“數(shù)字引江濟(jì)淮”骨干網(wǎng)建設(shè)思路

王希亮

（安徽電信規(guī)劃設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230001）

1 數(shù)字引江濟(jì)淮建設(shè)原則

面向10年以上的業(yè)務(wù)發(fā)展，基于F5G全光網(wǎng)絡(luò)承載技術(shù)，充分利用光傳送網(wǎng)（Optical Transport Network，OTN）等在物理層實(shí)現(xiàn)硬隔離功能，建成控制、視頻、感知以及辦公完全融合的智慧網(wǎng)絡(luò)，節(jié)省光纜資源，避免重復(fù)投資，提高網(wǎng)絡(luò)可靠性、安全性及復(fù)用性。骨干承載網(wǎng)通過擴(kuò)容板卡方式平滑升級(jí)系統(tǒng)容量，滿足“引江濟(jì)淮”工程未來業(yè)務(wù)快速增長(zhǎng)的帶寬需求。視頻接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)合全光技術(shù)可滿足輸水線路廣覆蓋訴求，為未來調(diào)水工程信息化建設(shè)奠定基礎(chǔ)[1]。

2 數(shù)字引江濟(jì)淮建設(shè)目標(biāo)

2.1 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

（1）三網(wǎng)融合，物理隔離，安全可靠。通過OTN技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳送網(wǎng)、控制網(wǎng)、視頻網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)4網(wǎng)融合，通過相關(guān)技術(shù)處理實(shí)現(xiàn)物理隔離，提供環(huán)網(wǎng)保護(hù)功能，充分保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

（2）智運(yùn)維，易操作。網(wǎng)管圖形化界面一鍵式開通，告警實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，設(shè)備運(yùn)維簡(jiǎn)單。OTN設(shè)備內(nèi)置光時(shí)域反射儀（Optical Time Domain Reflectometer，OTDR），可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中線路光纖的在線監(jiān)控管理。通過對(duì)光纖連接狀態(tài)的精準(zhǔn)檢測(cè)，協(xié)助維護(hù)人員分析光纖接口、熔纖點(diǎn)質(zhì)量，快速定位光纖故障點(diǎn)[2]。

（3）帶寬平滑升級(jí)，業(yè)務(wù)一跳入云。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)按需設(shè)計(jì)，節(jié)省投資。帶寬平滑擴(kuò)容，滿足未來10年調(diào)水工程業(yè)務(wù)需求。波分技術(shù)一跳直達(dá)，業(yè)務(wù)直接上云。

（4）冗余備份。調(diào)度中心關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用雙節(jié)點(diǎn)冗余設(shè)計(jì)，關(guān)鍵鏈路采用冗余備份或者負(fù)載分擔(dān)，關(guān)鍵設(shè)備的電源、主控板等關(guān)鍵部件冗余備份，以此提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)要求

作為全省水利水務(wù)統(tǒng)一承載骨干傳輸網(wǎng)，應(yīng)在不影響當(dāng)前建設(shè)水利水務(wù)專網(wǎng)使用的前提下，后期通過擴(kuò)充傳輸波道的形式匹配專網(wǎng)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的訴求。光傳輸設(shè)備應(yīng)具備靈活插卡式結(jié)構(gòu)，滿足后續(xù)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)需求，在不影響既有業(yè)務(wù)的情況下支持平滑擴(kuò)充帶寬。光骨干傳輸網(wǎng)設(shè)計(jì)需要考慮足夠的光性能指標(biāo)，在當(dāng)前光纖鏈路實(shí)際損耗（包含各熔接點(diǎn)、跳接點(diǎn)等帶來的連接損耗）的基礎(chǔ)上留有至少3 dB余量，保障系統(tǒng)足以應(yīng)對(duì)光纜故障熔接以及光纖老化帶來的損耗。此外，光傳輸?shù)墓庑旁氡戎辽贋? dB。光傳輸設(shè)備接口應(yīng)能滿足業(yè)界主流接口，例如以太接口、主流存儲(chǔ)設(shè)備接口等。光骨干傳輸網(wǎng)的光纖放大器通過放大光信號(hào)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的長(zhǎng)距離傳輸，可采用高增益、低噪聲的普通光纖放大器。光傳輸?shù)墓芾硇诺啦捎脦?nèi)或者帶外的方式實(shí)現(xiàn)，帶外方式采用專門的波長(zhǎng)傳遞監(jiān)控信息和操作維護(hù)管理信息，帶內(nèi)方式采用業(yè)務(wù)固定幀結(jié)構(gòu)中的開銷字節(jié)來傳送相關(guān)的監(jiān)控信息。

2.3 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求調(diào)研

本次“引江濟(jì)淮”基礎(chǔ)骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)涉及到江水北送、江淮溝通、引江濟(jì)巢、淮水北調(diào)4大部分，共計(jì)57個(gè)站點(diǎn)（包含集團(tuán)公司、市分公司、各節(jié)點(diǎn)供水管理所等）。骨干網(wǎng)依托地理特點(diǎn)采取優(yōu)先組建環(huán)網(wǎng)、個(gè)別站點(diǎn)無法成環(huán)采取單鏈路組網(wǎng)的原則，覆蓋以上全部節(jié)點(diǎn)。灌區(qū)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)內(nèi)容包括調(diào)度中心（集控中心）建設(shè)、骨干承載網(wǎng)建設(shè)、接入層網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。工程整體網(wǎng)絡(luò)框架如圖1所示。

圖1 工程整體網(wǎng)絡(luò)框架

2.4 網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)

此次網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃主體為“引江濟(jì)淮”工程調(diào)度中心及各管理站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。控制專網(wǎng)獨(dú)立組網(wǎng)，業(yè)務(wù)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)采用邏輯隔離的方式組網(wǎng)，滿足調(diào)度中心和省水利廳等相關(guān)單位數(shù)據(jù)對(duì)接需求。網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)框架如圖2所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)框架

2.5 調(diào)度中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)系統(tǒng)

調(diào)度中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。

圖3 調(diào)度中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)系統(tǒng)架構(gòu)

本次調(diào)度中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案采用層次化的設(shè)計(jì)思路，按照全光接入層、核心層進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和設(shè)備部署。調(diào)度中心網(wǎng)絡(luò)采用IP+光的二層簡(jiǎn)易網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，采用大二層設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)清晰穩(wěn)定，避免傳統(tǒng)三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)帶來的環(huán)路困擾，整網(wǎng)易于擴(kuò)展和維護(hù)。調(diào)度中心網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)層次（接入層、無源匯聚以及核心層等）和多個(gè)網(wǎng)絡(luò)分區(qū)（互聯(lián)網(wǎng)出口區(qū)、省水利廳出口區(qū)、樞紐單位匯聚區(qū)、業(yè)務(wù)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)核心區(qū)、數(shù)據(jù)中心區(qū)、安全運(yùn)維管理區(qū)、調(diào)度中心辦公區(qū)、控制專網(wǎng)核心區(qū)以及自動(dòng)化控制管理區(qū)等），各功能分區(qū)模塊清晰，模塊內(nèi)部調(diào)整涉及范圍小，易于進(jìn)行問題定位[3-6]。

2.6 骨干承載網(wǎng)建設(shè)

不同業(yè)務(wù)平面之間利用OTN技術(shù)進(jìn)行物理隔離，在確保高安全性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)合一。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的物理位置和光纜情況部署5個(gè)環(huán)網(wǎng)，部分站點(diǎn)單獨(dú)接入，不同業(yè)務(wù)之間相互隔離，環(huán)網(wǎng)業(yè)務(wù)采用雙發(fā)選收的方式實(shí)現(xiàn)保護(hù)。骨干傳輸網(wǎng)主要打通各個(gè)管理單位站點(diǎn)、調(diào)度中心之間的網(wǎng)絡(luò)，為業(yè)務(wù)之間的調(diào)度提供通道。骨干傳輸網(wǎng)整體架構(gòu)如圖4所示。

圖4 骨干傳輸網(wǎng)整體架構(gòu)

每個(gè)環(huán)規(guī)劃按照物理站點(diǎn)具體位置采取跳接或者相鄰站點(diǎn)互聯(lián)的方式，以使站點(diǎn)之間的跨段相對(duì)均勻。環(huán)環(huán)之間采取相交的方式聯(lián)通，5個(gè)子環(huán)環(huán)環(huán)相接，實(shí)現(xiàn)信息的互通。每個(gè)子環(huán)間均有1個(gè)站點(diǎn)連接，最終數(shù)據(jù)均從東、西兩個(gè)方向匯入中心站點(diǎn)蜀山泵站。業(yè)務(wù)之間均配置保護(hù)，增加光纖檢測(cè)功能，實(shí)時(shí)檢測(cè)光纖狀態(tài)。互聯(lián)站點(diǎn)之間占用2芯光纖資源，由于大部分站點(diǎn)之間均按照環(huán)路保護(hù)設(shè)計(jì)，因此在實(shí)際的物理站點(diǎn)之間需要部署至少4芯光纖資源。

3 結(jié) 論

隨著工程建管業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，信息化水平得到了很大提升。通過“引江濟(jì)淮”一期工程主要樞紐信息化覆蓋，建成一期工程骨干節(jié)點(diǎn)骨干通信網(wǎng)絡(luò)，建成一期骨干工程業(yè)務(wù)骨干網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)地站、管理所和集團(tuán)公司之間的高速網(wǎng)絡(luò)互連，滿足各級(jí)管理機(jī)構(gòu)工程運(yùn)行調(diào)度及業(yè)務(wù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)傳輸。通過構(gòu)建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全管理體系，保障工程業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定。