1歷史背景分析及目前幾種通信方式比較
1.1歷史背景分析
水利數(shù)據(jù)的遙測在中國水利行業(yè)的應(yīng)用已有多年的歷史，但隨著計算機和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，水利數(shù)據(jù)遙測的傳輸方式也隨著變化。
70年代中至80年代中期，行業(yè)內(nèi)主要采用國外進口或捐助的無線超短波設(shè)備進行傳輸。80年代中期后，水利部開始鼓勵國內(nèi)研究所和高校開始自行研發(fā)超短波遙測設(shè)備。
90年代開始應(yīng)用包括超短波、衛(wèi)星、PSTN有線公網(wǎng)和800M集群通信傳輸。但超短波傳輸一直扮演非常重要的角色。90年代末期開始，已陸續(xù)利用INTERNET網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和GSM短信方式進行傳輸，但并未有大規(guī)模組網(wǎng)實施。
1.2水利數(shù)據(jù)遙測中幾種通信方式的比較
水利數(shù)據(jù)遙測中通信組網(wǎng)方案是多種多樣的，但不外乎兩種類型，即單一通信方式和混合通信方式。常見的通信方式有：超短波、有線電話、衛(wèi)星、GSM、GPRS等幾種，它們都可以單獨組成水利數(shù)據(jù)遙測網(wǎng)絡(luò)。混合通信方式由以上通信方式不同組合而成，可以衍生出很多種組網(wǎng)方案。
1.2.1 超短波
超短波一般是指30MHz～3000MHz頻段的無線電波，其傳輸機理是對流層內(nèi)的視距與繞射傳播。在水利數(shù)據(jù)遙測系統(tǒng)中，測站實測的水利信息，送入遙測終端機（RTU），經(jīng)過信源和信道編碼，由調(diào)制解調(diào)器調(diào)制成射頻載波，經(jīng)功率放大后發(fā)射到中繼站。中繼站接收到測站發(fā)來的射頻信號，解調(diào)成音頻信號，經(jīng)中繼儀解調(diào)成數(shù)字信號、糾錯編碼、數(shù)據(jù)再生、調(diào)制、放大后發(fā)送回中心站；中心站將信號解調(diào)、信道譯碼和信源譯碼后，經(jīng)前置計算機送入主計算機系統(tǒng)。
超短波組網(wǎng)的優(yōu)點：
①、技術(shù)成熟，設(shè)備簡單易于配套；
②、實時性好；
③、獨立性好，完全是自身的專用網(wǎng)絡(luò)。
超短波組網(wǎng)的缺點：
①、在無線電通信擁擠的地區(qū)，干擾日趨嚴重；
②、防雷地網(wǎng)要求高，野外設(shè)備防凍害的技術(shù)措施難度大、成本高，建設(shè)費用大，維護管理不便；
③、對通信效果差的站點，需建多級中繼站級聯(lián)，降低系統(tǒng)可靠性。
1.2.2 衛(wèi)星傳輸
隨著科學(xué)技術(shù)的進步，衛(wèi)星通信應(yīng)用越來越多。衛(wèi)星通信組網(wǎng)就是在監(jiān)測站配置“數(shù)據(jù)采集平臺”（DCP），將水利數(shù)據(jù)信息發(fā)射到衛(wèi)星，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到地面網(wǎng)管中心，登記后再由網(wǎng)管中心將信息發(fā)到衛(wèi)星，然后轉(zhuǎn)發(fā)到地面接收平臺（DRP）。
在移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋不到，而超短波通信又需增加中繼站的報汛站點采用衛(wèi)星通信，是一種比較可行的辦法。
衛(wèi)星信道組網(wǎng)的優(yōu)點：
1．傳輸距離遠、覆蓋范圍廣、傳輸質(zhì)量好；
2．由于各發(fā)射點、地面站與衛(wèi)星之間采用視線傳輸，因而不受地形、地物的阻擋，特別適用于地形復(fù)雜地帶的通信；
3．?dāng)?shù)傳速率較有線、超短波和GMS組網(wǎng)方式高；
4．室外只有小天線，易避免凍害。
衛(wèi)星信道組網(wǎng)的缺點：
1．衛(wèi)星平臺耗電較大，采用直流供電時需配置較大容量的電池和浮充電設(shè)備；
2．衛(wèi)星終端設(shè)備成本高，衛(wèi)星平臺的價格較貴，另外，雖然系統(tǒng)采取按時收費，但使用成本和運行維護費依舊很高。
1.2.3 PSTN
有線組網(wǎng)方式是利用公用電話線路，在每個監(jiān)測點分配一條電話用戶線，數(shù)據(jù)接收中心利用電話撥號的方法采集各監(jiān)測點的數(shù)據(jù)信息。
有線信道組網(wǎng)的優(yōu)點：
1、 無需土建，建設(shè)成本低、建設(shè)周期短。有線組網(wǎng)的通信設(shè)備也較超短波、GSM、衛(wèi)星等通訊方式便宜。
2、通信平臺有保障，不同站點的傳輸信號間不易產(chǎn)生相互干擾；
3、通信距離不受地形地域的限制；
有線信道組網(wǎng)的缺點：
1、野外電話線纜易遭受雷電干擾，易受人為破壞；
2、數(shù)據(jù)采集速度受電話線路質(zhì)量和線路忙閑的影響，暢通率有時不高；
3、系統(tǒng)只宜采用召測工作方式，不宜采用自報方式，由于每一個站的應(yīng)答查詢均必須通過撥號、接通、傳輸、掛機等階段，因此數(shù)據(jù)收集周期長；
4、線路走向需跨越橋梁、鐵路、公路時，施工困難，投資費用高。
1.2.4 GSM移動通信信道
當(dāng)前移動通信業(yè)務(wù)發(fā)展迅猛，我國的手機擁有量目前已躍居世界第一位。根據(jù)前景預(yù)測，GSM業(yè)務(wù)覆蓋范圍將遍及世界每個角落，利用GSM手機的短信息功能傳送水利數(shù)據(jù)或其它短數(shù)據(jù)不失為一種理想的手段。
GSM移動通信信道組網(wǎng)的優(yōu)點：
1、利用公網(wǎng)，不需自建和維護通訊網(wǎng)；
2、通信平臺（GSM）有保障，且不同站點的傳輸信號之間不易產(chǎn)生相互干擾；
3、通信速率較高，可達19.2Kbps；
4、通信線路和設(shè)備不易遭受雷電襲擊和人為破壞；
5、組網(wǎng)靈活，站點的變動和擴充容易；
6、設(shè)備耗電省，費用低。
GSM移動通信信道組網(wǎng)的缺點：
1、受當(dāng)前GMS網(wǎng)絡(luò)覆蓋的限制，可能有些偏遠的站點無法通信組網(wǎng)；
2、短信息的接收會出現(xiàn)時延的現(xiàn)象，設(shè)計時要根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模考慮解決瓶頸的問題。
1.2.5? GPRS通用無線分組業(yè)務(wù)
GPRS是通用無線分組業(yè)務(wù)（General Packet Radio Service）的英文簡稱，是在GSM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種分組交換的數(shù)據(jù)承載和傳輸網(wǎng)絡(luò)，特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸，而且GPRS是根據(jù)流量計費的，所以運營費用比GSM方式要低得多。
由于GPRS是基于IP的,因此在傳統(tǒng)的遠程監(jiān)控應(yīng)用上,不僅可以提供GSM可以提供的數(shù)據(jù)撥號/SMS通訊方式,而且可以讓用戶開發(fā)基于INTERNET的應(yīng)用系統(tǒng),從而徹底根除了數(shù)據(jù)撥號價格高,SMS延時長的缺點,從而使用戶開發(fā)的系統(tǒng)整體性能和可靠性得到了很大提高,系統(tǒng)運行成本也大幅下降。
優(yōu)點：
①永遠在線：只要激活GPRS應(yīng)用后，將永遠保持在線，類似于一種無線專線網(wǎng)絡(luò)。
②按流量計費：只有產(chǎn)生通信流量時才計費，是一種面向使用的計費，計費方式更加科學(xué)合理。
③快速登錄：全新的分組服務(wù)，無需長時間的撥號建立連接過程。
④利用公網(wǎng)通信質(zhì)量好，技術(shù)成熟、穩(wěn)定，組網(wǎng)靈活，移植性強。
⑤不易被雷擊，建設(shè)周期短。
缺點：
①因為是永遠在線，對遙測站的供電要求較高。建議配備的GPRS通信模塊具有自動掉電功能。
②網(wǎng)絡(luò)能否組網(wǎng)由站點信號強度決定。
1.2.6 綜合對比分析
以下對主要的幾種遙測通信組網(wǎng)方式作出對比。
通信方式對比表
