摘 要：为昆钢大红山管道监控建设一个安全、稳定、高效的计算机网络系统，同时兼顾考虑未来几年计算机网络系统扩展。要求整个网络可实现基于IP路由的计算机局域网和广域网数据通信，并可实现视频会议。

　　整个网络必须能够支持语音、数据、视频三网合一，对整网的数据流量要具有一定程度的可控性，在提供高带宽数据传输的同时可以通过各种QOS机制来保证较高的语音和视频质量。

　　同时充分考虑今后网络的扩展，将来在带宽或者性能方面不足以满足需求的时候可以通过在现有设备的基础上平滑扩容来满足新的需求。既保护了客户投资，又减少了很多繁琐的重复建设工作。

　　关键词：传输网络； 局域网； 监控； 扩展性；安全性；一、整体方案概述1.1概述昆钢大红山精矿输送管道年输送精矿230万吨，是昆钢集团能源运输的生命线，管道全长171公里，由3个泵站、4个压力监测站组成，沿途地形复杂，自身要求控制精度较高，必须建立一个为生产监控、调度和行政通信及大红山信息化建设等服务的高效的传输网络。

　　本方案为昆钢大红山传输通信工程，主要为生产监控、调度和行政通信及大红山信息化建设等服务。管线全长约200公里，考虑网络安全性，建议备用传输通道通过使用电信2芯光纤迂回组成保护环。环网通信路由近500公里，沿途共设10个622M通信站点，其中包括3个泵站、4个压力监测站、3个终端站。

　　项目因将来需要扩展的业务种类多样，涉及产品种类多，共有光传输、配线、电源、视频、计算机网络、网管、综合布线等。产品多样化就大大加强了对系统集成的要求。本次所提供的光传输、接入网、配线、电源、计算机网络、网管、综合布线等设备全部采用华为公司设备，设备质量优异，稳定性高，同时具备很强的售后服务能力。

　　具体的各种业务接入如图一所示：

　　图一：传输示意将传输设备搭建一个传输网络结构，网络组成环形网，采用二纤通道保护环，可以加强网络结构的保护。在传输平台上来传输各种具体的业务，包括三个泵站、四个压力检测站、终端站间电话、工业监控、ERP等各种信息；同时此次搭建的传输平台可以满足未来业务增长的需要，如未来的会议电视系统、其他新的业务需求等。各站点（中继站除外）通过数据交换机接入工业控制数据、语音、图像等业务，并预留局域网的扩展空间。

　　传输的控制中心设在860机房，电话业务通过数字或出局与860分局连接，PSI（美国管道公司）设计的工控以太网备用通道在一号泵站及终点站控制室上下10M或更大的带宽。

　　二、组网方案建议[1]

　　2.1网络结构方案建议采用高性能MSTP（多业务传送平台）传输设备Metro1000来进行组网。该组网方案充分考虑了用户需求与投资，本次项目采用的Metro1000设备在满足此期工程需求的同时，还有较大的容量可以满足以后系统扩容。该设备是现阶段大量使用的主流设备，产品具有很强的稳定性及可持续发展性。

　　网管设备采用T2000网管系统，其可管理的网元数可达到1000个。同时除具备传统网元级网管的全部功能外，还具有部分网络级功能。使操作更加简便，功能更强大。本次网管系统安置在860分局机房，通过网管就可以管理其他所有站点，可对其他站点进行业务配置等。同时网管系统具有多安全分层，可根据需要将用户分成多种权限，以保证数据的安全性。

　　鉴于本项目对高可靠性的需求，我们在本次工程中将系统建成环形网络。环形网可以充分利用设备的环形网络保护，以更大限度地保证数据安全。否则，按链形组网方案，设备线路中任何一点发生故障都会导致数据传输中断。故使用电信2芯光纤，通过电信路由迂回形成保护环。

　　此次网络建设采用环形组网方案（如图二所示）。

　　图二：组网图本组网方案根据工程的业务分布和具体地理位置，网络结构采用二纤通道保护环结构：各站点采用高性能的Metro1000，线路速率622M，设备支持MADM配置。可以满足以后通道容量的扩容要求。

　　传输时隙分配方案：

　　大红山语音及调度交换机容量预计2000门，按昆钢860分局向中继收敛10：1计算，占用8*2M中继；作为数据监控线路的备用通道，该容量预计占用10~50M带宽，计（5~25）*2M；由于622M通道总容量为252*2M，最大可用48*2M供企业ERP应用；此外，通道还有171*2M余量供企业的其他各种应用。

　　本方案采用二纤通道保护环，采用双发选收模式，可以达到理想的保护效果，保护倒换时间小于15ms。

　　2.2网络管理解决方案2.2.1网管分类网管系统分为：

　　（1）网络级网管系统OptiX iManagerT2100（SNM）（2）子网级网管系统OptiX iManagerT2000（EM）（3）本地维护终端OptiX iManager T2000-LCT（LCT）OptiX iManager T2100系统是子网级管理系统。它向下通过MML接口与网元管理系统相连，通过对多个网元管理系统的管理以实现对大规模网络的管理。T2100/T2000所提供的北向接口为标准的CORBA接口，用于接入集团公司的综合网络管理系统。

　　网元管理系统OptiX iManager T2000是具有部分网络管理功能的网元管理系统。

　　使用一套OptiX iManager T2000，可以对所有的OptiX系列传输产品（OptiX BWS320G、OptiX 10G、OptiX 2500+、OptiX155/622（Metro2050）、Metro系列等）进行统一管理。

　　2.2.2网管方案说明按项目设计要求，此次工程采用T2000网管系统，网管设于860分局机房。通过在860分局机房的网管系统，可对整个网络进行管理。

　　各站场的传输设备信息会自动上传至终端控制室，在网管上可对所有设备进行操作，包括配置、各种信息浏览、操作等。

　　2.2.3.DCN的组织和实现方案DCN（Data Communication Network）用来传送网管信息，与网管系统的性能和功能实现有着密切的关系，是整个网管系统的一部分。

　　iManager 网管系统提供DCN的保护；可使得网管和NE之间、网管和子网管理系统之间的通信可至少提供两条路由可供选择；当出现光缆断或部分光纤断时，不影响各级网管的管理和通信。

　　DCN可以是2M专线、DDN专线、ISDN、PSTN、Ethernet方式。一旦光缆断掉，网管就能通过DCN的方式走备份路由，仍然可管理整个网络，建议DCN通道带宽使用2M专线。

　　2.4公务通信系统本方案在网络中利用Metro1000中的E1、E2字节组成一条公务联络系统，完成各通信站点间的公务电话联络，公务电话支持选呼、群呼、广播等功能方式。可以方便网络维护。

　　2.5网络同步方案[2]

　　OptiX 155/622H（Metro1000）的同步定时可采用以下方式：

　　a）外部参考定时模式：设备中的内部时钟锁定于外部参考时钟。这种模式用于连到BITS的 OptiX 155/622H（Metro1000）设备。

　　b ）S T M-N线路提取定时模式：同步定时信号从某个STM-N输入信号提取。这种模式用于不能直接与BITS连接的O p t i X155/622H（M e t r o1000）终端复用设备和155/622H（Metro1000）分插复用设备。

　　c）保持与自由运行模式：

　　保持模式：模拟前24小时存储的定时信息作为工作时钟，精度≤0.37ppm；自由运行模式： 利用设备内部高精度振荡器产生的时钟信号作为工作时钟，精度≤4.6ppm。

　　本次工程网络同步方案如下：

　　本次工程因没有外部时钟源，所以设备采用自振＋跟踪的方式来实现同步。本期工程用860分局机房的Metro1000设备内部时钟自由振荡做主时钟，其他各站点采用线路跟踪做为第一时钟，因为华为公司设备内时钟采用高精度的晶振，可以具备国家二级时钟要求，能够很好地满足此次工程要求。

　　三、网络系统功能3.1计算机全网数据通信功能利用广域网方式实现终端控制室的计算机局域网与各个站点的远程通信，实现文件材料信息、办公自动化信息、业务管理信息和生产信息的远程传输、共享和互联，实现信息一体化。

　　3.2话音/传真/视频通信功能本项目在现有网络系统基础上建立语音/传真系统，并能支持今后将要建设的视频系统，本网络能够全面支持各项业务，能够支持被广泛应用于各种语音视频系统中的H.323等协议。

　　3.3网管功能网络设备全网可以远程管理，并且提供标准SNMP v1、v2、v3接口，可以被华为Quidview网管平台管理。

　　3.4VPN功能本网络建成后，视、音频信号及各类工业数据通过各站配置的交换机与具备二层交换功能的Metro1000模块互联，将信息通过MSTP平台传送回中心。各数据流可以根据安全性及类别等划分VLAN，达到良好保障各类信号安全的目的，并防止数据的广播风暴。

　　四、效果分析[3]

　　昆钢大红山精矿输送管道全长171公里，由三个泵站、四个压力检测站构成，输送距离长，自动化水平高，是国际上运行难度最高的铁精矿输送管道。通过三网合一的网络技术应用，较好的保证了管道的高效、安全、稳定运行。经过两年多的实践证明达到了如下效果。

　　4.1自动控制功能的完善4.1.1大红山精矿输送管道由三个加压泵站组成，每个泵站各有三台主泵，各台泵的出口压力高达24.5Mpa，九台泵的协调运行加压，控制难度较高，正是有了高效的网络技术支持，使得九台泵动作协调、实时、准确。较好地完成了这一复杂的过程控制。

　　4.1.２　以太网后备信道在ＰＳＩ（1号泵站）和安宁终端控制室之间需要一个１０ＭＢＰＳ（或更快的）后备信道。当发生下面的其中一种情况时，它可以提供另一种可更替选择的通信通路：

　　※两个或更多的光纤以太网开关失效；※沿管线布置的光纤电缆被损坏或出现故障。

　　4.2 信息畅通4.2.1 大红山精矿输送管道三个泵站相隔距离长，泵站地处深山，交通、通讯不便，有了三网合一的通讯技术，避免了地处深山中的泵站成为信息孤岛，实现了数据、视频和语音的畅通。是安全、稳定生产不可或缺的有力保障。

　　42.2互联网通道在ＷＡＮ上的某些点上需要一种连接国际宽（带）网络的桥接。它可以为通信，操作和支持提供以下好处：

　　※存取（进入）文件资料；※为操作人员提供邮件通道；※由ＰＳＩ（美国管道公司）进行的远程支持和问题查找。

　　4.2.3办公室网络通道这是一种与业主大型办公网络系统的连接，允许存取（进入）所有有关管线站点的公司数据。实际上，它是昆钢集团公司网络的一个分系统。办公室网络和互联通道可以在一个连接点组合（合并）。

　　4.2.4语音电话目前的设计假设所有管线上的电话将设置为通过互联网传声协议（ＶＯＩＰ）的语音电话。也可能假设为，规定并将这些电话并入安宁或矿山现场（或两者）的电话系统。与ＷＡＮ的连接为１００基数Ｔ（１００基极Ｔ）。

　　结束语坚持计算机、数据库、通信三位一体的总体发展战略，组建支持语音、数据和视频三网合一功能的多媒体局域网、广域网。并在实现各个功能目标的基础上实现总体目标。

　　坚持系统开放性、标准化原则，使系统有较好的互操作性、可移植性，以适应计算机技术的飞速发展。

　　具有良好的扩充性，能根据需求扩大系统规模和网络用户，以适应系统成长和发展的需求。

　　所以网络必须具备很好的安全性能、可靠性和可维护性。

　　参考文献：

　　[1] 中华人民共和国标准《同步数字体系（SDH）光缆线路系统进网要求》，北京：中国标准出版社，1995-12-2[2] 邮电部技术规定，ITU-T G.812 局间时钟的定时要求，中华人民共和国信息产业部，1997-9[3] 美国PSI公司，《PSI管道设计书》，美国：管道系统公司（PSI），2004-10作者简介：杨建华，1966年生，昆钢大红山铁矿建设指挥部设计管理组副组长，自动化控制工程师，长期从事工业自动化工作。