我国气象信息系统构成研究

课程论文

（我国气象信息系统构成研究）

专业：电子信息工程班级：

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一、通信系统

1 .气象通信系统分层逻辑结构

气象通信是气象业务运转的基础和重要保障，是开展天气预报和气象服务的先决条件。它的特点是网络组织高度分散，信息资料传输高度集中，信息量大，质量、时效要求高。其主要的如图1-1气象通信系统分层逻辑结构。

1）表现层是通信系统的管理入口，主要为业务管理、维护和运行监视人员提供人机交互界面，满足系统管理、维护和运行监视的需求。

2）应用逻辑层是通信系统的核心，是数树文集和分发功能及传输业务逻辑的实现层，主要提供各种传输协议接口、实现数据交换控制、传输处理及作业调度等。

3）数据存储层为数据交换提供存储服务，主要有文件库和数据库两种存储方式，其中文件库主要存放各种气象资料以及相关的传输和交换策略文件，数据库保存主要数据收发和传输处理过程中的中间状态。

4）基础设施层是通信系统的运行环境，包括通信网络、计算机硬件、存储介质等硬件环境，以及操作系统、集群管理系统、数据库管理软件等软件支撑环境。

图1-1 气象通信系统分层逻辑结构

2.国内气象通信系统布局

上行气象信息是全国基层气象台站（包括全国区域气象中心、省级、地市级以及县级气象台站、向国家气象信息中心传输的各种观测资料、加工产品以及其他的有关信息，其基本流程是逐级汇集和上传。

下行气象信息是上级业务单位向下级业务单位传输和播发的气象数据和产品。在国家级，国家气象信息中心主要通过卫星广播系统（PCVSAT、DVB-S等）向全国各省、地市、县气象台站逐级播发信息。除气象资料的上行和下行传输外，各级气象部「J通过省内宽带网与全国气象宽带网进行气象信息的双向传输和共享。另外，与部门外用户进行气象数据的交换和共享也是国内气象通信系统的重要功能。其主要是通过同城线路实现各级气象部门与水利、地震、民航等部门的气象数据收发业务如图1.2-1所示。

图1.2-1 国内通信系统通信示意图

1）国家级国内通信系统

国家级国内通信系统是国内通信系统的国家级枢纽，承担国内气象资料和产品的收集，以及国内、国外气象资料和产品的分发服务。主要特点是以文件为单位进行数据传输和交换，支持丁CP/IP协议，具备数据文件收集、分发、交换控制和缺收补调功能，以及文件级、公报级和报告级（站级）气象资料的传输监视和传输质量统计功能。

2）省级通信系统

国内各省通过省内通信网、通信线路收集辖区观测站的观测资料、产品及辖区台站的预报等，通过卫星气象数据广播系统接收北京主站广播的数据；同时，通过地面宽带线路将省内各类观测资料和产品传输到国家气象信息中心，通过省内线路为所辖气象台站提供数据服务。另外，各省还通过同城线路收集预定的资料数据，向同城用户提供气象观测资料和产品。3）地市和县级通信系统

国内各省的县级和地市级气象局基本都建有小型局域网，县（市）局的局域网通过VPN 和地面专线与省局或市气象局网络直接互连。市局通过2M数字电路或VPN与省局进行网络连接。另外，市级气象局还安装有连接卫星广域网的双向站，可以直接将资料发送到北京主站。通信系统主要由数据接收、数据发送、数据编码及业务监控软件构成，网络协议统一采用TCP/IP协议，数据传输采用FTP协议。

4）台站通信系统

台站通信系统的功能是按照气象资料传输业务要求对观测数据进行编码和封装，通过通信线路上传到上级通信中心。对于有人值守的观测站，台站与市局一般通过数据专线（2M）、VPN等实现连接。

5）高校通信系统

高校建立气象通信系统的目的在于从国家和省局获取实时气象资料用于教学和科研工作。一般来说，高校的气象通信系统按照地市或县级标准建设，拥有小型局域网并通过VPN 和地面专线与省局网络直接互连。另外还安装有连接卫星广域网的单向站，可以直接从北京主站接受资料。通信系统主要由数据接收、数据编码及业务蓝控软件

构成，网络协议统一采用TCP/IP协议，数据传输采用FTP协议。

二、网络系统

1.计算机网络系统

将多个独立的计算机通过通信线路、通信业鱼和倒坚丝性在一定的地理范围内互联起来的集合体。独立：是指每台计算机都能够独立运行。互联：指互相连接的计算机能够互相交换信息，达到资源共享的目的。

2气象网络系统

气象网络系统是气象信息传输和气象资源共享的基础平台，由横向和纵向网络系统组成。横向网络系统包括各级气象部门局域网络、行业间互联网络等本地网络，纵向网络系统为连接国家级、省级、地市级和县站级四级气象部门的网络系统，主要表现形式为广域网络和利用互联网形成的专用虚拟网络系统等。另外，在国家级，除了本地横向网络和连接各级气象部门的纵向网络外，还通过专线和互联网等形式建立国际通信网络。

3气象局域网络系统

气象部门局域网络经历了由小范围孤岛局域网到骨干集中互连的不同阶段，曾经采用的组网方式包括FDDI、以太网等方式，目前已发展为以千兆／万兆以太网络为核心。

1）早期的国家级气象局域网络系统

国家气象中心从1990年初开始在业务系统中全面采用局域网技术，而在此之前，用于气象模式运算的M-160,M-170计算机采用的是信道互连方式。1990年初，随着CYBER和VAX 系统的引进，分别建设了CDCNET网（开放）、LCN网（专网）OEC-NET网（专网）。

2）国家级高速气象局域网络系统

1996年，国家气象中心新的高速业务主干局域网开始建设、采用了光纤分布式数据接口（采用多模光纤作为传输媒介的高性能光纤令牌环局域网），在FDDItrunk上配置了VLAN，网络主干可达每秒400万个包的线性路由性能。中国气象局骨干网络系统采用层次化的千兆以太交换网络结构（交换局域网），各主要业务单位或业务系统以千兆位级速率连接到骨干网络的核心交换层，由核心交换层实现数据的转发，其他的路由功能由分层网络交换设备完成。除此之外该系统还承担着与外部互联网系统、统、全国气象宽带网络系统、务。全国卫星气象通信系GTS等的网络连接任

3）省级气象局域网络系统

日前省级气象部门的局域网络已经实现了核心层／分布层和接入层的部署模式。其中，北京、山西、辽宁等省（区、市）采用双核心的网络设备，而天津、河北、内蒙等省（区、市）采用单核心的网络设备。省级气象部门局域网能够通过VLAN的划分，较合理的规划其不同部门的业务欧口办公区。

4．气象城域及广域网络系统

从20世纪90年代开始，随着9210工程的实施，全国卫星通信网络系统全面建设完成，但随着大气探测手段的进步，产生的资料量增加，资料种类更多且对传输的时效要求也更加严格。所以全国卫星通信网络系统所能提供的带宽己十分有限，无法满足雷达观测、自动站