水利是国民经济的基础设施。21世纪的中国，随着经济和社会的发展，洪涝灾害、干旱缺水、水污染严重等水资源三大问题日益突出，已经严重制约着国民经济和社会发展。要解决好新世纪水的问题，就必须调整治水思路，转变治水方针，从工程水利向资源水利转变，从传统水利向现代水利、可持续发展水利转变。在这个历史转变过程中，要把水利信息化放在优先的位置。黑龙江水利厅是黑龙江省首批启动政务信息网的单位之一，大力重视水利信息化的建设。

一．需求分析
    信息是防汛抗旱决策的基础，是正确分析和判断防汛抗旱形势、科学地制定防汛抗旱调度方案的依据。防汛抗旱指挥中心网络的建立，将大大提高雨情、水情、工情、旱情和灾情信息采集的准确性及传输的时效性，对其发展趋势作出及时、准确的预测和预报，制定防洪抗旱调度方案，为决策部门的决策提供科学依据，充分发挥已建工程设施的效能。

    防洪、抗旱、防污是水利部门的三大任务。目前全国水污染形势十分严峻，严重影响了水资源的开发和利用。防污需要水量、水质、水工程等多方面的信息，决策更加复杂。迫切需要利用现代信息技术来保障水资源保护决策的及时和准确。

    黑龙江省水利厅防汛抗旱指挥中心改扩建工程主要应用于黑龙江省防汛抗旱信息网，用来提高防汛抗旱数据采集的速度和稳定性。时逢汛期，防汛工作任务非常繁重，数据传输要求全天候24小时不间断，传输量十分巨大,这就要求承担数据传输的产品应具有相当高的性能和可靠性。
    黑龙江省防汛指挥中心辖全省13个地市分中心（哈尔滨、齐齐哈尔、牡丹江、佳木斯、大庆、绥化、伊春、鹤岗、双鸭山、七台河、鸡西、黑河、大兴安岭）。 本次防汛指挥中心网络改扩建工程将分三期进行，一期工程联网单位总数为3个（省厅、齐齐哈尔、佳木斯），采用单级级联的方式组网。一期工程完成之后，要求能召开省防汛指挥中心至齐齐哈尔、佳木斯分中心的异地会议。

二．方案设计

    经过多方对比，黑龙江省水利厅指定华为为本工程的唯一指定品牌，在中心改扩建过程中全线使用华为产品，高中低档都有应用。

1、省防汛指挥中心网络改扩建方案
    一期网络建设主要覆盖省水利厅和齐齐哈尔、佳木斯市水利厅局，本着网络分层的设计思想，省水利厅局域网络采用二级结构，核心设备选用高可靠、全线速的核心路由交换设备，接入层采用线速灵活接入的二层以太网交换机；省防汛指挥中心广域网网络拓朴采用星型结构：即从省水利厅到各地市水利厅局的广域网为防汛指挥中心一级网络，从各地市水利厅局到县区水利局的网络为二级网络。采用网络分层的思想，可以分期投资，分期建设；同时网络分层的思想，也分解了网络故障带来的影响，一级网的故障不影响二级网的正常工作，某个二级网的故障不影响一级网和其他二级网的正常工作。

    省水利厅中心网络通过2M DDN线路与省政府网互联。

    水利部门的业务特点是不仅数据量较大，而且实时性要求很高，因此对于网络设备的可靠性、处理性能以及安全性等方面均要求很高。

    根据黑龙江水利厅局的分布情况以及业务的流向，省防汛抗旱指挥中心网络一期改扩建后组网图如图-1示：

 
图-1 黑龙江省水利厅防汛抗旱指挥中心网络组网图

    黑龙江省水利厅作为省水利系统广域网的核心，将承担全省水利系统业务的会聚、分流和管理，信息量较大；由于核心路由器既要满足各种防汛抗旱主要业务和OA信息的处理转发，同时考虑到全省视讯业务等增值业务的使用，另外考虑到局域网的升级（提供千兆以太网接口）和广域网线路带宽的升级，所以在该节点需要采用高处理性能的高可靠性的路由器，方案最终选用了华为公司的分布式处理结构的模块化的高端路由器Quidway NE08路由器，该路由器包采用2G的PCI总线技术，配合华为公司独有的IP TurboEngine技术，NE08的最高转发率为1400Kpps，同时可提供9个插槽，通过插入不同的模块可以满足不断发展的业务需求，支持单板的热插拔，并且提供交直流的冗余电源，该设备同时还可以提供多种网络和设备安全措施，如设备备份、防火墙、授权认证、VPN等措施，提高网络可靠性和安全性，是一款性能价格比非常高的企业级中心路由器。

    而地市水利厅局节点则是接入、汇聚县水利局业务的节点，该节点的业务流量相对省水利厅相对要小，但是却起着承上启下的数据的连接作用，因此在可靠性和处理性能上要求也较高，在该节点上选用了华为公司Quidway R3680 模块化路由器。Quidway R3680可提供8个模块化插槽，包转发能力大于120Kpps，高性能、灵活的模块化配置可以充分满足地市水利厅局的业务处理。R3680同样提供了多种网络和设备安全措施，如设备备份、防火墙、授权认证、VPN等措施，提高网络可靠性和安全性。

华为网络解决方案特点：

局域网解决方案特点：

    高性能，全线速交换，千兆主干：1000M连接高流量服务器，骨干连接采用GE线路，提供10/100M连接桌面。高性能设备全线速核心三层交换；高端路由器专注于处理广域网流量，采用光缆支持长距离，可与远距离直属机构连接。
  
    高扩展能力：模块化的设计提供更多可扩展插槽，具有强大、灵活的扩展空间，支持低成本的千兆连接。核心采用更高端模块化交换机，具有更强的扩充能力，更高的性能。接入层采用模块化交换机或通过千兆堆叠扩充用户数。

    网络层次分明：核心层、接入层。省水利厅局域网中心使用华为Quidway S8016产品作为网络的核心交换层，高性能，全交换，千兆主干，满足大负荷网络运行需求。通过GE链路集中来自接入交换机的上行数据以及众多高速服务器的访问。Quidway S8016是华为公司线速交换网络产品的代表，定位于大中型核心节点，属千兆交换路由产品，S8016最大可支持64个GE端口，提供全线速的2/3/4层交换及第四层业务服务功能。S8016产品可以被设计作为网络的核心交换、业务控制和冗余控制平台，S8016提供电信级冗余可靠特性，所有关键单元均支持热备份或者多对一负载分担备份，可以构筑理想的核心交换平台。在接入层选用Quidway S3526、S3026全线速以太网交换机产品， Quidway S3526可以提供24个10/100M固定端口和2个高速扩展插槽，支持2个GE上行，属于三层交换机，可以实现2/3层线速转发，三层互通，同时支持多种QOS策略。

    Quidway S3026属于2层交换机，支持24个10/100M自适应端口和 2个通用扩展插槽，可以支持2个GE端口上行，支持全线速2层转发，交换容量达12G，转发性能达6.55M pps。同时，华为Quidway S系列以太网交换机采用华为统一的VRP网络操作系统平台，支持802,1Q VLAN、支持VLAN聚合、支持HGMP集群管理、支持堆叠、支持IGMP SNOOPING、支持华为统一网管平台。

广域网解决方案特点：

    黑龙江省防汛抗旱指挥中心广域网解决方案的突出优势和特点是高性能、高可靠以及高可扩展性、高安全性，具体体现如下：

    1）采用分布式处理，多CPU系统：核心高端路由器NE08主控板负责路由表建立和动态发现修改，整机配置，板间负载分担，网管，流分类全局策略等全局性参数和高层协议等监控管理工作；而接口板（VIU）copy主控的路由表，负责板内接口路由转发，链路层协议处理，快速转发，队列管理和部分Qos，从而提高了整机的处理能力。

    2）接口板（VIU）使用PowerPC750 366M主频，配合自主知识产权的IP Turbo EngineTM技术，设备处理能力达140万pps。

    3）采用Compact PCI（CPCI）总线，是新一代PCI总线技术，PCI总线的工控版，是90年代末硬件技术，NE08是2G总线带宽。系统提供足够的带宽，保证大数据流量畅通无阻。

    4）灵活扩展能力：NE08采用分布式处理结构，具有12个通用I/O槽位，可最大支持96个2M E1；Quidway R3640/3680中端路由器采用模块化结构设计，3680具有8个模块插槽，3640具有4个插槽；使用户可根据自己网络的需要，选配不同的接口模块，以满足不同的应用环境；可并可通过增加模块逐步的扩容，以适应业务的发展。这种可扩展和高度灵活的应用方案，为用户组网带来了极大的便利。Quidway 系列模块化路由器支持丰富的接口类型，目前支持多达13种接口，覆盖了国内常见的所有业务接口，包括同步串口、异步串口、E1、CE1、ISDN BRI、ISDN PRI、语音接口、MODEM接口等，可以满足DDN、帧中继、X.25、PSTN、ISDN、租用专线等各种组网需求。并且还将根据网络的发展不断推出新的接口，以适应未来网络的需求，保护用户的投资。

    5）NE系列路由器的主控(RSU)、IO板是128M内存，保证设备的各种特性能得到充分运行和发挥。有的厂商的设备由于配置比较低，在运行一些特性（如OSPF，路由表项比较多时）时内存不够，需要增加配置，增加设备成本及维护工作。

    6) Quidway系列路由器提供了多种网络安全机制，为内部网络及外部数据提供了有力的安全保护。所具备的安全技术包括：CallBack技术、备份中心、AAA、CA技术、包过滤技术、地址转换、VPN技术、加密与密钥交换技术、智能防火墙、安全管理以及VLAN划分。

2、省防汛指挥中心异地会商系统技术方案
    基于统一平台的视频应用，在黑龙江省防汛抗旱指挥网络中主要体现在电视会议、远程会商上。作为网络发展方向，黑龙江省防汛抗旱指挥网络中采用H.323协议会议电视系统，才能采用TCP/IP协议进行传输。

    业务系统对网络服务的要求不同。在这个统一的网络平台上，应该保证对于不同的应用数据根据其具体要求提供相应的网络服务，并能在因故障导致网络资源稀缺时优先保证关键性业务数据的传输。

    Quidway路由器在整个网络中承担数据转发的枢纽，作为接入或中心路由器，它支持业务分类，提供了IP优先级、CAR(Committed Access Rate)、RED（Random Early Detection）、WRED (加权网络拥塞避免)、RSVP（网络资源预留协议）、PQ、CQ、WFQ等多种QOS策略满足不同用户、不同业务对服务质量的不同需求。

    本工程采用单级MCU组网，在省防办建设MCU，各地市防办和省防办通过租用运营商 的2M数字通道相连，传输线路选光纤为最佳方式。
桌面会议电视系统若要接入整个系统，则以128kbit/s或384kbit/s速率通过ISDN BRI接口拨号接入，或通过局域网以128kbit/s、384kbit/s、768kbit/s、2Mbit/s等速率接入。

    各种速率的会议需要在同网异速的条件下工作，即要求系统具有速率适配能力。

根据黑龙江省防汛指挥中心异地会商系统的具体要求，结合以下原则，设计了黑龙江省防汛指挥中心异地会商系统的技术方案：
    1)系统应从实际需要出发，经济、合理、灵活地组建本网络。
    2)系统应具有良好的开放性和兼容性；
    3)系统应能根据今后的需求，及时升级、扩容；
    4)系统应具有良好的先进性。[page]   通过对黑龙江省防汛指挥中心现有的网络现状、传输条件、设备可靠性和功能要求、将来网络发展需要等多方面问题的深入研究，最终采用华为公司已获得信息产业部入网许可证书的ViewPoint8620视讯交换平台及小型化多功能ViewPoint8020视讯终端进行本期工程建设。

    根据黑龙江省防汛指挥中心要求的网络结构与传输容量的实际情况，采用单级MCU组网。本次省防汛指挥中心建设ViewPoint8620MCU 与ViewPoint8020终端，ViewPoint8620MCU提供16个E1端口，与各地市分中心连接；ViewPoint8020终端联接大屏幕显示终端。

 图-2 黑龙江省防汛指挥中心异地会商系统组网图

    上述技术方案和配置完全满足该项工程的要求，并为今后视讯网络的平滑扩容和升级预留了丰富的资源（如县级中心、大型水库、重点堤防）。
    ViewPoint 8020是华为公司新近推出的新一代便携式多功能视讯终端，符合H.320标准，全面支持T.120数据会议功能（并与NetMeeting兼容），提供E1、V.35、ISDN（1－4）BRI等接口，采用小型化的设计，外形美观大方，便于携带。ViewPoint 8020支持多路视音频输入输出，视频编码支持H.261、H.263协议，音频编码支持G.711、G.722、G.728协议，适应多种应用场合需要。

    ViewPoint 8620 是华为技术有限公司新近推出的具有世界先进水平的基于E1、V.35、ISDN的全速率、大容量视讯交换平台，采用高可靠性全交换体系结构，支持多种接口混插、大容量接入、三级以上级联、公共单元主备自动倒换、灵活的多画面功能、多路速率/协议适配、T.120数据会议、光纤接入、H.323系统接入、集中网管、会议预约和会议计费等运营支撑功能，单个MCU最多可接入64路E1/96路V.35/128路ISDN（128K/s~512Kb/s）终端，以后的扩容只需采用本期工程MCU的预留接口或增加相应的接口板件。在本期工程MCU配置的基础上，只需增加相应的软硬件，就可低成本实现视讯网络下一步的平滑扩容和升级，同时有效保护本期工程的设备投资。

三．运行效果分析
    水利厅为黑龙江省首批启动政务信息网的单位，一期中心级设备全部采用华为系列网络产品，高中低档都有应用，包括程控交换机、以太网交换机（S8016、3526、3026）、高中端路由器（NE08、3680、3640）、会议电视等均为华为品牌，这对在政府网中华为各项产品性能及对接可靠性等综合能力的体现有着深远的意义。华为产品使网络结构清楚、网络运行速度加快、网络可靠性增加，从而使得防汛抗旱指挥的数据及信息的传递更加高速准确。华为产品还具有很高的扩容性，使得系统日后的升级和扩容更简便，增加了网络的易管理性，实现了最高的性价比，很适合工程对费用和性能的综合考虑。同时，本次工程选择使用华为产品，也符合了国家要求政府机关网络中心设备采用国产品牌的要求。
据悉，省长已多次视察防汛抗旱信息网。省水利厅从领导层到技术员也一致表态地市改造华为是唯一指定品牌。这说明华为高、中、低档数据产品的技术、性能、做工质量以及华为公司的技术实力和集成能力已经得到了充分的认可。