输水入连工程网络系统设计

陈永彰 张 建

(辽宁省水利水电勘测设计研究院 辽宁沈阳 110006)

1 前言

大连市位于辽宁省南部，三面临海，是辽宁严重资源型缺水城市之一。大连地区境内多年平均径流量为 32.51亿m3，人均占有量为 579m3，仅为全国人均占有量的1/4，而金州以南地区多年平均径流量3.26亿m3，人均占有量仅有117m3。为解决工业生产和居民生活用水问题，从上世纪90年代至今，大连市先后建设了引碧入连供水工程、引英入连供水工程、青云河—卧龙水库供水工程以及正在建设中的大伙房输水应急入连工程等跨流域的调水工程。以上各工程均由大连市供水有限公司负责运行管理，因此，将现有工程的网络系统改造升级，纳入新建的工程之中，建设一个统一的输水工程信息管理系统，可以更好地提高供水安全，充分发挥各输水工程的功能，具有重大的意义。

2 工程概况

大连市引碧入连供水工程起点位于碧流河水库，采用明流暗渠和隧洞将水引至洼子店水库，通过泵站加压后，采用压力管道将水输送至大连市区净水厂。

引英入连供水工程起于英那河水库，通过泵站加压，采用压力管道将水输送至洼子店水库。

青云河—卧龙水库供水工程通过加压管道为开发区供水，工程规模较小。

上述工程均建设了相应的信息系统，但由于建设时段不一，各工程各自独立，故 2006年进行了统一规划，建设了网络系统。但是大部分网络设备支持的功能较为单一，主要满足日常办公和对外交流的需求。21

供水公司现有网络包括总公司、引碧分公司、英那河分公司、卧龙水库分公司及其下属19个管理站的网络，其中引英入连工程管理节点之间采用有线传输，引碧入连（南段）线路管理节点采用有线传输与无线传输结合方式，网络拓扑图见图1。

大伙房输水应急入连工程从大伙房水库输水工程的鞍山配水站接引，采用两级加压的方式，将水输送至碧流河水库，再利用和改造现有工程并新建部分工程，由碧流河水库分别向东风水库和洼子店水库输水。工程沿线设2个分公司，13个管理站。

应急供水工程建完后，大连市供水有限公司管理机构将包括大连总公司、大石桥分公司、瓦房店分公司、引碧第二分公司（普兰店分公司）、引英供水分公司（皮口）、英那河水库分公司、卧龙水库分公司，以及分公司下属的33个管理站。

3 网络系统

3.1 广域网网络结构

结合供水公司节点分布及光缆资源建设情况，供水公司的计算机网络广域网采用星型结构，如图2所示。按照管理机构建成三级星型结构：以总公司为核心、各分公司为汇聚层、各管理站为接入层。其中分公司（不包含卧龙水库分公司）至总公司采用155MPOS链路，各管理站至分公司采用FE链路。

3.2 紧急备份链路的考虑

在底层光纤资源出现故障时，上层网络设备的所有安全措施变得毫无意义。为预防山洪等地质灾害引起的底层光缆资源的中断所带来的影响，在通信网络层面采取必要的应急链路措施，将故障的影响范围降低。

根据需要，可以考虑在各管理站配置相应的拨号设备或采用无线信号，通过 PSTN拨号方式或利用无线信号（如WCDMA）直接接入大连供水有限公司、分公司，解决特殊情况下的应急指挥问题。增加备份链路后控制专网拓扑结构示意图如图3所示。

3.3 总公司局域网网络结构

根据输水工程应用系统安全需求，大连总公司局域网建设分为内部应用域、安全服务域、用户接入域及DMZ区。其中内部应用域承载公司生产系统及管理系统，其安全有效运行是公司正常运作的基础；安全服务域是网络及应用系统正常运行的保障，包括防病毒系统建设、安全防护建设及安全管理建设；安全接入域为公司员工提供网络接入服务，通过有效的手段保障用户接入安全；DMZ区域（非军事化管理区域）为员工提供对外交互的窗口。如图4所示。

3.4 分公司局域网网络结构

分公司配置1台汇聚路由器，负责汇聚及转发本节点所辖管理站业务。如图5所示。

3.5 管理站网络结构

各管理站配置有两台终端，其中1台用户内部办公，包括对所辖输水管道控制信息上报、内部信息处理、视频会议等，另1台用于员工互联网访问，对外交互，通过 VLAN端口设置保障两台终端的逻辑隔离。如图6所示。

4 通信传输系统

目前采用光纤方式的组网技术按不同的应用场合主要有以下两大类：（1）适用于大容量干线网络，其中包括 IP over WDM、OTN等；（2）适用于区域/城域/专网，其中包括基于SDH的多业务传送平台(MSTP)技术、基于分组交换技术的分组传送网 PTN、基于 RPR(弹性分组环)的多业务传送技术和基于厂家私有协议的综合业务传送技术等。

鉴于输水工程业务网络对传输带宽的需求，且业务需求类型较为丰富，对技术成熟可靠性要求较高；在传输技术选择方面，基于SDH的MSTP技术对TDM业务的支持是非常成熟和完善的，能实现网络传输设备的统一以及网络的可运营、可管理性。经过技术经济综合比较，输水工程的通信传输系统选用基于SDH的MSTP技术组建。

光缆网采用链型组网方式，引碧第二分公司(普兰店)至引英供水分公司、供水所至万福、瓦房店管理站的接入由于光缆自建难度较大，按照租用公网资源考虑；引英供水分公司至7#站新建1 条 12 芯架空光缆；10#站-9#站-8#站-7#站-6#站-5#站-4#站-3#站-2#站-1#站-双塔泵站新建 1 条 12芯架空光缆；2#站-供电所-乐甲泵站-得利寺-东风水库新建1条12芯架空光缆；大石桥分公司至上土台新建1条12芯架空光缆；鞍山站-耿庄站-中小站-上土台站-柳树站-西海站-盖州站-万福站利用输水管道施工时埋设硅芯管，敷设1条12芯光缆。

根据各节点地理位置，结合光缆路由方案及各节点的业务需求，确定组网结构，见图7。

在大连与普兰店之间组建一个2.5Gbit/s的链状系统，在引英供水分公司（皮口）、供水所和盖州及普兰店四点间组建一个2.5Gbit/s的自愈环，在供水所、2#、4#、6#、8#、10#、9#、7#、5#、3#之间组建一个622Mbit/s的环，在供水所、得利寺、东风水库、乐甲泵站之间组建一个622Mbit/s的环，在万福、盖州、柳树、中小、鞍山、耿庄、上土台、西海之间组建设一个622Mbit/s的环，在2#、1#和双塔泵站之间组建设一个155Mbit/s的环，并在东风水库、瓦房店之间，柳树、大石桥之间组建622Mbit/s链状系统。

5 结语

利用大伙房输水应急入连工程建设时机，将供水公司所辖的其他供水工程网络系统进行改造，纳入统一的信息管理系统，实现了碧流河水库和英那河水库的联合调度以及所有的供水工程联合调度，优化了水资源配置，提高了城市供水保障度。在现有的技术水平下，输水工程信息系统建设采用分层分布式星型网络结构是合适的；传输网络宜采用基于SDH的MSTP技术组建成环形网络，提高系统安全运行保证率；自建光缆和租用公网相结合，解决传输路由是比较经济合理的。