韓連欣
信息化是當今世界經濟和社會發展的大趨勢,也是我國產業優化升級和實現工業化、現代化的關鍵環節。水利信息化就是指充分利用現代信息技術,深入開發和廣泛利用水利信息資源,包括水利信息的采集、傳輸、存儲、處理和服務,全面提升水利事業活動效率和效能。水利信息化離不開通信,水利系統通信是水利信息化系統中各應用系統的承托載體,為各應用系統的信息提供傳輸通道。
水利通信網始建于20世紀70年代,現已形成一定的規模。水利事業發展的新特點和現代通信技術及產業的發展,為水利通信網提出了更高的要求。水利通信網的規劃、設計、建設和管理工作均應具備自己專有的特點,以適應水利事業對通信業務的特殊要求。
水利系統通信業務主要是為防汛、抗旱、搶險、救災、工程建設與管理、水資源管理、水環境保護、水利電子政務以及其他水利工作提供語音、數據和圖像的信息傳輸。水資源可持續利用,保障經濟社會可持續發展的治水思路提出后,水利系統多種新業務應運而生,這就要求水利通信工作不僅要為防汛抗旱工作服務,還要為新時期的各項水利事業提供高效、可靠的服務,滿足水利信息化和水利現代化的需求。
《水利系統通信業務導則》(以下簡稱《導則》)于2004年6月20日正式實施?!秾t》的實施,明確了水利系統通信業務的服務對象、業務內容和要求,指出了水利系統通信業務的特殊性,并通過特殊性來說明了水利通信網建設和發展的必要性?!秾t》同時也根據水利工作的實際需求和特殊情況,對水利系統通信業務提出了切合實際的技術要求,使其成為指導水利系統通信網規劃、設計、建設和管理工作的行業標準。
《導則》正文共6章,98條。6章分別為:
1.總則:主要說明《導則》的編制目的、適用范圍、通用原則及共性要求。
2.引用標準:列舉了其條款通過《導則》的引用而成為本導則條款的相關標準。
3.術語和代號:定義了《導則》中常用而在其他標準中未加定義的用語、列出并解釋了通信專業常用的一些代號的含義。
4.功能與業務:說明了水利通信系統應實現的功能及為滿足這些功能所需的通信業務。
5.業務要求:對水利通信網的各項通信業務提出了基本的業務要求和其他要求。
6.傳輸、復用與交換:主要從原則上說明了水利系統通信業務的傳輸介質、復用與交換設備的技術指標。
由于歷史的原因,水通信管理人員在通信網的規劃、建設過程中,會遇到許多困擾,一直以來比較難以解決的有三項。第一是水利通信工程的審批問題,由于無具體章程可依,計劃財務人員、水利工程專家、通信專家各自從自己的工作思路出發,經常就一個項目資金、出處及規模等陷入喋喋不休的討論,導致工程遲遲不能實施。第二是通信網租用與自建之爭,隨著公共通信網的發展,關于水利通信網自建還是租用的討論一直沒有停止過。第三是語音交換的電路交換和非電路交換之爭,隨著計算機網絡及應用技術的發展,出現了基于計算機網絡的VOIP技術,語音通信可以不必通過電路交換的程控交換機,而是通過語音網關和計算機網絡的非電路交換方式實現,由于其具有投資少、組網迅速等特點,使得部分水利通信技術人員無所適從。
《導則》在第一章第四條第五款指出“水利系統通信工程應與水利工程同步建設”,這為水利系統通信工程指明了出處或資金來源。
與水利工程相比,通信工程投資很少,因此一個通信工程單獨立項申請資金比較困難,但是當有水利工程時,通信工程作為該水利工程的子項同時申報,則可以順利通過,得以實施。在具體的操作過程中,由于通信工程是作為水利工程的子項申請的,多數情況下審查工程項目的專家都是水利工程專家,他們對通信工程了解比較少,他們更是不能充分理解新形勢下水利系統通信在水利管理中的作用。這時通信管理人員就要積極主動地用《導則》去爭取項目,用《導則》去給水利專家們解釋水利通信網的作用,同時還應該強調,既然《導則》已指明資金來源,那么通信項目單獨立項申請資金的機會就會更少,只能與水利工程同步建設。例如:在水利部海河水利委員會所轄“岳城水庫除險加固工程”中,審查工程設計的專家將岳城水庫上游水文自動遙測系統改造刪掉了,同時把閘門自動控制中閘室至會商室之間通信部分刪掉了,結果導致上游遙測系統目前仍不能運行,閘門要進行自動控制,還要操作人員到閘室操作。專家們將以上兩處項目刪掉,就不符合《導則》的規定。
《導則》在第一章第四條指出了水利通信網“應具備在惡劣的氣候環境條件下可靠、穩定、抗水毀和連續工作的能力,特別應保證汛情、災情和各種調度決策指令的及時傳遞,為搶險救災現場迅速提供應急通信服務”的可靠性要求,在第五章第二節第三條提出了“應在暴雨、洪水、臺風等嚴重自然災害情況下保障通信暢通”的可靠性要求;《導則》在第一章第四條第三、四款提出“公專結合、互為補充”、“平戰結合”的建設原則,在第五章第二節第三條指出了“在公用通信網不能滿足需求情況下,縣以下和重點防洪地區應建設專用通信網絡,且應按照緊急狀態下預見的通信業務設計和裝備通信網”的建設原則。這為我們規劃、設計水利系統通信工程提出了總體要求,為通信網的整體框架的搭建指明了大體的原則,可靠性要求與建設原則必須綜合考慮,才能設計出符合要求的水利通信網。
水利通信網的可靠性要求是苛刻的,因為它擔負著防災減災的任務,關系到國計民生,所以可靠性要求一定要高?!肮珜=Y合、互為補充”意為在公網能很好地滿足水利通信需求的情況下,充分利用公網,避免重復建設,在公網不能滿足需求時,建設水利專網,并作為公網補充,與公網一起發揮效益;“平戰結合”是指水利通信網的建設應考慮汛期和非汛期的綜合利用,最大限度發揮其效益??紤]到水利通信網防災減災的任務以及可靠性要求,“公專結合”和“平戰結合”應統籌考慮,綜合評估。
公網只能用于非災害時期,因為作為一種贏利性服務網,公網首先考慮的是用戶數量和投資回報率,當然它也有接通率要求,但它的要求是四季不變的,雖然汛期運營商也會加強維護,保證汛期比平時有更高的接通率,但這是通過管理手段實現的,并非公網本身的特點。譬如德州曾發生在雷暴天氣時大面積手機無法使用的問題,后經核實,因為當時用手機的人多(大概都問家里關沒關窗、收沒收衣服),信道阻塞造成的。這只是天氣突變,倘發生災害,后果更無法想象。汶川大地震,中國移動四川分公司的三臺交換機及兩千三百多個基站由于供電、傳輸等原因退出服務,至四川的長途通信及四川本地通信均受到一定程度的影響;中國電信四川阿壩州的汶川縣、理縣、黑水和茂縣本地通信全部受阻,甘肅隴南、甘南兩地區有5個縣也受阻;中國聯通在陜西靠近四川地區的約500個基站中斷,西安至成都2條長途光纜,其中1條中斷;中國網通2條2.5G、1條155M互聯網電路中斷。各省到四川長途話務擁塞,部分用戶上網困難。300多個SCDMA基站癱瘓。1995年日本阪神大地震,當時運營商的公網陷入癱瘓,唯一能夠傳遞信息的是建設省的通信專網,災區與外界交流的絕大多數信息是通過建設省的專網傳出去的。以上經驗教訓表明,災害時期,只能依靠專用網,在具體實施時,可以利用公網組建寬帶日常管理網,滿足日常管理,同時建設窄帶的專網,在公網不可用時用于傳輸汛情、災情和各種調度決策指令。
在移動通信方面,還可以走合建的路子。水管單位與運營商共同建設移動通信系統,交換中樞由水管單位控制,系統建成后,合建的系統相當于公網的地區網,公網用戶和專網用戶都可以在基站注冊,并可漫游,但在汛期,或災害時期,通過網管限定只有專網用戶可以使用該系統,以保證滿足專網災害時期接通率的要求。由于水管單位往往分布在地理分布欠發達地區或省、市邊界地區,這種合建的方式還有利于彌補公網移動基站的覆蓋不足,達到雙贏的效果。
關于水利系統通信所用技術的問題,在信息傳輸、計算機網絡、數據交換、遙控、遙測、異地會商等方面均可利用近期發展的新技術,唯獨語音交換(行政電話、調度電話)方面近幾年隨著IP電話的出現而出現了電路交換與非電路交換的分歧。關于這一問題,《導則》給出了明確的答案:《導則》第五章第一節第一條指出行政電話“宜采用電路交換方式建立實時通信”;第六章第三節第一條指出“水利系統的電話交換設備宜采用面向連接的交換技術”。這兩條為語音交換明確了“電路交換”的原則。
近年來,隨著計算機網絡技術的發展,基于網絡的各種應用層出不窮,其中語音通信的應用也應運而生,IP電話。從本質上說,IP電話與電子郵件,即時訊息或者網頁沒有什么不同,它們均能在經過了互聯網連接的機器間進行傳輸。由于網絡的存在,IP電話終端失去了空間的限制,從而使IP電話網具有建網快、投資省的特點;網絡的存在使通話沒有了“市話”、“長途”、“國際長途”之分,從而使IP電話網的使用者的通信費用大大降低。與傳統電話費用相比,IP電話的通話費幾乎是減少了幾個數量級,普通話音經過IP電話系統的轉換及壓縮處理,每個普通電話約占用8~11 kbit/s帶寬,與普通電話網占用的64 kbit/s的帶寬相比,IP電話在相同單款通道中傳輸的話路數是普通電話網的5~8倍。由于IP電話的以上優點,有的專家提出用IP電話取代傳統的電路交換電話。尤其是隨著近年來IP電話通信質量的提高,這種呼聲更是此起彼伏,有的單位甚至真的放棄了基于電路交換的數字程控交換機。作為行政電話或者調度電話,IP電話無法滿足基本的要求,因為IP電話的初衷就是為了節省費用,可靠性方面考慮較少,話音清晰度也差,容易被截聽截錄。另外如果語音通信也基于網絡,那當網絡受到攻擊中斷時,將中斷一切對外聯系。《導則》的實施,為這種爭議畫上了句號,也因語音通信獨立于網絡而保持了水利系統通信的最后保障。
以上即筆者在學習《導則》及應用過程中的部分心得體會,《導則》的其他章節分別為各種業務提出了較為具體的要求或規定,或者為業務的傳輸介質、設備的技術指標提出了要求,這些在通信工程規劃設計中具有很強的指導作用,這里不再贅述。文中不足或筆者理解錯誤之處,請廣大同仁批評指正。