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一 灌区数据网络的特点

 

1)网络结构简单清晰，一般采用星型结构；

 

2)网络内通讯组网方式较复杂，除了有双绞线外，常见的还有如光纤、短波、超短波、微波、gsm、卫星、扩频通讯等，通常采用有线和无线混合组网模式；

 

3)数据实时性要求高但数据流量较小(多媒体应用除外)，测控现场的水(雨)情、工情、险情等都是实时数据，但每种数据的数据量都不大，有的只需几百bps，有的甚至更低；

 

4)网内用户数少，网络不用建得很庞大。

 

二 数据网络建设内容

 

1) 用于数据存储、转发、浏览和决策、控制为主的计算机局域网络(lan)，一般以管理局为主节点，设中心站和分中心站；

 

2) 根据现场和实际需求建设通讯网络；

 

3) 建设数据采集前端和控制前端。

 

三 数据网络的一般结构

 

一般在管理局设立中心站，下设若干分中心站，分中心站下属采集和控制站点。现在比较流行的做法是将中心站和分中心站组成一个统一的计算机局域网络，由于分中心站到中心站距离较远，超五类双绞线无法实现互连，可以采用光纤或扩频通讯。

 

计算机网络系统是实现大量信息实时迅速传输、处理、查询、共享及控制命令、防洪调度、防汛抢险指令及时下达的技术保障和物质基础。一般计算机局域网宜采用客户机/服务机或b/s(浏览器/服务器)网络类型，拓朴结构采用星型结构，组网技术采用快速以太网或千兆以太网技术，网络协议为tcp/ip协议，传输设备采用双绞线、光纤或无线网桥(扩频通讯设备)，传送信号采用交换机或集线器，网络操作系统采用unix、windows 2000或linux，可以支持多种业务的开展，从数据传输的速度和网络容量上来讲都可以满足信息化当前和未来发展的需求，也可以为以后网络的升级打下基础且具有良好的可扩展性。

 

计算机网络的拓朴结构可以分为环形网、星形网、总线型网等。为什么要选用星型网络呢?

 

(1)环形网由一些中继器和连接中继器的点到点链路组成一个闭合的环，每个中继器都与两条链路相连。中继器是一种比较简单的设备，它能够接收一条链路上的数据，并以同样的速度串行地把该数据送到另一条链路上，而不在中继器中缓冲。这种链路是单向的，也就是说，只能在一个方向上传输数据，而且所有的链路都同一个方向传输，这样，数据就在一个方向上围绕着环进行循环。适于光纤，一个节点故障引起全网故障，诊断故障困难。

 

(2)星型拓扑是由中央节点和通过点到点链路接到中央节点的各点组成。中央节点执行集中式通讯控制策略，因此中央节点较复杂，而各个站的通讯处理负担较小。星形型结构可以方便地对网络升级和从新配置，故障容易定位，维护工作量小。

 

(3)总线拓扑结构采用单根传输线作为传输介质，所有的站点都通过相应的硬件接口直接连接到总线上，任何一个站的发送信号都可以沿着介质传播，而且能被所有其他的站接收。总线型结构简单，但故障诊断隔离困难。

 

比较三种网络结构和灌区实际情况，灌区管理局一般缺乏专门的计算机方面的技术人员，组网时易于选用易维护的星型结构。

 

网络操作系统（nos-network operation system）是指能使网络上各计算机方便而有效的共享网络资源，为用户提供所需的各种服务的操作系统软件。

 

网络操作系统除了具备单机操作系统所需的功能外，如内存管理、cpu管理、输入输出管理、文件管理等，还应有下列功能：

 

（1） 提供高效可靠的网络通讯能力；

 

（2） 提供多项网络服务功能如远程管理、文件传输、电子邮件、远程打印等。

 

现在比较流行的网络操作系统有unix、windows 2000 server、linux， unix和 linux稳定性较好，但操作比较复杂，使用命令行形式，人机界面不好， windows 2000 server是windows的传统风格，非专业人员也能很快掌握使用方法，易于管理。选用windows 2000 server作为网络操作系统的较多。

 

通信系统主要为水(雨)情、工情、险情、灾情等信息上传、为控制、防洪调度抢险救灾指挥命令的下达提供通信保障，为防汛指挥部门和工程管理单位提供联络手段，并为计算机网络系统提供信道以及召开电话会议、汛情会商、图文传真等提供通信服务。通信系统一般采用有线和无线相结合的混合组网方式，根据现场的实际情况选用合适的方式， 对于有线组网，各局域网之间的组网信道可选用光纤、isdn、pstn、xdsl等， 对于无线组网，利用无线网桥连接各局域网或利用短波、超短波、微波、卫星、gsm等。

 

现场站通过各种传感器和控制设备主要完成水情、雨情、气象、工情、灾情等各类防汛信息的采集和报送以及接收控制命令，执行相应动作，例如闸门的升降停等。

 

四 通讯网络建设以及设备选取

 

1 光纤通讯

 

光纤中传播的模式就是光纤中存在的电磁场场形，或者说是光场场形(he)。各种场形都是光波导中经过多次的反射和干涉的结果。各种模式是不连续的离散的。由于驻波才能在光纤中稳定的存在，它的存在反映在光纤横截面上就是各种形状的光场，即各种光斑。若是一个光斑，我们称这种光纤为单模光纤，若为两个以上光斑，我们称之为多模光纤。

 

◆ 单模光纤(single-mode)

 

单模光纤只传输主模，也就是说光线只沿光纤的内芯进行传输。由于完全避免了模式色散，使得单模光纤的传输频带很宽，因而适用于大容量，长距离的光纤通讯。单模光纤使用的光波长为1310nm或1550nm。 如图1单模光纤光线轨迹图(略)。

 

◆ 多模光纤(multi-mode)

 

在一定的工作波长下(850nm/1300nm)，有多个模式在光纤中传输，这种光纤称之为多模光纤。由于色散或像差，因此，这种光纤的传输性能较差，频带较窄，传输容量也比较小，距离比较短。

 

光纤通讯有通信能力大、传输频带宽可以达到几个gbps、传输衰耗