1.3 各类专网的特点
从网络组网上来说,各政企行业专用通信网的架构具有一定的共性,但就细节而言,不同的行业应用有各自的特殊需求,在专网的建设上也有各自的偏重点。以下就对主要的政企专网进行简要的分析。
1.政务专网
政务专网是国家电子政务基础体系架构中的重要组成部分,用于实现各级政府机关之间的政务信息资源共享和网络协同办公,建立统一的应急指挥信息系统的基础承载网络。
政务专网主要用于机关非涉密文件、信息的传递和业务流程。通常政务专网通过网闸,采用数据“摆渡”的方式(FTP、HTTP、SMTP等通用协议全部关闭或者不支持)与公网交换数据信息,以便实现公共服务或者内部业务流程的衔接。由于采用“摆渡”方式,不能与Internet相连接,因此,政务专网具有较高的安全性。由于政务专网非涉密,可实现广泛的内部互联,还可以与公网实现安全的信息交换,因此,政务专网完全能够作为不涉及党和国家秘密的内部业务流程与信息处理的主要平台,并形成公共服务的外网受理,内(专)网办理以及外网反馈的闭环机制。
2.警务专网
警务专网与政务专网的特征和业务比较类似,是用于承载涵盖所有公安业务的信息应用系统,可以实现公安系统内各职能单位或部门间的资源共享及协调统一指挥,所以警务专网的建网重点主要放在可靠性、实时性和安全性上。传统的警务专网以语音调度功能为主,数据传输能力有限。但是公安部门在日常警务工作或处置突发事件的过程中,要求在统一的调度平台上实现多媒体化的通信指挥。
随着专网通信技术的迅猛发展,特别是IP网络具备部署差异化QoS的性能,为多业务的融合提供了有力的技术保障。因此,近年来各省份逐步启动警务专网的升级改造,使其具备提供语音调度、数据调度、高速数据查询、图像实时采集、现场视频监控等多种业务的综合承载能力。通过数据业务和视频业务弥补语音业务在准确性、可记录性方面的缺陷,从而实现全数字化的、多媒体化的、可记录及可追溯的、事件驱动的指挥调度和协同作业流程。
3.交通专网
交通专网是我国交通运输事业的重要组成部分,是保障交通运输安全,提高轨道交通、城市交通、城际公路、水路、航空等运输效率的重要手段。交通作为最早开始专网建设的领域,经过近60年的发展,已经形成了地面和空间立体交通体系,为交通运输生产、安全救助、军事运输、执行国家特殊任务等方面作出了较大的贡献。
交通通信是依存并服务于水路和陆路空域交通的通信总称,是服务于交通运输行业的专用通信。近年来提出的“智能交通”概念,其关键就是利用通信网络连接包括人、车、路等在内的交通对象,组成数据采集、分析、应用的信息系统,以及交通部门的管理系统。交通行业的特性决定了其专用通信网必须具备高稳定性和安全性。道路信号控制系统、轨道信号系统、航空管控系统、应急指挥系统等涉及人身安全的系统对稳定性、可靠性的要求非常高;交通政务系统、交警系统、交通收费系统等对信息安全的要求也会比较高。此外,如空中通信、高铁通信等系统,由于存在高速移动、电磁干扰等问题,也需要用特殊技术来解决。
在当前现代化交通运输体系中,交通专用通信网络和通行环境、运载工具、被载体共同形成运输系统的硬环境,并为传输的软环境提供基础设施,保障运输行业实现安全、迅速、准确、节省、方便、满意的目标。
4.金融专网
金融行业信息化建设的核心是数据中心建设。数据中心是银行、证券等金融机构资金结算、客户信息等数据集中存储、处理的核心,同时也是机构业务流量的枢纽。数据中心正常运转,金融机构的日常业务才能稳定运行。因此,金融行业专网的建设主要围绕金融机构数据中心开展。其承载的业务主要包括主、备数据中心间的高速数据同步,数据中心到该金融机构各个分支的数据共享,数据中心到诸多外联机构的互联互通等。
在专网运行过程中,最为重要的是要保证金融数据传输过程的信息安全。因此,高可靠性、高安全性是金融行业专网的重要标准。随着移动互联网的飞速发展及移动支付的普及,金融机构的网上交易和支付业务呈现井喷式的增长,在专网中表现为大规模的数据交换和数据传输,业务流量巨大,对网络的承载能力和实时性也提出了较高要求,需要金融行业专网具有一定的QoS保障能力。
5.教育专网
教育专网的建设思路是“统一网络、统一平台、统一应用、统一管理”。其目的是把分布在一定范围内的政府教育主管部门、各类高校、中小学、教育培训机构等信息节点统一连接成一个“网”,为真正意义上的“教育资源共建共享”提供基础网络保障。
教育专网承载的业务种类非常丰富,其主要业务包括数据检索、资源服务、信息交流、教育管理、远程教学、异地项目合作等。教育专网内用户对网络的稳定性和带宽有一定要求,因此,在教育专网的建设过程中通常采用大容量、高速率的网络设备进行组网。
6.医疗、卫生专网
医疗、卫生专网的建设通常以省为单位,为省内各级医疗机构、医疗管理机构、卫生管理机构和人员提供网络接入服务,实现医疗、卫生、行政部门及医疗、卫生机构之间的互联互通和信息共享,促进医疗、卫生管理部门的业务协同,提高管理工作效率和决策水平,提升医药卫生体制改革各项相关规定实施情况动态检测、宏观调控和科学管理的能力。
目前,各省医疗、卫生专网主要用于综合承载各类基础数据管理和视频类业务。其中基础数据管理平台包括居民电子健康档案系统、妇幼保健信息系统、基本药物采购系统、人口计生服务管理信息系统、人口计生信息综合服务系统等。该类业务系统的特点主要是专网节点数量多、分布广,需要专网覆盖范围广,网络末梢通常延伸到县、乡,网络接入能力强,组网设备配置高密度的接口板卡可以满足大量的县乡医疗、卫生机构接入。对于视频类业务,主要包括远程医疗、视频会议、突发公共卫生事件应急救治视频业务等。这类视频业务对于承载专网的性能要求主要体现在带宽和网络的稳定性上。
7.石油、石化专网
对于石油、石化行业,早期的通信业务主要是指挥生产调度的电话通信,通过窄带数字通信系统承载。在国家“十二五”规划期间,各石油、石化企业开始通过数字化建设与管理的手段,提高现场生产管理水平,提升安全监控水平,助推劳动组织架构变革,降低一线员工劳动强度,改善员工工作与生活环境,从而实现传统企业向走新工业化道路的现代企业转变。
目前,石油、石化行业重点在油气生产过程中融入物联网技术,实现井场数据的自动化采集和传输,搭建“数字油田”体系的数据基础,提高数据自动化采集率和对生产动态分析功能。因此,作为石油、石化行业现代化生产建设的重要基础设施之一,石油、石化专网必须覆盖石油、石化行业各个主要生产站、点和生活基地,成为集光纤、数字微波传输系统、计算机网络系统、语音通信系统、卫星通信系统、视频会议系统、有线电视系统为一体的多功能专用通信网络。
8.电力能源专网
电力专网广泛应用于电网的生产控制、管理、经营等各个环节,是电力系统的有机组成部分。其承载的电力系统业务,根据功能、特点主要分为电网运行和企业管理两大方面。电网运行类业务又分为运行控制业务和运行信息业务;企业管理类业务又分为信息业务和办公业务。这些业务都依赖电力专网的支撑,但对网络承载的要求又不尽一致。运行控制业务具体包括继电保护、安全稳定装置、调度自动化等,作为电网控制的一个重要环节,它直接关系到电网安全,此类业务对通信传输时延、通道可靠性要求极高;运行信息业务主要分为保护管理信息(包括行波测距、故障录波等业务)、性能监测装置(PMU, Performance Monitor Unit)、稳控管理信息、水调自动化、调度管理、生产技术、电力市场交易、计量自动化等,要求承载专网覆盖范围广、通道可靠性高,通信误码率要求小于10-6,对通道时延要求相对较低,一般允许几百毫秒以内。管理信息业务主要有财务管理、市场营销、生产计划管理、人力资源管理、安监及党群信息、信息支持系统等,是电力企业运行、管理的支撑系统,对通信的可用性、可靠性、安全性等要求极高,对时延要求相对较低,一般允许几秒以内;管理办公业务主要分为办公通信和办公信息两种,主要满足企业内外通信需求。办公通信包括视频会议系统、办公电话(内线、外线)、移动电话、Internet、移动办公等。
根据上述电力系统业务需求,电力专用通信网以发展光通信为主,在此基础上发展数据网、语音交换网、时钟同步网、视频会议系统和电力系统独有的电力载波等作为电网的主要通信方式,并采用卫星通信、公网通信作为应急通信或辅助通信方式。随着通信技术的发展,继电保护、安全自动装置、自动化已普遍使用光通信技术,通道可靠性有了极大提高,摆脱了带宽、时延、可靠性等原有通信条件的束缚,跨区域的控制成为可能,跨系统的监视、分析成为现实。电流差动保护、新EMS系统等新的电网控制技术得以广泛推广。
近年来,智能电网已成为当前世界范围内被广泛关注的话题,是全球经济和技术发展的必然趋势,国内电力行业也纷纷启动电网智能化的改造。智能电网的核心理念是利用现代信息通信、控制等先进技术,提升电网的智能化水平,适应可再生能源接入、双向互动等多元化电网服务要求,提供安全可靠、经济高效的可持续电力供应。电力专网是智能电网实现的基础,其性能决定了智能化系统的总体性能。为顺利实施智能电网的建设,需要电力专网具备以下能力:(1)智能电网中的各主体之间需要实现充分的信息共享、交互,在智能电网环境下的电力专网必须具备“范围广”和“数量大”的特点。因此,专网建设的重点在于构建广域互联的通信设施。(2)智能电网通信网络架构需要由光纤作为通信介质组成的多层结构通信网络,包括骨干网、局域网、基层区域网,各层次之间是包含与被包含的关系。综上所述,智能电网对电力专用通信网络的要求是建设一个与电网同覆盖的电力双向、实时、互动的通信专网。该承载网络在现有电力专网中不断发展、完善,是现有电力专网的继承与发展。