一、項目背景
長治市“三河一渠”工程由石子河、黑水河、南護城河和東防洪渠組成，河道總長20.25公里，治理面積271.63萬平方米，作為長治市環(huán)城水系，該工程不僅是長治市的民生工程，同時也是“山西大水網”工程的重要組成部分，是濁漳河流域生態(tài)環(huán)境治理的重點項目之一。
“三河一渠”項目作為山西省長治市水環(huán)境綜合整治的城市重點工程備受各級領導及社會各界的關注。綜合監(jiān)控調度管理系統(tǒng)的系統(tǒng)平臺和管理平臺是整個綜合整治的重要核心，一個高標準，具有技術先進性的綜合監(jiān)控調度管理平臺是實現“三河一渠”工程信息化的重要手段。
二、項目建設需求
2.1 網絡通道高帶寬
以太網作為目前使用最廣泛的局域網、城域網技術，具有高達100M/1000Mbps的網絡傳輸帶寬，在承載大流量上具有天然優(yōu)勢；目前市面上大部分終端及傳輸設備都具備以太網接口。為了實現網絡的高帶寬以及多種設備的互聯(lián)互通，該項目采用以太網作為整個網絡的二層承載技術。串口總線終端部分，通過使用串口-以太網協(xié)議轉換網關，實現骨干網絡的IP化。
2.2 網絡設備高穩(wěn)定
該項目絕大部分處于室外，延伸距離遠、覆蓋面積廣，設備的使用環(huán)境較為惡劣。設備的穩(wěn)定關系到整網拓撲的穩(wěn)定以及應用系統(tǒng)能否正常運營。為了最大可能的保證設備的穩(wěn)定，該項目的所有室外部署設備必須選用工業(yè)級設備，同時在部署時，依據現場情況，做一定程度的防護。
2.3 網絡拓撲高可靠
為了保證應用系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，除了在設備的穩(wěn)定性上做好保證之外，在整網的拓撲上也需要進行詳細的設計。星型網絡和環(huán)型網絡是目前使用最為廣泛的2種網絡拓撲，該項目建議采用環(huán)型網絡的設計標準，通過有線光纖環(huán)網以及開啟環(huán)網冗余協(xié)議，在鏈路或設備端口出現故障的情況下，能夠實現毫秒級別的故障切換，最大限度的保證網絡拓撲的穩(wěn)定。
2.4 網絡無線有線一體化
該項目屬于市政工程，屬于運營商城域網的范疇，可以依托該市的運營商，實現4G蜂窩的數據回傳。依托運營商的4G網絡，能夠幫助該項目，在減少設備數量、降低施工成本的同時，增加網絡的冗余性，實現無線有線兩張網絡的融合。
三、項目解決方案
3.1以太網承載串口數據
為實現網絡骨干的高帶寬，采用以太網作為二層傳輸技術。各個水利站點接入的Modbus總線設備，通過，美國B-B公司MESR902T系列Modbus網關，轉換成以太網數據包，傳輸到主控室。
MESR系列Modbus網關在Modbus串口網絡（RS232，RS422或RS485）中的設備以及那些在Modbus TCP網絡中的設備之間建立橋接，允許任何Modbus TCP主機無縫集成。每一個串口都可以通過多達16個同步的Modbus TCP主機在LAN或WAN連接。通過網關內建的Web頁面，可以通過任意瀏覽器非常方便的進行參數的配置。-34 to 80°C的工作溫度以及Class 1 Division2等級認證能夠讓該設備很好的適應現場惡劣的使用環(huán)境。
3.2有線單模光纖環(huán)網
從設備冗余性方面考慮，該項目采用環(huán)型網絡拓撲結構，采用恒啟電子HES8M-2SSC-VLW交換機作為環(huán)網主干設備，同時開啟環(huán)網協(xié)議保證網絡的穩(wěn)定性。
該款交換機能夠提供6個百兆電口，2個SC百兆光口（單模雙纖，20公里），是實現遠距離傳輸的首選設備。全金屬機殼以及工業(yè)化無風扇設計使得該設備能夠工作在-40到75°C的溫度環(huán)境中。該項目中在每個水利站點放置一臺該型號交換機，電口上聯(lián)恒啟工業(yè)4G路由器，下聯(lián)MESR Modbus網關，剩余的4個電口可以供現場的IPC等終端設備使用；2個光口通過單模光纖分別連接其他站點的交換機，同時在光口上開啟恒啟RingOn冗余環(huán)網協(xié)議，實現毫秒級別（≤15ms）的故障切換。
3.34G蜂窩VPN專網
依托運營商的4G網絡，可以在主控端的路由器（防火墻）以及各個站點的4G路由器之間建立VPN隧道，實現專網的數據傳輸。
該項目中采用USG防火墻作為VPN服務端，WAN口分配靜態(tài)公有IP地址，LAN口連接后臺的服務器區(qū)；恒啟工業(yè)4G路由器HFE3A27作為VPN接入設備，放置在各個水利信息點。4G路由器和防火墻之間建立L2TP VPN隧道，通過VPN隧道，主控端的管理軟件（安裝在后臺服務器上）能夠通過Internet從各個站點的總線監(jiān)控傳感設備中獲取采集數據，實現跨Internet的兩地LAN局域網的互聯(lián)互通。
四、項目使用設備
1.恒啟電子工業(yè)級4G路由器
HF3EA27（4G路由器，支持三大運營商全網通，1個10/100M以太網口，1個RS232串口）
2.恒啟電子工業(yè)交換機
HES8M-2SSC-VLW（工業(yè)交換機，6個百兆電口，2個百兆光口，單模雙纖，工業(yè)寬溫，低壓供電）
3.美國BB Modbus網關
MESR900（Modbus網關, 2個串口Terminal Block, 1個10/100以太網RJ45口）
