多鏈路雙網(wǎng)卡數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

梁兆東 安旭東

【摘要】 受地震破壞的影響，地震現(xiàn)場(chǎng)通信和辦公環(huán)境受限，災(zāi)區(qū)信息共享與交換不暢等因素嚴(yán)重影響著地震應(yīng)急救援的效率。本系統(tǒng)采用一套雙通道物理線路，并搭建雙通道現(xiàn)場(chǎng)文件交換系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)辦公無(wú)線局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了各種通信鏈路靈活調(diào)用。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)、共享，以及離線交換。

關(guān)鍵詞：鏈路 應(yīng)急 通信 共享 交換

Design and Implementation of Data Exchange System for Multi Link and Double Network Card Liang Zhao-dong，An Xu-dong（Seismological Bureau of Guangxi，Nanning 530022）

Abstract：Affected by the earthquake damage， the communication and the office environment are limited， the information sharing and exchange of the disaster area has a serious impact on the efficiency of earthquake emergency rescue. This system uses a set of double channel physical line， and set up the double channel field file exchange system and the field office wireless LAN， realizes each communication link flexible call. At the same time， the field data is stored， shared， and Off line switching.

Key words：Link Emergency Communication Exchange

隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)地震災(zāi)害緊急救援能力建設(shè)正向信息化、協(xié)同化方面快速推進(jìn)。從地震應(yīng)急的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看， 地震應(yīng)急指揮最主要的是要能夠及時(shí)完整地獲取災(zāi)區(qū)的各類現(xiàn)場(chǎng)信息， 使指揮人員能夠隨著災(zāi)區(qū)實(shí)際情況的不斷變化， 及時(shí)制訂和調(diào)整救災(zāi)行動(dòng)方案[1]。當(dāng)破壞性地震發(fā)生后，由地震現(xiàn)場(chǎng)通信系統(tǒng)和文件交換與共享系統(tǒng)組成的現(xiàn)場(chǎng)辦公網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，直接影響著災(zāi)區(qū)應(yīng)急指揮決策的高效開(kāi)展。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)共享方式，各工作人員之間相互通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳送，既占用現(xiàn)場(chǎng)有限的網(wǎng)絡(luò)資源，也不利于數(shù)據(jù)的集中管理與共享，還束縛了工作人員開(kāi)展其他工作的靈活性。因此，優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)通信集成線路，提高數(shù)據(jù)共享與交換方式，對(duì)于提升地震災(zāi)害緊急救援工作具有重要意義。

一、系統(tǒng)需求分析

由歷次地震現(xiàn)場(chǎng)的震害可知，在中等破壞性地震的震中區(qū)，有線通信網(wǎng)絡(luò)基本破壞，在應(yīng)急期（幾天時(shí)間）內(nèi)難以恢復(fù)[2] （張毓豐等，2005）。目前，地震現(xiàn)場(chǎng)通信通常采用配備了衛(wèi)星通信、無(wú)線3G＼4G，以及短波等各項(xiàng)通信手段的應(yīng)急指揮通信車作為通信保障。然而，3G通信的基站眾多，覆蓋面廣，一般偏遠(yuǎn)地區(qū)地可使用，但其信道最高可為2Mb/s （兆比特每秒），容易影響數(shù)據(jù)的及時(shí)傳輸；4G通信具有超過(guò)2Mb/s的非對(duì)稱數(shù)據(jù)傳輸能力，對(duì)高速移動(dòng)的用戶提供150Mb/s的高質(zhì)量的影像服務(wù)[3]，但覆蓋面主要集中在城鎮(zhèn)。當(dāng)破壞性地震發(fā)生后，在現(xiàn)場(chǎng)有線通信短時(shí)間內(nèi)不能恢復(fù)的時(shí)候，現(xiàn)場(chǎng)通信面臨考驗(yàn)：一是衛(wèi)星通信優(yōu)先用于保障前、后方遠(yuǎn)程視頻會(huì)議，大量文件數(shù)據(jù)傳輸受限；二是現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線通信環(huán)境復(fù)雜，卻急需進(jìn)行前、后方交換的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)卻不斷增加。為此，需要根據(jù)實(shí)際需求，科學(xué)優(yōu)化、靈活應(yīng)用各項(xiàng)通信手段，提升現(xiàn)場(chǎng)辦公網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并組建高效的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)總體組成

系統(tǒng)主要由雙通道鏈路、現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線辦公局域網(wǎng)和雙網(wǎng)卡文件交換服務(wù)器等三部份組成。地震應(yīng)急時(shí)，來(lái)自各單位的救援工作組集中到現(xiàn)場(chǎng)指揮部辦公，如采用單通道的3G或4G鏈路作為密集的前后方數(shù)據(jù)共享與交換，將很容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，傳輸數(shù)據(jù)等待時(shí)間長(zhǎng)，影響現(xiàn)場(chǎng)辦公效率。因而，采用雙網(wǎng)卡文件服務(wù)器，并配備雙通道鏈路，即A、B兩套無(wú)線路由器，使得主要現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的進(jìn)與出所走鏈路分開(kāi)，提高傳輸效率。

2.2 組建雙通道的通信鏈路

系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩通道鏈路減少現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)信道帶寬的影響，盡可能滿足應(yīng)急通信服務(wù)需求。如圖1所示，鏈路A采用VPN虛擬隧道，虛擬私有IP地址，作為后方地震應(yīng)急指揮部（遠(yuǎn)端）獲取存共享在前方現(xiàn)場(chǎng)指揮部（近端）文件服務(wù)器的災(zāi)情數(shù)據(jù)的獨(dú)立通道，保障后方地震應(yīng)急指揮部可通過(guò)固定IP地址連接文件服務(wù)器，交換災(zāi)情數(shù)據(jù)； 鏈路B作為前方地震現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急指揮部無(wú)線辦公人員共享產(chǎn)出數(shù)據(jù)至文件服務(wù)器，以及對(duì)外連接互聯(lián)網(wǎng)搜索信息的主要通道。

2.3組建現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線辦公局域網(wǎng)

根據(jù)不同影響的地震事件，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急指揮部將會(huì)集結(jié)來(lái)自不同單位的工作人員開(kāi)展應(yīng)急處置工作，如秘書協(xié)調(diào)組、宣傳報(bào)道組、搶險(xiǎn)救災(zāi)組等等。無(wú)線辦公局域網(wǎng)為現(xiàn)場(chǎng)辦公網(wǎng)絡(luò)化，可以有效的提高各工作組的辦公效率。如圖1所示，系統(tǒng)采用較為穩(wěn)定的企業(yè)級(jí)“AC+FIT AP”（無(wú)線控制器+瘦無(wú)線熱點(diǎn)）的無(wú)線熱點(diǎn)組網(wǎng)架構(gòu)。此組網(wǎng)架構(gòu)便于網(wǎng)管數(shù)據(jù)的統(tǒng)一收集和管理，可以由AC合理地配置所下掛的AP，以滿足高用戶密度，需要多AP連續(xù)覆蓋的場(chǎng)景[4]。物理上，采用一個(gè)AC（無(wú)線控制器）管理多個(gè)無(wú)線熱點(diǎn)，并且多個(gè)無(wú)線熱點(diǎn)發(fā)射統(tǒng)一的信號(hào)識(shí)別源，能方便統(tǒng)一管理與使用。

其中，現(xiàn)場(chǎng)工作人員通過(guò)接入無(wú)線熱點(diǎn)，組成地震現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線辦公局域網(wǎng)，獲得具有數(shù)據(jù)共享資源的無(wú)線辦公環(huán)境。

2.4 架設(shè)雙網(wǎng)卡文件服務(wù)器

FTP（文件傳輸協(xié)議）服務(wù)是信息化建設(shè)的一個(gè)高效的工具，也是網(wǎng)絡(luò)中傳輸文件的骨干協(xié)議[5]。系統(tǒng)采用雙網(wǎng)卡文件服務(wù)器作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與共享的中轉(zhuǎn)載體。既有助于各工作組之間對(duì)數(shù)據(jù)的集中管理與共享，還為前、后方提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，改進(jìn)傳統(tǒng)各自為戰(zhàn)的傳輸模式。其中，文件服務(wù)器系統(tǒng)為Windows Server 2008，配置FTP服務(wù)器端。由于文件服務(wù)器配置了雙網(wǎng)卡，顧名為雙網(wǎng)卡文件服務(wù)器。如圖1所示，網(wǎng)卡A配置鏈路A的IP地址，網(wǎng)卡B配置鏈路B的IP地址，組成兩個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)服務(wù)器在兩個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)使用的特性。實(shí)際中，近端可以通過(guò)鏈路B快速上傳數(shù)據(jù)到服務(wù)器進(jìn)行共享，重要的是近端上傳1兆字節(jié)數(shù)據(jù)到服務(wù)器所耗的時(shí)間可以達(dá)到忽略不計(jì)；遠(yuǎn)端可以通過(guò)鏈路B進(jìn)行離線下載，互不占用有限的網(wǎng)絡(luò)通信資源，有效的避免了雙方同時(shí)在線收發(fā)數(shù)據(jù)等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。

三、結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信指揮車集成了多種通信手段，并且機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，可快速部署到地震現(xiàn)場(chǎng)指揮部，是地震應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)的重要技術(shù)支撐。考慮到地震現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)與辦公環(huán)境的復(fù)雜性，系統(tǒng)充分利用現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信指揮車集成的通信手段，結(jié)合實(shí)際需求，構(gòu)建一套靈活、穩(wěn)定、實(shí)用的地震現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，有效增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)水平，提升現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)情數(shù)據(jù)在前、后方的共享與交換能力。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 苗崇剛，聶高眾.地震應(yīng)急指揮模式探討[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào).2004，13（5）：48-54.

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[4] 陶志強(qiáng)，王勁.關(guān)于WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的探討[J].現(xiàn)代電信科技.2011，41（04）：73-76.

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