摘 要：國(guó)家地震烈度速報(bào)與預(yù)警工程是一項(xiàng)旨在建立全國(guó)范圍的地震烈度速報(bào)與預(yù)警觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的重大項(xiàng)目。福建地震預(yù)警工程作為一個(gè)子項(xiàng)目，涵蓋臺(tái)站觀測(cè)、數(shù)據(jù)處理、信息服務(wù)、通信網(wǎng)絡(luò)等體系，其中，通信網(wǎng)絡(luò)作為該項(xiàng)目的重要組成部分，全力保障地震預(yù)警網(wǎng)安全可靠運(yùn)行，為公眾提供及時(shí)、準(zhǔn)確的地震預(yù)警信息。該文主要介紹福建地震預(yù)警工程網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則、核心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案以及省中心網(wǎng)絡(luò)路由規(guī)劃，同時(shí)給出預(yù)警區(qū)域中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的技術(shù)方案，最后介紹預(yù)警網(wǎng)絡(luò)建成后的運(yùn)行情況。福建地震預(yù)警工程提升了福建省緊急地震信息的發(fā)布能力，豐富了防震減災(zāi)公共服務(wù)產(chǎn)品，增強(qiáng)了信息服務(wù)的能力。

關(guān)鍵詞：地震預(yù)警；MPLS-VPN；網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)；堆疊技術(shù)；防震減災(zāi)

中圖分類號(hào)：P315.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2024）27-0147-04

Abstract： The National Earthquake Intensity Rapid Reporting and Early Warning Project is a major project aimed at establishing a nationwide earthquake intensity rapid reporting and early warning observation network. As a sub project， the Fujian earthquake early warning project covers station observation， data processing， information services， communication networks， and other systems. Among them， the communication network is an important component of the project， fully ensuring the safe and reliable operation of the earthquake early warning network and providing timely and accurate earthquake early warning information to the public. This paper mainly introduces the network design principle of Fujian earthquake early warning project， the construction scheme of core network and the network routing planning of provincial center， and gives the technical scheme of the construction of early warning regional center network. Finally， the operation of the early warning network is introduced. Fujian earthquake early warning project has enhanced the release ability of emergency earthqua13a0b3a5f173f206fade8d9d0f998d3eke information in Fujian Province， enriched the public service products for earthquake prevention and disaster reduction， and enhanced the ability of information service.

Keywords： earthquake early warning; MPLS-VPN; network design; stacking technology; earthquake prevention and disaster reduction

地震災(zāi)害尤其是強(qiáng)震對(duì)社會(huì)公共安全構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，我國(guó)以占世界7%的國(guó)土承受全球33%的大陸強(qiáng)震，地震多發(fā)，震災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)大，給經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重威脅。國(guó)家地震烈度速報(bào)與預(yù)警工程利用電磁波傳播速度遠(yuǎn)快于地震波傳播速度的原理，建設(shè)地震預(yù)警和烈度速報(bào)系統(tǒng)。在破壞性地震波到達(dá)之前，向公眾和相關(guān)機(jī)構(gòu)發(fā)布預(yù)警信息。這有助于公眾及時(shí)采取避震措施，減少人員傷亡；同時(shí)，也能為高鐵、核電等重大工程提供緊急處置的時(shí)間窗口，減輕地震對(duì)這些關(guān)鍵設(shè)施的影響[1]。

此外，地震烈度速報(bào)系統(tǒng)能夠快速判斷重災(zāi)區(qū)位置和災(zāi)情分布，為指揮抗震救災(zāi)工作提供依據(jù)。在地震發(fā)生后，系統(tǒng)能夠迅速評(píng)估地震的影響范圍和程度，為救援力量的調(diào)配和救災(zāi)工作的開(kāi)展提供科學(xué)依據(jù)。

最后，國(guó)家地震烈度速報(bào)與預(yù)警工程的實(shí)施是我國(guó)提高災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)防范能力的重要舉措，符合習(xí)近平總書(shū)記關(guān)于加強(qiáng)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)防范能力建設(shè)的要求，是落實(shí)海峽西岸經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要。通信網(wǎng)絡(luò)作為國(guó)家地震烈度速報(bào)與預(yù)警工程福建預(yù)警子工程的核心組成部分，為福建地震預(yù)警網(wǎng)保駕護(hù)航，及時(shí)為政府和公眾提供關(guān)于地震影響范圍和程度的準(zhǔn)確信息，最大限度地保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

1 福建預(yù)警工程網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則

國(guó)家地震烈度速報(bào)與預(yù)警工程中通信網(wǎng)絡(luò)是完全新建的，與傳統(tǒng)的地震行業(yè)網(wǎng)物理隔離，因此在規(guī)劃設(shè)計(jì)整個(gè)福建預(yù)警工程網(wǎng)絡(luò)時(shí)，必須充分考慮網(wǎng)絡(luò)的超前性與實(shí)用性、安全性和可靠性、可管理性與擴(kuò)展性等原則[2]，下面將分別介紹幾項(xiàng)原則。

1.1 超前性與實(shí)用性結(jié)合

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅猛，如果設(shè)備缺乏先進(jìn)性，設(shè)備可能很快落后甚至被淘汰，但也不能過(guò)分超前，以避免造成投資的浪費(fèi)，因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和技術(shù)路線選型上應(yīng)采用業(yè)界公認(rèn)成熟并被廣泛應(yīng)用的技術(shù)，降低系統(tǒng)實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)。為此，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，需注意超前性與實(shí)用性結(jié)合，確保投資有效，使之能真正發(fā)揮出相應(yīng)的作用。

1.2 安全性與可靠性

在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)中，安全性是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的重中之重，要通過(guò)各種技術(shù)確保系統(tǒng)應(yīng)用的安全性。同時(shí)，要求網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)本身具有高度的可靠性和連續(xù)可用性，核心網(wǎng)絡(luò)必須保證雙機(jī)熱備以及雙鏈路雙運(yùn)營(yíng)商互備，從而避免單點(diǎn)故障引起預(yù)警網(wǎng)絡(luò)宕機(jī)，這樣才能保證預(yù)警核心業(yè)務(wù)不因網(wǎng)絡(luò)故障導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。

1.3 可管理性與擴(kuò)展性

網(wǎng)絡(luò)管理是一個(gè)后期運(yùn)維非常重要的事項(xiàng)，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中對(duì)網(wǎng)絡(luò)可管理是一項(xiàng)重要的應(yīng)用原則，通過(guò)選擇全網(wǎng)的可管理性軟件，從而實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)納管，減少運(yùn)維難度和成本變得相當(dāng)重要。與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)不但需要能夠滿足當(dāng)前需要，隨著后續(xù)企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大、技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)需要承載更多的業(yè)務(wù)及提供更多的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。所以，網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中必須提前規(guī)劃的重點(diǎn)。

2 福建省中心地震預(yù)警核心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

福建省中心（以下簡(jiǎn)稱省中心）骨干網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)采用成熟的萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)多個(gè)10 GE捆綁作為網(wǎng)絡(luò)骨干互聯(lián)。高性能的萬(wàn)兆核心交換機(jī)，核心交換機(jī)均通過(guò)雙設(shè)備雙鏈路上聯(lián)核心路由器、臺(tái)站接入路由器、VPN路由器，通過(guò)雙鏈路下聯(lián)各業(yè)務(wù)區(qū)域接入交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的高可靠性和強(qiáng)大的擴(kuò)展能力，提供萬(wàn)兆數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)各網(wǎng)絡(luò)區(qū)域間的數(shù)據(jù)交換，具體核心骨干網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1所示。

省中心部署2臺(tái)核心路由器用于上聯(lián)國(guó)家中心和廣州備份中心，作為上聯(lián)出口核心路由器。國(guó)家中心和省中心之間采用應(yīng)急部“應(yīng)急指揮骨干網(wǎng)”和“運(yùn)營(yíng)商MPLS-VPN網(wǎng)”，接入，建成了覆蓋國(guó)家級(jí)、省級(jí)的安全、可靠、高速、智能的地震預(yù)警骨干網(wǎng)絡(luò)，為各級(jí)國(guó)家和省級(jí)地震局業(yè)務(wù)開(kāi)展提供主備雙路、敏捷高效、柔韌抗毀的網(wǎng)絡(luò)承載設(shè)施，為地震預(yù)警工程提供有力保障。與此同時(shí)，省中心部署2臺(tái)臺(tái)站接入路由器用于省內(nèi)匯聚節(jié)點(diǎn)和地震臺(tái)站的連接。省中心部署2臺(tái)VPN路由器用于獲取一般站數(shù)據(jù)，一般站是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與鐵塔公司建立VPN連接互通的。省級(jí)中心局域網(wǎng)采用2臺(tái)華為S7706做為核心交換機(jī)，通過(guò)業(yè)務(wù)板卡端口配置集群交換機(jī)系統(tǒng)，從邏輯上組合成一臺(tái)交換設(shè)備。通過(guò)交換機(jī)集群，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)高可靠性和網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)量轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理。采用4臺(tái)S5735交換機(jī)通過(guò)組建堆疊成一臺(tái)做為接入交換機(jī)。堆疊技術(shù)通過(guò)堆疊端口和堆疊連接線將多臺(tái)支持堆疊特性的交換機(jī)設(shè)備組合在一起，從邏輯上組合成一臺(tái)交換機(jī)設(shè)備，可以達(dá)到擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)能力、提高設(shè)備可靠性的目的。

3 省中心預(yù)警網(wǎng)絡(luò)路由規(guī)劃與設(shè)計(jì)

福建省地震局預(yù)警網(wǎng)路由發(fā)布主要采用BGP路由協(xié)議和靜態(tài)路由，通過(guò)設(shè)置相應(yīng)路由策略實(shí)現(xiàn)主、次主、備份通路的選擇以及主、次主、備鏈路切換問(wèn)題。本次路由整體規(guī)劃如圖2所示。

3.1 IGP規(guī)劃

VPN路由器、接入路由器和核心交換機(jī)之間采用OSPF 100進(jìn)程，并將3臺(tái)設(shè)備的接口地址和Loopback 1地址在area 0宣告，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部路由的互聯(lián)互通。核心交換機(jī)和2臺(tái)核心路由器采用OSPF 300進(jìn)程，將3臺(tái)設(shè)備的互聯(lián)接口和Loopback 3接口在area 0宣告，實(shí)現(xiàn)核心設(shè)備之間IGP路由的互聯(lián)互通。

3.2 iBGP規(guī)劃

2臺(tái)核心路由器和核心交換機(jī)通過(guò)BGP進(jìn)程65113建立IBGP鄰居，BGP對(duì)等體通告源端口設(shè)置為loopback 3。核心交換機(jī)在BGP進(jìn)程下發(fā)布福建省地震局所分配的業(yè)務(wù)地址段，將這些地址段通告給2臺(tái)核心路由器，核心路由器將此路由信息通過(guò)eBGP鄰居發(fā)布給國(guó)家中心、技術(shù)保障中心及其他各省份。

3.3 eBGP規(guī)劃

核心路由器01通過(guò)2條鏈路和電信MPLS VPN網(wǎng)絡(luò)對(duì)接并建立eBGP鄰居，核心路由器01 到電信主鏈路和核心路由器02到應(yīng)急指揮骨干網(wǎng)主鏈路通過(guò)路由策略將學(xué)習(xí)過(guò)來(lái)的BGP路由local-pre屬性值調(diào)整為400，同時(shí)2臺(tái)路由器將電信和應(yīng)急指揮骨干網(wǎng)備份鏈路學(xué)習(xí)來(lái)的BGP路由local-pre屬性值調(diào)整為200來(lái)實(shí)現(xiàn)主、備鏈路的區(qū)分。

核心路由器02和應(yīng)急指揮骨干網(wǎng)采用靜態(tài)路由方式對(duì)接。核心路由器02將除了本省份分配的地址段外的其他網(wǎng)段使用靜態(tài)路由的方式分別指向2條應(yīng)急指揮骨干網(wǎng)鏈路。為了保障路由的互通性，核心路由器02需要將靜態(tài)路由重發(fā)布到BGP進(jìn)程并將local-pre屬性值調(diào)整為400和200作為主備鏈路，在重發(fā)布靜態(tài)路由到BGP時(shí)需要攜帶no-export團(tuán)體屬性。如果有需要訪問(wèn)應(yīng)急指揮骨干網(wǎng)的業(yè)務(wù)，需應(yīng)急指揮骨干網(wǎng)給出相應(yīng)地址段。在核心路由器02上通過(guò)靜態(tài)路由將該網(wǎng)段指向應(yīng)急指揮骨干網(wǎng)，同時(shí)在核心路由器上將靜態(tài)路由重發(fā)布，并通過(guò)路由策略添加no-export團(tuán)體屬性，以保證內(nèi)部iBGP鄰居都能學(xué)習(xí)到該路由信息并優(yōu)先從應(yīng)急指揮骨干網(wǎng)廣域網(wǎng)接口流出。

3.4 OSPF規(guī)劃

其中核心交換機(jī)與臺(tái)站接入路由器采用OSPF進(jìn)程100實(shí)現(xiàn)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)路由互通，核心交換機(jī)到2臺(tái)核心路由器采用OSPF進(jìn)程300和OSPF進(jìn)程400作為iBGP底層路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)路由互通。

4 福建預(yù)警工程區(qū)域中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

省中心部署2臺(tái)臺(tái)站接入路由器用于國(guó)家中心和各省地震局與省內(nèi)匯聚節(jié)點(diǎn)和地震臺(tái)站的連接，實(shí)現(xiàn)地震臺(tái)站數(shù)據(jù)的匯聚；為接收省內(nèi)新建基本/基準(zhǔn)站、改造基本/基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)提供保障。省中心部署2臺(tái)VPN路由器用于國(guó)家中心和各省地震局通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與鐵塔公司建立VPN 連接獲取一般站數(shù)據(jù)，區(qū)域中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖3所示。

圖3 區(qū)域中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

新建基準(zhǔn)站、基本站采用運(yùn)營(yíng)商MPLS-VPN方式接入。建設(shè)省級(jí)MPLS-VPN網(wǎng)絡(luò)，省中心和廈門中心100 M專線接入承載網(wǎng)，新建2個(gè)基準(zhǔn)站和66個(gè)基本站各配置一臺(tái)臺(tái)站路由器，通過(guò)2 M專線接入承載網(wǎng)。新建站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖4所示。

圖4 新建站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

5 福建地震預(yù)警網(wǎng)絡(luò)建成后的運(yùn)行情況

福建地震預(yù)警網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、采購(gòu)、安裝、調(diào)試，于2023年3月開(kāi)始為期3個(gè)月的試運(yùn)行，試運(yùn)行期間網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，核心網(wǎng)絡(luò)未發(fā)生重大中斷事故，于2023年12月順利通過(guò)驗(yàn)收。從試運(yùn)行到驗(yàn)收完成正式運(yùn)行的一年多來(lái)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，省級(jí)核心網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行率100%，省級(jí)網(wǎng)管系統(tǒng)對(duì)整個(gè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)管，如圖5所示為預(yù)警網(wǎng)整個(gè)設(shè)備數(shù)量、鏈路狀態(tài)、告警數(shù)量等實(shí)時(shí)狀況監(jiān)控。

圖5 預(yù)警網(wǎng)的運(yùn)行狀況圖

從省級(jí)中心網(wǎng)管系統(tǒng)可以看出監(jiān)控有2 089個(gè)資源，其中包括網(wǎng)絡(luò)接口、設(shè)備溫濕度、設(shè)備風(fēng)扇電源等，如圖6所示。

圖6 預(yù)警網(wǎng)監(jiān)控資源圖

6 結(jié)束語(yǔ)

防震減災(zāi)不是中心卻能牽動(dòng)中心，不是大局卻能影響大局，事關(guān)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，是建設(shè)新發(fā)展階段新福建的重要保障。國(guó)家地震烈度速報(bào)與預(yù)警工程是一項(xiàng)重大的公共安全項(xiàng)目，旨在通過(guò)建立完善的地震預(yù)警和烈度速報(bào)系統(tǒng)，提高我國(guó)應(yīng)對(duì)地震災(zāi)害的能力，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全，維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定。福建地震預(yù)警項(xiàng)目的建成進(jìn)一步完善了災(zāi)害防御體系，提高了應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害的能力和水平，增強(qiáng)了信息服務(wù)的能力[3]。

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