數據通信網完善淺析

蘇嶸

摘 要：信息網絡已經深入到電力生產和管理的全過程，涉及到電力生產的各個層面，電力生產與管理對其依賴性日益增大。電力系統的日益發展，電力系統的全面信息化需求也越來越迫切。

關鍵詞：數據通信網;網絡管理;電力系統

福建電力數據通信網是服務于省電力公司生產、管理系統聯網應用的公用數據承載平臺，網絡承載的業務主要是生產管理區（安全區Ⅲ）和管理信息區（安全區Ⅳ）的應用系統。福建電力信息網絡已經深入到電力生產和管理的全過程，涉及到電力生產的各個層面，電力生產與管理對其依賴性日益增大。電力系統的日益發展，電力系統的全面信息化需求也越來越迫切。

1.網絡設計原則

一是網絡可靠性。網絡提供線路的可靠性，防止單一電路造成節點中斷。提供電信級線路故障檢測和自動保護倒換。

二是合理涉及拓撲結構，提高傳輸網絡效率。按照流量模型，星型+網狀結構組網較為合理，電力數據通信網分別聯到省調節點，地區節點間根據傳輸網絡狀況組織網狀拓撲，充分利用線路帶寬，為地區個節點之間的互訪流量提供直接路由，降低核心節點處理負擔，減少額外路由器跳數，縮短時延。

三是層面清晰，易于擴展。網絡層面包括物理層面（核心、骨干、匯聚、接入）和邏輯層面。電力數據通信網省網由核心層、骨干層、地區城域匯聚層、接入三層結構組成。省網核心、骨干路由器負責各城域業務接入點之間的流量轉接，同時核心節點負責國網數據通信網的互聯出口。為保證邏輯層面的擴展，電力數據通信網做為獨立的自治系統 AS 和上游國家電力數據通信骨干網交換BGP路由。

2.設計方案描述

根據地區光網絡具體結構，考慮在光纜和傳輸網絡匯聚點增設匯聚層節點。接入層由各地的部分220kV、110kV變電站組成。接入層至匯聚層的網絡結構主要依據其控制關系而定，同時要綜合考慮地區光網絡、傳輸網絡具體結構，即接入層節點一般直接接入到其所屬的匯聚節點，根據傳輸的具體情況可以接入就近的其他匯聚節點。

骨干層、匯聚層節點的互連形成地區骨干網絡。匯聚層起到承上啟下的作用，要求較高的帶寬和可靠的傳輸層連接，根據節點在傳輸網絡中的地位、傳輸網的配置現狀、與骨干層節點的光纖連接距離以及光纜網絡狀況，采用混合組網的方式，綜合利用裸光纖和MSTP傳輸網絡組織拓撲結構，考慮到目前和可預見將來的帶寬要求和成本因素，鏈路層原則上選擇快速以太網技術，條件具備的節點盡量采用裸光纖以提高帶寬，在采用MSTP提供的以太網電路時，對于連接在同一MSTP保護環上的匯聚層節點，在帶寬要求滿足的情況下，可適當利用MSTP提供的以太網匯集型電路組網，根據節點在光纜和MSTP傳輸網絡中的位置，部分節點可設為匯聚型匯聚層節點，其他節點可通過此類節點組網，不硬性要求與骨干層直連，匯聚層節點之間同時還可以互連，組織第二路由以提高網絡拓撲的強壯性。在組織網絡拓撲時，縣調和集控站節點完全等同考慮。

接入層節點220kV變電站、供電所、生產部門節點設計為MCE或PE節點，作為整個網絡的末端接入，根據業務要求，MPLS VPN延伸到這些節點。變電站接入層節點設計方案為，配置1臺支持多VRF功能的中低端路由器，即MCE或PE路由器，提供多種業務網絡接入，這樣可以在接入層至核心層實現端到端的MPLS VPN業務。接入節點考慮雙鏈路保護，優先考慮兩路不同方向光纜上聯至不同匯聚節點，不具備條件的，由于智能光網絡覆蓋了所有變電站，采用裸光纖直連至就近匯聚層節點，提供智能光網絡通道作為備用通道保護。供電所節點配置1臺支持多GE端口的高檔路由器，考慮采用雙光纖直連方式接入不同匯聚層節點。

3.業務劃分和局域網設計

電力數據通信網作為承載網，要為所有定位在安全3區和4區的網絡互聯業務提供承載服務，即承載除電力調度數據網業務范圍外的所有網絡。根據信息數據的性質及有關業務網絡設計要求，電力數據通信網目前MPLS VPN規劃如下：

一是變電設備狀態在線監測系統VPN，定位于安全3區，實時業務

二是變電站變電站遠方視頻輔助監控VPN：定位于安全3區，實時業務，業務涉及省公司、地區公司、集控站、500kV/220kV/110kV變電站。

三是通信監控系統VPN，定位于安全3區，用于各級通信站點通信監控系統的網絡互聯。

四是軟交換IP語音VPN，定位于安全3區，實時業務，涉及各電力生產、行政機構。

五是電力管理信息VPN，定位于安全4區，承載調度管理信息系統和普通電力管理信息業務，連接員工辦公桌面計算機。

局域網節點設計1臺固定端口以太網交換機用于本地各種業務網絡接入，交換機分別與本地節點路由器以GE光口互聯，接入交換機只起二層業務，端口劃分為多個相隔離的VLAN，每個VLAN對應1個規劃好的VPN業務，交換機上聯接口起TRUNK，以太網幀透傳至節點路由器，并終結于與業務VPN相對應的VRF表，從而實現VLAN-MPLS VPN 對應。

4.網絡通道帶寬的配置

從數據通信網的層次劃分和網絡主要業務分析，由接入節點到匯聚節點，由匯聚節點到骨干節點，數據流量逐漸增大，對帶寬的需求也相應增加。

考慮每個變電站視頻監控帶寬需求在10Mbit/s 左右，在采用MSTP以太網通道時，綜合考慮其他業務流量，接入層至集控站的網絡傳輸通道帶寬按不少于15Mbps配置。考慮到供電所接入節點這些行政機構與地區局間難以預測的網絡流量，在可能情況下，根據匯聚層中繼帶寬配置，盡量提高接入帶寬，優選GE、FE光接入為基點考慮。

配置3臺監控終端規劃，零散視頻終端4臺考慮，每臺16分屏，每個視頻流按H.264編碼、分辨率為512Kbit/s考慮，每個集控站作為匯聚點匯聚的視頻流峰值帶寬需求為80Mbit/s;當地區視頻監控中心對視頻流采用集中存儲的設計模式下，每個集控站匯聚的視頻流量可能超過100M，在發生鏈路故障，網絡工作與備份路由情況下，匯聚集控節點需轉發2-3倍正常情況下的流量，鑒于此，匯聚集控節點至地區骨干節點及它們之間的中繼帶寬設計在運行裸光纖上時，應優選GE接口，采用MSTP時，盡量提高帶寬，以保證基本的網絡應用。

網絡管理系統對整個網絡進行監視、控制和維護管理，以提高網絡的有效性、利用率、安全性和可靠性。網絡管理系統由網管中心、網管單元、管理信息庫和網絡管理協議四部分組成。網管單元在每個節點執行各項網絡管理任務，采集網絡資源信息，存儲本地相關數據并響應網管人員命令。管理信息庫（MIB）存放各種網絡管理信息的特征參數和邏輯結構。網絡管理協議按規約執行網管人員與網管單元和管理信息庫之間的通信。網絡管理具有配置管理、性能管理、故障管理、流量管理和安全管理五大管理功能，同時必須具有MPLS VPN網絡管理功能。

參考文獻

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