氣象視頻論文：通信在氣象視頻中的實用性

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作者：蘇軼劉樹峰孟令旺馬駿單位：濟南市氣象局山東省氣象信息中心

基于VPDN的3G無線網絡和衛星通信的優劣點分析

輸入無線VPDN賬號就能接入私有專用網絡，節省成本。通過無線撥號可隨時隨地訪問企業的內部網，減少用戶建設專線投資［14］。衛星通信的特點(1)通信距離遠。衛星通信的建站成本與其通信的距離無關，各通信站之間是靠衛星通信系統連接的，只要滿足了信息傳輸的要求，其通信質量就能得到保障，不會因為通信站間距離過遠、地面自然條件惡劣等因素而受到影響。(2)信號傳播延遲大。由于地球站-衛星-地球站電磁波的傳播距離約72000km，傳播時間約為0．27s，信號到達有延遲。(3)衛星天線受太陽噪聲的影響，存在日凌中斷、星蝕和雨衰現象［15－16］。

網絡結構

聯通公司的VPDN平臺采用專線的方式與山東省氣象局內網連接，包括無線接入設備、AAA認證系統、路由設備。LAC表示L2TP訪問集中器(L2TPAccessCon-centrator)，是附屬在交換網絡上的具有PPP端系統和L2TP協議處理能力的設備。LAC一般是一個網絡接入設備，通過向AAA服務器要求驗證，得到建立隧道所需的屬性，如LNS的IP地址、本端的名字、隧道密碼、隧道類型、隧道媒介類型等，用于為用戶提供無線終端的接入服務。LNS表示L2TP網絡服務器(L2TPNetworkServer)，作為L2TP協議服務器端，一般可以為各種路由器，用于遠端用戶地址分配和管理，并根據用戶名和密碼對用戶進行身份驗證。在一個LAC和LNS對之間建立VPDN隧道連接，在一個隧道連接上可以承載多個會話連接。每個連接的維護以及數據的傳送都是通過隧道消息的交換來完成的。LNS通過一條6M專線，連接山東省氣象局路由器，接入山東省氣象局內網。

運行方式

用戶在使用無線終端設備進行撥號連接時，需經過兩次認證，獲取到特定的IP地址，方可通過VPDN專線進入山東省氣象局內網。具體步驟如下。(1)用戶的無線終端通過各地的基站接入LAC。(2)LAC通過AAA認證平臺對VPDN用戶的無線卡號進行認證，認證通過后，LACAAA返回建立隧道所需的屬性，LAC從而建立起到對應LNS的L2TP隧道。(3)隧道和會話建立好后，LNS向LNSAAA發起對用戶的第二次認證，LNSAAA根據RADIUS請求中的用戶名、密碼、MSID等屬性進行本地認證。如果認證通過，返回成功響應。(4)LNS根據認證成功響應開始PPP協商，并通過LNS向用戶分配的特定IP地址，根據相關的路由指向，可以安全訪問山東省氣象局內網。

系統實現

系統基本組成該系統主要包括VPDN專線和用戶無線終端。VPDN專線于2009年7月鋪設完成，接入山東省氣象局的NE20路由器。按照協議，聯通公司提供了80個專用IP地址(172．AAA．BBB．CCC－172．AAA．BBB．CDD)用于無線終端的撥號接入。按照該地址規劃，在核心交換機、接入交換機及NE20路由器上添加指向路由，從而實現上述專用地址可訪問山東省氣象局內網。用戶無線終端由無線上網卡(HUAWEIE180)和路由器(D－LINKDI－524SU－E8)組成。路由器配置在D－LINKDI－524SU－E8路由器上配置接口IP、撥號用戶賬號等。關鍵配置如下:(1)配置3G撥號(網絡－寬帶設置)，可實現自動撥號。選擇3G，“網絡選擇”項選定WCDMA，APN為sdar．sd，用戶名和密碼根據聯通提供的信息填寫，然后保存。(2)配置DMZ主機(應用－高級NAT配置－DMZ配置)，輸入主機IP(即視頻終端的IP地址，如:192．168．1．11，視頻終端的IP地址必須與路由器在同一子網即192．168．1．XXX，子網掩碼:255．255．255．0)。(3)配置虛擬服務器(應用－高級NAT配置－虛擬服務器設置)，點擊添加按鈕添加虛擬服務器，配置虛擬主機:在選擇一項服務右側下拉菜單中選擇PolycomViaVideoH．323;服務器地址(即視頻終端IP地址，如192．168．1．11，視頻終端的IP地址必須與路由器在同一子網即192．168．1．XXX，子網掩碼:255．255．255．0)192．168．1．11;保存應用。至此，工作人員可以使用移動氣象臺的視頻會商設備，通過3G通信與濟南市氣象臺和山東省氣象臺進行視頻會商。

小結

經測試，3G通信技術在移動氣象臺視頻會商中的應用視頻圖像清晰、流暢，音頻連續，完全滿足視頻會商的要求。在部分山區開展氣象服務時，3G通信會出現通信時斷時續或沒有3G信號的情況，隨著運營商3G基站覆蓋范圍的不斷擴大，類似的盲區會越來越少，3G通信技術將在應急氣象服務中發揮更大的作用。