電力網絡中SDN技術的應用關鍵問題分析

郭威

（云南電網有限責任公司信息中心，云南 昆明 650000）

電力網絡中SDN技術的應用關鍵問題分析

郭威

（云南電網有限責任公司信息中心，云南 昆明 650000）

SDN技術是我國電力網絡發展的過程中一種新的結構形式，打破了傳統的電力網絡運行結構，并構建了一個新的網絡格局形式。SDN技術在電力網絡應用的過程中，主要可以分為4個方面，主要包括數據平面構建問題、控制平面構建問題、與應用的整合問題以及如何在電力網絡內平滑演進的問題，為我國電力行業的發展提供了重要的技術支持。SDN技術在應用的過程中可以通過編程的方式對網絡運行系統中的各項功能進行抽象描述，從而滿足客戶在使用中不同的需求。

SDN技術；電力網絡；網絡架構；基礎設施

1SDN技術分析

SDN技術是一種新的網絡架構，是實現網絡控制和轉發能力的一種重要技術形式，并且可以針對網絡運行模式直接編輯。同時，在SDN技術應用的過程中，可以將該技術分為3個架構，即應用層、控制層和基礎設施層，如圖1所示。其中，應用層主要是針對不同的業務和應用對網絡進行一定程度的控制，可支持網絡屬性的配置，有效提升了網絡資源的利用效率，網絡運行的安全性、穩定性；控制層主要是對各項數據資源進行抽象化的管理；基礎設施層主要是對業務各項運行的數據、轉發、收集等方面進行全面管理。由此看來，SDN技術可以對網絡中的功能進行有效融合，并通過相應的編程接口進行網絡日調用，以此保證網絡運行的安全、穩定等性能，這樣對相關行業的發展也是非常有利的。

圖1 SDN技術結構分析

2 SDN技術在電力網絡應用中的優勢

在電力網絡運行的過程中，可以通過SDN和OpenFlow的進入對網絡運行設備進行一定程度上的調整和整合，這樣可以避免各項網絡運行軟件和設備處于分離的狀態，影響了電力網絡的正常運行；可以有效通過控制面集中化虛擬化的方式對運行中的一些煩瑣流程進行全面轉化，成本相對較低，為后期的管理提供了相對便利的條件；可以通過控制層針對網絡運行的數據，支持客戶化制訂權軟件，對其相應的業務也可以進行有效創新，這樣可有效提升相關行業在市場中的競爭力。從某一種角度看，網絡的開放可以吸引更多的開發團體參與，并可以有效降低網絡運行的成本，對相關企業的經濟效益也有著良好提升。

3 存在的問題

由于SDN技術是一項新的技術形式，在電力網絡具體應用的過程中存在很多問題，這對其發展是非常不利的。因此，SDN技術在電力網絡應用的過程中，應當對其存在的問題進行一定程度的了解。

3.1 網絡效率資源利用效率相對較低

近年來，電力網絡運營數量有所增加，網絡連線以及連接數量增加，如果繼續采用傳統的運行方式，其資源利用效率也會有所降低。另外，由于網絡業務相對較多，流向較為復雜，如果結構不夠明確，就會嚴重影響SDN技術在電力網絡的應用。同時，傳統電力網絡運行的過程中，主要依靠人工規劃、手動開通，運維的效率相對較低，這樣不僅會造成網絡效率較低，也會造成網絡資源的大量浪費，這對我國電力行業的發展是非常不利的。

3.2 網絡技術無法集中、統一

SDN技術在電力網絡應用的過程中所涉及到的網絡技術有很多，主要包括有無線網絡、傳輸網絡、IP網絡等一些網絡技術和資源。SDN技術在電力網絡應用的過程中，很多電力網絡運營企業對該項技術并不認可，依舊使用傳統的網絡運行技術，對各項技術的管理獨立進行，這對網絡各項業務的管理和控制是非常不利的，嚴重影響了電力網絡行業的發展。另外，在運行過程中，經常跨越網絡系統，各種資源處于獨立狀態，這樣嚴重影響了網絡技術集中、統一管理的模式。比如，IP網絡承載在光傳輸網絡上，但由于網絡系統的不同，將保護和恢復機制分別應用到不同運行結構中，這樣就會造成網絡資源嚴重浪費。

4 SDN技術在電力網絡中的應用分析

4.1 SDN技術在數據中心場景的應用

SDN技術在電力網絡應用的過程中，所包含的方面有很多，數據中心場景就是其中一個。SDN技術在數據中心場景應用的過程中，主要是對互聯網流量進行相應的控制，主要包括南北向流量、東西向流量等。其中，南北向流量主要是以客戶的訪問數據為主；東西向流量主要包括數據中心云資源池之間同步、備份，CDN流量推送等內容。但SDN技術在電力網絡應用的過程中，如果對流量進行了控制，則數據中心之間的鏈路利用效率就會有所下降，這主要表現在2個方面：①從電力網絡同步、備份流量的角度看，一旦發生鏈路寬帶的利用效率相對較低的問題，就會造成大量的網絡資源浪費，影響了相關電力企業的經濟效益；②從推送角度看，波峰相對比較集中。

4.2 接入網場景的應用

接入網絡的節點是網絡中的一個節點，工作量相對較大。SDN技術在電力網絡應用的過程中，業務發放時需要對網絡節點進行相應的配置，并針對一些新的業務需求對網絡節點進行全面升級。在FTTB/N場景中，MDU與OLT結構是不能自動進行有效連接和配置的，是需要由網絡管理人員對OLT結構以及大量的MDU分別進行參數配置，工作量非常大，易出錯。因此，SDN技術在電力網絡應用的過程中，一旦出現新的業務應當進行新的部署工作，并應利用新的節點對各項網絡結構進行全面開發，其開發的周期也相對較長。同時，在開發的過程中，應對各節點進行相應的收集工作，從而使網絡結構全面提升。

4.3 在業務控制層的應用

在電力網絡運行的過程中，所包含結構層次有很多，業務控制就是其中的一個。因此，SDN技術在電力網絡應用的過程中，業務流程控制層就是其中的一個，主要是在基于IEC61850的通信協議實現智能化。同時，在應用的過程中，針對業務控制層通信網絡環境，對后期運行的設備以及網絡操作系統進行有效連接，從而實現接入設備業務流程的自動解析，這樣可以對智能變電站內合理的業務流、通信鏈路和接入請求等方面進行明確，對電力網絡運行中的穩定和安全性能也有著很大程度的提升。

SDN技術的運行行為完全是由各項軟件所決定的，需要加強對相關信息和數據的檢測，這樣可以在一定程度上保證網絡行為和控制層的行為處于一致的狀態。另外，SDN技術在控制層應用的過程中，一定要根據電力網絡運行的情況對其結構進行一定程度的調整，這樣不僅可保證電力網絡結構的安全、穩定，也為其行業的發展提供了一個新的發展方向。

環閉控制層是非常重要的一項內容，主要是利用互感器進行有效采集，并進行有效的隔離降壓處理，以此來完善電力的標準化。在利用SDN技術對單元內部的數據識別時，由組態軟件進行數據的量變轉變以及相關信息和數據的處理、分析。另外，SDN技術主要是對電力系統單元格進行全面處理，從而完成電力信號處理和隔離等工作，這樣不僅在最大程度上保證了電力系統自動化性能的可靠性，成本也相對較低。

4.4 在網絡抽象場景中的應用

SDN技術在電力網絡應用的過程中，控制器平臺向上層控制應用提供高層抽象應用編程接口，這樣的接口形式也可以稱為“北向接口”。同時，在應用的過程中，可以針對電力網絡運行的模式，構建一個新的抽象場景應用形式，加強對網絡結構的控制，從而實現抽象網絡結構可視化的模式。另外，SDN技術在抽象場景應用的過程中，可以通過抽象的模式對整個網絡結構進行全面管理和調整，這樣可以有效提升網絡的擴展性，不會受到網絡硬件系統的控制，也便于各種功能的發揮。

5 結束語

綜上所述，本文對SDN技術在電力網絡應用中的一些相關內容進行了簡要分析，得出了幾點結論：SDN技術在應用的過程中主要包含了應用層、控制層和基礎設施層等，可以在一定程度上保證電力網絡運營的安全、穩定等；針對SDN技術在電力網絡應用中存在的不足，對SDN技術在電力網絡應用的一些方式方法進行了分析和闡述，比如在數據中心場景的應用、接入口場景的應用、業務控制層的應用、抽象場景中的應用等方面，通過不同的方式不僅僅可以展現SDN技術的功能，也為其行業的發展提供重要的技術支持，保證了良好的經濟效益。

［1］陳仲華，沈成彬，張堅平.SDN技術在電力網絡中應用的關鍵問題探討［J］.電力科學，2014，30（09）.

［2］程偉強，李晨.電力級SDN在運營商網絡中的應用研究［J］.電信技術，2016（03）.

［3］王茜，趙慧玲，解云鵬，等.SDN在通信網絡中的應用方案探討［J］.電信網技術，2013（03）.

［4］程德懌.SDN在電信中的技術挑戰和研究進展［J］.上海信息化，2014（09）.

〔編輯：張思楠〕

TM73

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10.15913/j.cnki.kjycx.2017.17.113

2095－6835（2017）17－0113－02