輸水入連工程網絡系統設計

陳永彰 張 建

(遼寧省水利水電勘測設計研究院 遼寧沈陽 110006)

1 前言

大連市位于遼寧省南部，三面臨海，是遼寧嚴重資源型缺水城市之一。大連地區境內多年平均徑流量為 32.51億m3，人均占有量為 579m3，僅為全國人均占有量的1/4，而金州以南地區多年平均徑流量3.26億m3，人均占有量僅有117m3。為解決工業生產和居民生活用水問題，從上世紀90年代至今，大連市先后建設了引碧入連供水工程、引英入連供水工程、青云河—臥龍水庫供水工程以及正在建設中的大伙房輸水應急入連工程等跨流域的調水工程。以上各工程均由大連市供水有限公司負責運行管理，因此，將現有工程的網絡系統改造升級，納入新建的工程之中，建設一個統一的輸水工程信息管理系統，可以更好地提高供水安全，充分發揮各輸水工程的功能，具有重大的意義。

2 工程概況

大連市引碧入連供水工程起點位于碧流河水庫，采用明流暗渠和隧洞將水引至洼子店水庫，通過泵站加壓后，采用壓力管道將水輸送至大連市區凈水廠。

引英入連供水工程起于英那河水庫，通過泵站加壓，采用壓力管道將水輸送至洼子店水庫。

青云河—臥龍水庫供水工程通過加壓管道為開發區供水，工程規模較小。

上述工程均建設了相應的信息系統，但由于建設時段不一，各工程各自獨立，故 2006年進行了統一規劃，建設了網絡系統。但是大部分網絡設備支持的功能較為單一，主要滿足日常辦公和對外交流的需求。21

供水公司現有網絡包括總公司、引碧分公司、英那河分公司、臥龍水庫分公司及其下屬19個管理站的網絡，其中引英入連工程管理節點之間采用有線傳輸，引碧入連（南段）線路管理節點采用有線傳輸與無線傳輸結合方式，網絡拓撲圖見圖1。

大伙房輸水應急入連工程從大伙房水庫輸水工程的鞍山配水站接引，采用兩級加壓的方式，將水輸送至碧流河水庫，再利用和改造現有工程并新建部分工程，由碧流河水庫分別向東風水庫和洼子店水庫輸水。工程沿線設2個分公司，13個管理站。

應急供水工程建完后，大連市供水有限公司管理機構將包括大連總公司、大石橋分公司、瓦房店分公司、引碧第二分公司（普蘭店分公司）、引英供水分公司（皮口）、英那河水庫分公司、臥龍水庫分公司，以及分公司下屬的33個管理站。

3 網絡系統

3.1 廣域網網絡結構

結合供水公司節點分布及光纜資源建設情況，供水公司的計算機網絡廣域網采用星型結構，如圖2所示。按照管理機構建成三級星型結構：以總公司為核心、各分公司為匯聚層、各管理站為接入層。其中分公司（不包含臥龍水庫分公司）至總公司采用155MPOS鏈路，各管理站至分公司采用FE鏈路。

3.2 緊急備份鏈路的考慮

在底層光纖資源出現故障時，上層網絡設備的所有安全措施變得毫無意義。為預防山洪等地質災害引起的底層光纜資源的中斷所帶來的影響，在通信網絡層面采取必要的應急鏈路措施，將故障的影響范圍降低。

根據需要，可以考慮在各管理站配置相應的撥號設備或采用無線信號，通過 PSTN撥號方式或利用無線信號（如WCDMA）直接接入大連供水有限公司、分公司，解決特殊情況下的應急指揮問題。增加備份鏈路后控制專網拓撲結構示意圖如圖3所示。

3.3 總公司局域網網絡結構

根據輸水工程應用系統安全需求，大連總公司局域網建設分為內部應用域、安全服務域、用戶接入域及DMZ區。其中內部應用域承載公司生產系統及管理系統，其安全有效運行是公司正常運作的基礎；安全服務域是網絡及應用系統正常運行的保障，包括防病毒系統建設、安全防護建設及安全管理建設；安全接入域為公司員工提供網絡接入服務，通過有效的手段保障用戶接入安全；DMZ區域（非軍事化管理區域）為員工提供對外交互的窗口。如圖4所示。

3.4 分公司局域網網絡結構

分公司配置1臺匯聚路由器，負責匯聚及轉發本節點所轄管理站業務。如圖5所示。

3.5 管理站網絡結構

各管理站配置有兩臺終端，其中1臺用戶內部辦公，包括對所轄輸水管道控制信息上報、內部信息處理、視頻會議等，另1臺用于員工互聯網訪問，對外交互，通過 VLAN端口設置保障兩臺終端的邏輯隔離。如圖6所示。

4 通信傳輸系統

目前采用光纖方式的組網技術按不同的應用場合主要有以下兩大類：（1）適用于大容量干線網絡，其中包括 IP over WDM、OTN等；（2）適用于區域/城域/專網，其中包括基于SDH的多業務傳送平臺(MSTP)技術、基于分組交換技術的分組傳送網 PTN、基于 RPR(彈性分組環)的多業務傳送技術和基于廠家私有協議的綜合業務傳送技術等。

鑒于輸水工程業務網絡對傳輸帶寬的需求，且業務需求類型較為豐富，對技術成熟可靠性要求較高；在傳輸技術選擇方面，基于SDH的MSTP技術對TDM業務的支持是非常成熟和完善的，能實現網絡傳輸設備的統一以及網絡的可運營、可管理性。經過技術經濟綜合比較，輸水工程的通信傳輸系統選用基于SDH的MSTP技術組建。

光纜網采用鏈型組網方式，引碧第二分公司(普蘭店)至引英供水分公司、供水所至萬福、瓦房店管理站的接入由于光纜自建難度較大，按照租用公網資源考慮；引英供水分公司至7#站新建1 條 12 芯架空光纜；10#站-9#站-8#站-7#站-6#站-5#站-4#站-3#站-2#站-1#站-雙塔泵站新建 1 條 12芯架空光纜；2#站-供電所-樂甲泵站-得利寺-東風水庫新建1條12芯架空光纜；大石橋分公司至上土臺新建1條12芯架空光纜；鞍山站-耿莊站-中小站-上土臺站-柳樹站-西海站-蓋州站-萬福站利用輸水管道施工時埋設硅芯管，敷設1條12芯光纜。

根據各節點地理位置，結合光纜路由方案及各節點的業務需求，確定組網結構，見圖7。

在大連與普蘭店之間組建一個2.5Gbit/s的鏈狀系統，在引英供水分公司（皮口）、供水所和蓋州及普蘭店四點間組建一個2.5Gbit/s的自愈環，在供水所、2#、4#、6#、8#、10#、9#、7#、5#、3#之間組建一個622Mbit/s的環，在供水所、得利寺、東風水庫、樂甲泵站之間組建一個622Mbit/s的環，在萬福、蓋州、柳樹、中小、鞍山、耿莊、上土臺、西海之間組建設一個622Mbit/s的環，在2#、1#和雙塔泵站之間組建設一個155Mbit/s的環，并在東風水庫、瓦房店之間，柳樹、大石橋之間組建622Mbit/s鏈狀系統。

5 結語

利用大伙房輸水應急入連工程建設時機，將供水公司所轄的其他供水工程網絡系統進行改造，納入統一的信息管理系統，實現了碧流河水庫和英那河水庫的聯合調度以及所有的供水工程聯合調度，優化了水資源配置，提高了城市供水保障度。在現有的技術水平下，輸水工程信息系統建設采用分層分布式星型網絡結構是合適的；傳輸網絡宜采用基于SDH的MSTP技術組建成環形網絡，提高系統安全運行保證率；自建光纜和租用公網相結合，解決傳輸路由是比較經濟合理的。