一、系統概述
隨著信息技術和自動化工藝的不斷發展，生產自動化系統在石油天然氣工業生產中的應用越來越廣。石油管道具有壓力高及傳送量大等特點，由于長時間管道防腐覆蓋層老化引起的突發性能自然災害，這些隱患嚴重威脅了石油管道輸送線路的安全同時導致不必要經濟損失。為解決以上問題，組建高效可靠的高清監控網絡必不可少。
石油輸送化工產業通常工作環境極端苛刻，如氣候的惡波動、強風吹襲、烈日暴曬等等...。系統要保證在極端冷熱的環境下穩定工作，保證采集點數據有效回傳，普通交換機在抗干擾性能、電磁兼容性、可靠性、可用性、MTBF等方面不能完全適應工業環境的要求，且不能形成高速冗余環的連接方式，使用壽命也會大大降低。因而必須采用工業級的以太網交換機。通過對現場情況的監視、報警和數據管理對比分析后，根據不同的情況、提出及時有效的應對方案。達到預防問題、解決問題、有效減少安全隱患、環境污染及經濟損失。
二、設計原則
網絡通信傳輸系統是現代化管理系統的信息基礎設施，其可靠性和可擴展性對系統的安全至關重要，本方案遵循以下的設計原則：
可靠性：石化行業的特點決定了網絡系統必須具有很高的可靠性和可用性，在選型時必須考慮所選用設備的冗余性，出錯處理和容錯能力，同時所選的設備應能適應惡劣的工作環境。
可擴展性：網絡能隨系統建設進程做到整體規劃，分布實施，在系統容量、節點規模、網絡速率等方面具有較高的擴充性，可以方便地對原有網絡系統進行節點或設備本身的擴充。
開放性：網絡通信傳輸系統應具有開放性，符合現有相應的國際標準和協議。同時提供開放的網絡接口和數據接口，保證現有的各類產品以及未來出現的新產品能夠協同運行，方便數據交換、信息共享。
可維護性：提供有效的網絡管理和系統監控、調試、診斷技術，保證系統維護管理簡明、方便、有效。在設備發生故障時能夠方便及時的發現故障、排除故障。
安全性：網絡系統應具備較高的安全性，應具有防病毒與防黑客攻擊的能力。
三、方案特點
1、工業級產品適用于惡劣環境
2、HF-ring冗余環網快速自愈（時間小于15MS）
3、導軌式安裝、安裝部署靈活
4、良好的溫度特性-40℃-85℃ 適合工作環境
5、雙電源備份設計、有效提高系統的安全可靠性
6、IP40防護等級，能夠適應惡劣的工作環境
7、無風扇散熱，提高系統的可靠性
8、堅固的工業級外殼、適用于應用寶環境
9、帶有繼電器告警。可檢測電源故障及端口連接故障
四、方案示意圖
五、方案說明
本方案將采用基于以太網TCP/IP的工業以太網技術，主干環網傳輸介質采用光纜，網絡結構采用基于工業以太網的環形架構。
外場使用HF-IES-4000-10P8G2SF工業級交換機，電口接入就近的PLC數據、廣播、高清視頻，然后光口通過輸送管道沿線鋪設的光纖組建冗余環網回傳中心。中心采用HF-IES-4000-52P32G16GC4XG，交換機提供的16個光電復用口用來接入外場的組環回傳光纖纖，電口上聯、輸出。華飛科技自主研發的私有冗余環網協議，支持單環、多環、雙環備份、子環、dual-homing多種組網方式，也可與第三方的環網互聯。支持組建更靈活的、更易擴展的網絡，滿足各種冗余網絡應用場景。
六、技術優勢
通過有選擇性地阻塞網絡冗余鏈路，防止網絡形成廣播風暴和MAC地址表不穩定等現象，從而有效保證用戶通信質量。此外，HF-Ring吸取了STP/RSTP/MSTP等傳統環網保護技術的優點，優化了檢測機制。
HF-Ring技術和STP/RSTP/MSTP等其他二層環路協議比較，具有以下優勢：
?收斂速度快
HF-Ring吸取了STP/RSTP/MSTP等環網保護技術的優點，優化了檢測機制，收斂速度更快。200臺組成的單環網絡（僅HF-Ring V2）中可以達到15ms內收斂要求。
?支持更多冗余拓撲
支持單環、多環、雙環備份、子環、dual-homing多種拓撲，可與第三方環網互聯，支持組建更靈活的、更易擴展的網絡，滿足各種冗余網絡應用場景。
?故障鏈路恢復后不回切
HF-Ring故障鏈路恢復后，不會回切，避免了鏈路回切造成的二次丟包。
?配置簡單
僅需配置環類型和環端口。角色狀態完全自動選舉，自動配置，不需要配置根和備份鏈路。可以通過WEB頁面、CLI命令行方便的配置和查看環狀態，鏈路故障時，在任一節點上查看環狀態，可快速定位故障點。
