīng)急通信雙重需要的防汛抗旱指揮系統(tǒng)建設(shè)的首要系統(tǒng)選擇。

二、淮河流域數(shù)字微波通信系統(tǒng)概述

淮河流域數(shù)字微波通信系統(tǒng)由干線微波通信系統(tǒng)和支線微波通信系統(tǒng)組成，干線微波與主河道走向相同，其中干線長(zhǎng)約678km，共有19個(gè)微波站（設(shè)在信陽的有淮濱、潢川、息縣、羅山、七里墩、信陽、五里墩七個(gè)微波站），支線微波覆蓋流域內(nèi)主要水管單位和重點(diǎn)工程設(shè)施，支線長(zhǎng)約425km，設(shè)有26個(gè)微波站，該系統(tǒng)為淮河流域的防汛抗旱調(diào)度提供通信保障，為水利工程管理、水利信息化等提供通信技術(shù)支持，是防汛抗旱指揮決策系統(tǒng)的重要組成部分。

三、信陽市數(shù)字微波通信系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

信陽市處在淮河的上游，水利工程眾多，防汛抗旱、搶險(xiǎn)救災(zāi)、防災(zāi)減災(zāi)及工程管理任務(wù)十分繁重。近幾年來，基于淮委在信陽的微波干線，現(xiàn)已開通信陽市防汛指揮中心、南灣、鲇魚山、石山口水庫管理局微波通信、固始水利局、息縣關(guān)店圩區(qū)微波通信，并即將建成潑河、龍山、五岳水庫管理局微波通信、與淮干微波一起構(gòu)建覆蓋沿淮各縣以及大型水利工程管理單位的微波通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了淮委、省水利廳、市防汛指揮中心、沿淮各縣、大型水利工程管理單位的互聯(lián)互通，能同時(shí)提供可靠的語音、數(shù)據(jù)、圖像傳輸業(yè)務(wù)。歷年來，成功應(yīng)對(duì)各種自然災(zāi)害，為全面抗洪救災(zāi)工作的勝利做出了巨大的貢獻(xiàn)，被信陽各界領(lǐng)導(dǎo)稱為“永不消失的電波”。

（一）系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

以數(shù)字微波為傳輸手段建設(shè)綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)，在此平臺(tái)基礎(chǔ)上構(gòu)建圖像業(yè)務(wù)網(wǎng) (異地會(huì)商視頻會(huì)議系統(tǒng)和遠(yuǎn)程工程視頻監(jiān)控系統(tǒng))和話音業(yè)務(wù)網(wǎng)(程控交換系統(tǒng))并實(shí)現(xiàn)與以光纖傳輸?shù)漠惖貢?huì)商系統(tǒng)、防汛計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及公網(wǎng)的融合。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)采用樹狀結(jié)構(gòu)，淮委為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的一級(jí)中心節(jié)點(diǎn)，信陽市防汛指揮中心為二級(jí)中心節(jié)點(diǎn)，淮干微波站點(diǎn)為分支節(jié)點(diǎn)，各大型水利工程管理單位與分支節(jié)點(diǎn)相連。

信陽市數(shù)字微波通信系統(tǒng)拓樸圖

（二）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與組網(wǎng)

1.傳輸網(wǎng)

淮委微波干線橫穿信陽，設(shè)有信陽、五里墩、七里墩、羅山、息縣、潢川、淮濱7個(gè)微波站。沿淮的信陽市防汛指揮中心、固始縣水利局、南灣、鲇魚山、石山口、潑河、五岳、龍山水庫管理局依靠微波干線進(jìn)行支線電路延伸。微波頻率為7GHz，微波設(shè)備采用1+1同頻熱備份方式，信陽市防汛指揮中心、固始縣水利局、潑河、五岳、龍山水庫管理局電路容量均為16×2Mbit/s，南灣、鲇魚山、石山口水庫管理局電路容量均為4×2Mbit/s。信陽市微波支路和基于淮委在信陽市的微波干線構(gòu)成信陽市防汛抗旱通信骨干網(wǎng)的傳輸系統(tǒng)。

2.微波電話網(wǎng)

利用微波通道傳輸電話業(yè)務(wù)。信陽市防汛指揮中心配置一臺(tái)華為C&C08數(shù)字程控交換機(jī)，裝機(jī)容量各為256線（根據(jù)用戶多少可以隨時(shí)擴(kuò)容），其它各單位各配置一臺(tái)用戶交換機(jī)，信陽市防汛指揮中心通過微波傳輸向淮委通信總站、固始縣水利局、南灣、鲇魚山、石山口、潑河、五岳、龍山水庫管理局放小號(hào)，各單位通過微波傳輸向信陽市防汛指揮中心放小號(hào)，通過模擬中繼的方式互聯(lián)，構(gòu)建我市微波電話網(wǎng)并與淮委級(jí)聯(lián)。

市防汛指揮中心華為C&C08數(shù)字程控交換機(jī)和省水利廳IP語音網(wǎng)關(guān)之間互放小號(hào)，以模擬中繼的方式互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)微波電話與基于防汛計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的IP電話間互聯(lián)互通。各單位交換機(jī)分別與當(dāng)?shù)芈?lián)通公網(wǎng)間開通數(shù)字ISUP/TUP中繼 (2M)，實(shí)現(xiàn)DOD1+DID連接，建成公網(wǎng)程控交換局，實(shí)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)和公網(wǎng)的融合。從而實(shí)現(xiàn)微波電話、公網(wǎng)電話、IP語音電話三網(wǎng)合一，三網(wǎng)互為備份，是惡劣自然災(zāi)害情況下非常有效的應(yīng)急通信系統(tǒng)。

3.異地會(huì)商視頻會(huì)議網(wǎng)

H.320會(huì)議電視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)呈星型結(jié)構(gòu)，中心多點(diǎn)控制單元(MUC)設(shè)置在中心節(jié)點(diǎn)，終端設(shè)置在支節(jié)點(diǎn)或端站，各終端和MCU之間采取透明連接?？紤]到淮干微波在信陽市傳輸通道帶寬不足的問題，信陽市防汛指揮中心、鲇魚山水庫管理局、固始縣水利局視頻會(huì)議終端通過2M微波傳輸專線接入淮委通信總站MCU，通過淮委通信總站MCU召開信陽市異地會(huì)商視頻會(huì)議。下一步，淮干微波在信陽市傳輸通道擴(kuò)容后，各單位視頻會(huì)議終端通過2M微波傳輸通道接入信陽市防汛指揮中心MCU，構(gòu)建信陽市基于微波傳輸?shù)囊曨l會(huì)議系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)召開防汛工作會(huì)議，進(jìn)行遠(yuǎn)程指揮調(diào)度。

模擬級(jí)聯(lián)淮委、河南省水利廳視頻會(huì)商系統(tǒng)。在信陽市防汛指揮中心，我們把基于淮委微波傳輸?shù)娜A為視頻會(huì)議終端（上聯(lián)淮委）與基于2M光纖數(shù)字電路傳輸?shù)目七_(dá)視頻會(huì)議終端（上聯(lián)省水利廳）采用背對(duì)背的形式進(jìn)行模擬級(jí)聯(lián)，成功把淮委視頻會(huì)議系統(tǒng)與河南省水利廳的視頻會(huì)議系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，擴(kuò)大了信陽市視頻會(huì)議系統(tǒng)的功能應(yīng)用。

4.遠(yuǎn)程微波視頻監(jiān)視網(wǎng)

信陽市遠(yuǎn)程微波視頻監(jiān)視網(wǎng)是基于異地會(huì)商視頻會(huì)議系統(tǒng)的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視網(wǎng)，由視頻終端、攝像機(jī)、光纖傳輸系統(tǒng)、太陽能電池、防雷單元幾部分組成。利用視頻會(huì)議終端豐富的視頻輸入接口，通過光纖延伸傳輸距離，把水庫大壩、溢洪道、河閘視頻源接入視頻會(huì)議終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)水利工程重要位置的視頻監(jiān)控，信陽市防汛指揮中心可以遠(yuǎn)程遙控?cái)z像頭，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、進(jìn)行圖像抓拍。

王家壩遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控接入淮委的MCU，通過淮委的MCU，實(shí)現(xiàn)了對(duì)王家壩閘遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，并與信陽市已建成的視頻會(huì)商系統(tǒng)對(duì)接，把王家壩閘視頻監(jiān)控圖像情況傳輸?shù)?縣2區(qū)、6個(gè)大水利工程管理單位，提高了領(lǐng)導(dǎo)遠(yuǎn)程防汛調(diào)度指揮的科學(xué)性、時(shí)效性、有效性。

（三）信陽市微波應(yīng)急通信系統(tǒng)發(fā)展方向

下一步利用已建設(shè)的微波傳輸通道，建設(shè)南灣、潑河、石山口、五岳、龍山水庫管理局基于微波傳輸?shù)漠惖貢?huì)商視頻會(huì)議系統(tǒng)、水利工程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)完善后，與信陽市現(xiàn)有的基于光纖傳輸?shù)漠惖貢?huì)商視頻會(huì)議系統(tǒng)和基于防汛計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)互為備份，形成覆蓋信陽市防汛指揮中心、大型水庫管理單位的微波傳輸異地會(huì)商視頻會(huì)議系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并與防汛決策支持系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，形成信陽市科學(xué)、有效的防汛指揮系統(tǒng)。

四、數(shù)字微波通信系統(tǒng)在防汛抗旱工作的應(yīng)用前景

到20世紀(jì)80年代，由于光纖通信投入使用，以光纖為主要傳輸手段的公網(wǎng)通信得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，微波通信的主干地位受到了挑戰(zhàn)，在防汛抗旱工作中，微波通信是否有必要存在很大的爭(zhēng)議。作為一個(gè)長(zhǎng)期從事防汛通信工作的技術(shù)人員，我認(rèn)為微波通信作為三大傳輸手段之一，有其不可取代的作用。利用微波進(jìn)行通信具有容量大、質(zhì)量好并可傳至很遠(yuǎn)的距離，微波通信具有良好的抗災(zāi)性能，對(duì)水災(zāi)、風(fēng)災(zāi)、地震等自然災(zāi)害，微波通信一般都不受影響，這對(duì)于地理位置分散、自然條件惡劣、跨度大、需求高的水利行業(yè)來說，數(shù)字微波通信將會(huì)得到重要的應(yīng)用和發(fā)展。

信陽市微波防汛應(yīng)急指揮系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖