摘要：針對氣象觀測資料時效性、真實性和準確性的特殊需求，為了保證省內氣象地面通信傳輸通道時刻暢通和氣象業務高效穩定運行，結合河北省氣象地面通信網絡的現狀，提出了利用3G網絡來實現省內地面通信備份線路的方案，并詳細做了BFD方案、3G路由器并網接入及省中心接入交換機訪問控制的設計與實驗，得到基于3G無線VPDN網絡完全可以實現省內地面通信傳輸通道的結論，為氣象業務高效穩定的運行提供了保障。

0 引言

隨著氣象事業的快速發展，氣象部門業務觀測資料越來越多，且都具有極強的時效性、真實性和準確性。

為保障氣象預報的準確度，業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，這為氣象業務高效穩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包括市局、縣局和雷達站廣域網系統，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網通道把觀測數據傳輸到省局。

自互聯網備份通道建立以來，備份通道在業務運行中發揮著重要作用。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展，有些地區的撥號業務已經取消，影響了業務的運行。

建設一套穩定的基于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的發展而迅速發展起來的一種技術。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務。該系統采用的是中國聯通公司推出的W-CDMA 3G 移動通信業務，其理論帶寬可達7.2 Mb/s,完全可以滿足實際業務需要。

3 氣象通信系統備份線路的設計與實現

3.1 系統的基本組成

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；省中心機房與省聯通GPRS 網關之間開通一條4MMSTP 數據專線，建立靜態路由；省中心機房部署一臺BFD服務器，用來檢測主通道線路狀態。

3G網絡結構圖如圖1所示。

河北省氣象業務內網結構圖如圖2所示。

3.2 BFD方案

雙向轉發檢測（BFD）協議，是一種高速的獨立HELLO協議，是與鏈路、接口、隧道、路由或其他網絡轉發部件建立聯系的中間系統到中間系統協議。從基礎傳輸技術中經過逐步發展而來的，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轉發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 監控的靜態路由，該路由根據BFD狀態而決定是否生效，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 會話監控主通道路由，會話狀態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

在靜態路由設置中添加一條靜態路由，目的地址為縣站業務內網網段，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，從縣局業務主機用跟蹤命令跟蹤省局業務主機，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；配置到聯通中心機房的回執路由（221.19.31.254）。

（4）配置訪問控制列表。基于業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，為氣象業務高效穩定的運行提供了保障。隨著3G技術的飛速發展，3G 業務在安全性、成熟度、信號質量等各方面的提升，3G傳輸系統會更有效和更穩定，在將來的氣象信息傳輸中會發揮更大的作用。