基于IP over SDH河南電力調度數據網規劃及互聯

謝 波，王世文，劉永輝

（河南省電力通信自動化公司，河南 鄭州 450052）

河南省電力調度通信中心（簡稱“省調”）基于IP over SDH的新一代智能調度技術支持系統（SG-OSS）正在建設中，新系統通過路由器綁定IP并基于SDH網絡傳輸廠站調度數據信息，實現河南電網的實時監控功能。在河南省電力通信網全面建成基于ECI和華為（HUAWEI）的雙平面通信網絡基礎上，使用把IP通過點對點協議（PPP）映射進SDH/SONET的組網技術（IP over SDH/SDNET），對調度數據專網進行完善和改造，增加河南電網調度信息傳輸可靠性[1]。

1 基于IP over SDH的河南省網調度數據網規劃

1.1 IP over SDH原理

IP over SDH/SONET即Packet Over SDH/SONET，也叫PPP over SDH/SONET（POS），它保留了IP面向非連接的特性，具有線路利用率高、擴展性好、互通性好等優點。其分層模型和網絡體系結構如圖1所示[2]。

IP over SDH準確描述為IP/PPP/HDLC over SDH，根據IETF RFC1619，IP包映射到SDH幀的一般過程為：1）IP數據報被封裝到PPP包中，PPP符合IETF RFC1661規范，提供多層封裝、錯誤控制、鏈路初始化控制等。2）根據IETF RFC1662要求，封裝IP數據報的PPP包組成HDLC（High-level Data Link Control）幀。3）將HDLC幀以字節同步方式映射如SDH的SPE（Synchronous Payload En?velope）中。

1.2 省網調度數據網總體構成

基于IP over SDH的河南電網調度數據網由骨干網和接入網兩部分組成。骨干網用于數據的傳輸和交換，接入網用于各廠站接入[3]，如圖2所示。

220 kV接入廠站分別通過省網傳輸網和地網傳輸網2M（本文中，2M代表2 Mbit/s，155M代表155 Mbit/s）接入到省調接入網和過渡期地市調度通信中心（簡稱“地調”）接入網。廠站接入地調接入網后經由骨干網雙平面接入河南省調，廠站接入省調接入網經由省調接入網核心節點接入河南省調。500 kV廠站通過N×2M上聯至匯接節點直接匯入省調接入網。

1.3 基于IP over SDH骨干網雙平面規劃結構

骨干網雙平面河南子區由4個核心節點和15個匯聚節點組成，傳輸分別采用河南省電力通信主干網第一平面ECI設備和河南省電力通信主干網第二平面華為設備進行傳輸，構成SDH/SONET環[4]。

第一平面核心節點設置在河南省調、洛陽地調、平頂山地調和新鄉地調，其他15個地調節點均為匯聚節點。第二平面核心節點設置在河南省調、洛陽地調、漯河地調和新鄉地調。雙平面核心節點與核心節點之間，采用155M/STM-1 POS兩兩互聯，匯聚節點通過155M及POS上聯至兩個不同的核心節點，接口方式為155M/STM-1 POS。核心與核心、核心與匯聚節點之間網絡傳輸帶寬為155M/STM-1。網絡構成如圖3所示。

1.4 基于IP over SDH省網接入網規劃結構

省調接入網由4個核心節點和15個匯聚節點組成。其中核心節點設置在省調、獲嘉、嘉和及香山變電站。核心節點分別通過河南省電力通信網傳輸一網絡（ECI）和傳輸二網絡（華為）分別接入河南省調調度路由器節點R1和R2。R1和R2通過千兆網卡互聯形成冗余備份[5]。

網絡傳輸帶寬為N×2M。接口方式為155M/STM-1 CPOS（Channelized Packet Over SDH/Sonet）。河南省 18個地區的220 kV以及500 kV廠站在各地區所在的匯接點接入，由匯接節點路由接入省調。每個接入廠站業務占用1個C類地址，地址中一半用作實時（RT）（包含8個地址用于RTU，8個地址用于功角測量），一半用作非實時（NRT）（其中8個地址用于電量計費，8個地址用于保護信息子站以及電力市場、保護信息）。河南省網調度接入網拓撲圖及節點連接帶寬如圖4所示。

2 骨干網和接入網的通信側保護規劃

河南電網通信網各地調有省網ECI一平面和省網HUAWEI二平面兩套獨立通信設備。

骨干網接入時一平面和路由器EN1進行連接，二平面和路由器EN2進行連接，兩個路由器EN1和EN2之間通過千兆網卡互聯，形成1+1保護。匯接節點同時通過兩條路徑接入兩個不同的核心節點接入河南省調。

省調接入網在進行SDH/SONET環規劃時，核心節點新鄉地區獲嘉、洛陽地區嘉和、平頂山地區香山廠站擁有省網ECI和省網華為兩套設備，且均為500 kV變電站。

圖5為骨干網規劃：鄭州地調通過河南省網雙平面ECI和華為直接接入省調和通過新鄉地調核心節點匯接接入省調拓撲圖。

基于IP over SDH的河南省調度數據網通信側在構建SDH/SONET環時，在不同路由器光口和通信光設備對接時，接入不同光板的155M光口。圖5中，鄭州地調POS EN2的P4/2/0接入華為光板I5的第2個155M光口，P3/2/0接入華為光板I26的第1個155M光口，避免接在同一塊光板上，防止當光板故障時該地區的所有直接路由和迂回路由至省調均受影響，由此加強調度數據網骨干網的安全性能，以此完成6重保護（1+1+1+1的4重保護和接入網1+1的2重保護）。

對省調接入網，圖4中獲嘉、嘉和及香山變電站也分別通過ECI第一平面和華為第二平面分別接入省中調CPOS路由器R1和R2，避免由于ECI或華為設備的損壞，而同時影響核心節點接入省中調CPOS的155M光路徑。

3 基于IP over SDH的設備協議互聯

3.1 STM-1骨干網互聯

河南省網調度數據網骨干網各節點采用的路由器設備和節點互聯設備如表1所示。

表1 骨干網設備列表

上述圖3中，安陽局通過河南省通信主干網第一平面ECI 155M光路接入省調和新鄉局核心節點。圖6為新鄉地調（新鄉局）至安陽地調（安陽局）核心層第一平面核心層路由連接拓撲圖。

新鄉地調和安陽地調側POS路由器P1/0/5和P8/2/0由S1.1光模塊經尾纖接入河南省網主干網第一平面。S1.1光模塊為短距，發光功率為-10 dBm。在路由器側，以新鄉地區第一平面R11/0/5端口至安陽地調方向說明端口的狀態，顯示如下（除IP需設置外，黑體部分需兩端設置一致，部分參數省略）：

正常運行時，Physical即（Pos1/0/5 current state）和Protocol均為up，代表該端口對應的物理端口和協議均正常運行。

3.2 接入網CPOS與2M路由器互聯

以圖4中鄭州地區接入匯聚節點博文變電站為例，該站匯聚節點包含兩個155M CPOS口，其中1/0/0和8/2/0 SDH幀的前兩個時隙（2M）分別與省調R1和R2對接。鄭州地區的其他變電站分別以2M的方式交叉連接入CPOS的SDH時隙之中。圖7中1/0/0的第15個2M接入徐莊變電站，8/2/0的第9個2M接入博文變電站。

以下對河南省網在對接過程中協議對接出現的問題以及解決說明進行處理。其中，博文變電站路由器CPOS具體端口顯示如下（第15個2M和徐莊變電站對接）：

在E1條件下，需要幀格式兩端一致，在PPP協議下，CRC兩端一致時，物理端口和協議端口才能都為up狀態。

4 小結

改造后的基于IP over SDH的河南省網調度數據網分別通過兩個完全獨立的路由以及完全獨立的接入網路由接入河南省調，EMS、DTS、實時調度信息、變電站監控信息、電能量計量信息通過調度數據網絡的多層覆蓋，實現數據的安全、可靠、高效傳輸，為電網調度業務可靠的接入提供重要傳輸支撐。

[1]陳翔.三網融合時代廣電光傳輸網絡發展趨勢分析[J].電視技術，2011，35（4）：49-51

[2]吳微，黃焱.IP over DVB中RTP視頻的分析與提取[J].電視技術，2009，33（S1）：10-12.

[3]丁世勇，崔麗娟，劉繼安.調度自動化及數據網絡的系統設計[J].電力系統保護與控制，2008，36（4）:45-50.

[4]錢君霞，沈泓，霍雪松.江蘇電網110、35KV變電站電力調度數據網絡的建設與實施[J].中國電力，2008，41（10）：75-79.

[5]王益民.國家電力調度數據網的設備與實施.[J].電網技術，2005，29（22）：1-5.