电力综合数据网建设规划研究

国网安徽省电力公司淮北供电公司 程 浩 张 课 袁 瑜

电力综合数据网建设规划研究

国网安徽省电力公司淮北供电公司 程 浩 张 课 袁 瑜

电力综合数据网将原有承载不同业务的若干个网络规划到一个网络中，既便于统一规划和管理，又提高资源利用率。然而，随着电力网络管理水平和自动化程度的增加，新建的综合数据网将面临着更大的挑战。业务增多，对设备和带宽的要求越来越高；多种业务承载在同一个网络中，对网络的安全性和稳定性也提出了极高的要求，否则一旦网络出现故障，必将引起多种重要业务中断，导致重大安全事故等。本文着重于研究综合数据网的网络传输方式，并对综合数据网的组网方案和如何选择设备类型进行阐述，力求保证新建网络的畅通和安全稳定。

电力综合数据网；建设规划；组网方案

引言

近年来，伴随我国经济水平和科学技术水平的不断提高，我国的电力网络信息化水平在持续提升，同时，电力系统也对网络信息水平提出越来越高的要求，高信息化和多元化将会成为未来的发展趋势[1]。众所周知，我国的电力生产、管理、经营的岗位和部门都有电力综合数据的渗透。建设配用电网自动化、调控一体化、电网智能化，要求收集、传达大量与生产管理、高清会议、遥视遥测等有关的信息数据。对用电单位、变电站等进行电荷数据的采集，然后进行传输和处理，进行自动化的配用电。伴随我国电网发展方式的改变，电网系统对通信网络的较好的接入业务能力和处理数据能力提出了更高的要求。

1.电力综合数据网的建设现状

电力综合数据网涉及较广范围的数据业务，例如：高清会议电视、软交换、变电站图像监控、变电站录音、通信电源监控、通信网络等。为了实现不同行业和业务对数据网络不同的要求，电力综合数据网需要分析不同的方面，例如：丢包率、抖动、宽带、时延等。变电站录音、电源监控、通信网络等都会出现对丢包率较敏感的状况；高清会议电视和软交换对网络数据的综合指标提出了最高的要求，如果网络状态不稳定，伴随而来的是图像、声音出现较大幅度的波动；变电站图像监控比较敏感的影响着宽带。所以，电力综合数据网对于信息技术的安全性、平稳性、先进性、可靠性提出了越来越高的要求。

2.电力综合数据网的网络传输技术

以电力体系对传输数据的要求为基础，建设电力系统综合数据网有三大技术原则：首先，要选择技术成熟、应用性广泛的主流技术，确保在较长一段时间内电力数据网络可以达到电力体系的应用要求[2]。其次，要以电力系统提供的业务特点为基础，进行电力综合数据网解决方案的选择，且解决方案必须同时满足安全、成熟、可靠等要求，从而确保网络数据安全、平稳、高效、可靠的运行，同时节约一定的生产成本。最后，要对信息技术的发展趋势和投资的经济性进行综合考虑，对于数据网络的适用性、未来的发展潜力、未来的升级能力进行判断和提升。

（1）分组交换技术

在网络交换节点间，分组交换网络技术利用各种不同的条件如：最短路径、多种路由、网络根据通道误码、拥塞等选择最优的路径。采用分组交换技术，在目的和源头之间分组实现点对点的单独发送，而且只有在分组发送的期间，才可占用通信通道，在目的地按照正确的顺序进行重新组装。利用虚电路网络复用技术，在一条物理电路上链接多个用户终端间的通信。分组交换技术的利用，要求使用多个开关，且数据传输的负载允许在其他交换机上分配，设计网络拓扑结构时，一般情况下，交换节点的中继通道设置的数量要大于3个，确保线路繁忙或失效时，网络交换的分组发送正常进行。分组交换技术一般有快速分组和传统分组两类，快速分组利用的是中继技术或ATM技术，而传统分组利用的是X.25技术。

（2）DDN技术

DDN技术是以网络方式管理各条不同的专线，一般情况下，在专用网络上采用DDN技术，利用时隙交叉链接的方式可以有利于进行通信线路的调度，线路迂回和接口备份的能力可以提供更加灵活、可靠的专线服务。DDN技术可以提供的宽带管理更加的全面，高速时可以达到N×64 kb/s，低速运转时可以达2.4-9.6 kb/s，同时还可提供其他的多种业务接口，例如：数字、音频、视频等，有利于接入数据信息、声音、图像等业务[3]。但是有一点是要特别注意的，使用DDN接入用户业务的过程中，宽带的物理资源是被单独占据的。

3.电力综合数据网的组网方案

要对电力综合数据网的组网方案进行设计和优化，需从接入网络业务的方便性、灵活性、可靠性、网络拓扑的结构、交换节点的位置等方面考虑，同时与当地地区通信网的目前状况和未来规划相结合。

（1）把当地地区的电力系统通信网的目前发展状况和未来的城市网络的发展规划作为基础，把电力系统接入数据综合业务的方便性、灵活性、安全性要求作为依据，对网络的接入节点和交换节点的位置进行选择和设置。

（2）按照155/162 Mhit/s宽带配置光纤通道在交换节点中继通道处，按Ghit/s级设置升级交换节点的吞吐量。

（3）采用IP协议对数据业务进行接入时，要利用路由器或者局域网端口的方式。利用透明传输的模式或者信令解读的模式对ATM网和程控交换网进行连接[4]。一般情况下，变电站的视频监控业务是传输在变电站和地区调度所之间，对静态图像进行编码，然后传输到所管辖地区的调度所，且传输频率较低，而这部分主要占据网络接入层的宽带中。

（4）对电力体系或者其他大型厂站的用户接入交换层节点时，要按照就近入网的原则。如果通道质量较差，则选择接入设备时要考虑其是否带有纠错功能。

（5）建设电力综合数据网时，可将其按照交换层和接入层两部分结构进行组建，不仅使得网络传输的负担得以减轻，还可以使网络的可靠性得到保障。连接网络交换节点和邻近的交换节点时，可以设置2-3个中继路由，但要引起注意的是，存在于网络内交换节点间的中继路由的结构不可设置的太过复杂，以电力综合流量和其重要程度为前提，把网络内复杂繁琐的交换节点按照一定的标准分为核心层和骨干层。

4.对电力综合数据网的设备类型进行选择

对电力综合数据网的设备配置和类型进行选择，核心层和骨干层分别对应不同的标准，对于核心层来说，应该选择高端的路由器，且下面所挂的交换机应该满足三层全千兆的要求；对于汇聚层，应该选择中端的路由器，且下面所挂的交换机应该满足三层全千兆的要求；对于接入层，应该配置三层路由的交换机。

为了确保网络的安全，连接网络拓扑设计的核心节点时可以使用不完全或完全的网状网。众所周知，综合数据网承载的所有业务中，宽带业务占据较大的比例份额，同时需求量正在逐步的上涨，E1的链路远远不能满足现代发展的要求，所以，建设电力综合数据网的主干链路时，往往是以光纤直连为主要的连接方式，其他的都是作为候补方式[5]。在现实建设过程中，通过光纤双归属将每个站点直接连接到核心站点，在这个过程中大量的纤芯将会被消耗。因此，以电力数据网的特点为前提，如果光缆条件较好，建设电力综合数据网可采用光纤直连的方式，进而组建网状式网络。而POS方式和MSTP以太方式比较适用于重要的站点，有利于组建成双星型的网络，核心站点中接入双归属；E1的方式可以在次要的边缘站点中使用，组成星型网络。综合组网拓扑如图1所示。

图1 综合组网拓扑图

该网络属于混合型网络，在其中接入层、核心层、汇聚层没有太明显的分界线，我们可根据实际的操作需要自定义进行层次的划分。例如：对于大楼中心的机房、500 KV的变电站等光缆条件较好的站点，可将其归入到核心层站点；对于220 KV的变电站可将其归入到汇聚层站点一类；对于电力营业厅、高山微波站等不再向其他站点提供接入的站点，可将其归入到边缘站点的类别中。

对电力综合数据网的设备类型进行选择时，第一步是要命名设计对应的设备。命名时不能随意，要以网络装置和设备的类别、物理位置、设备的网元功能、业务属性、所属的网络层次为前提[6]，并且使用不同的序号对相同网络层次和物理位置的网络装置进行区分，最后的命名形式应该为：公司名称-节点名称-设备型号-编号。

核心交换机的处理机构应该采用分布式，且交换引擎应该是非阻塞设计，对AC/DC电源和转发二、三线速要支持；同时支持多节点的链路聚集，使不同节点间的负载均衡和冗余得以提供；对基于端口的、源MAC地址的、源IP地址的、802.1x用户端口的、协议的802.1Q的无线端口的认证协议进行支持，对无线连接进行划分可以以用户认证方式为基础。

对关键组件的选择，例如：无源机箱、管理模块、风扇、交换结构、功率供应等，要满足热插拔、故障备用切换、全冗余的功能要求；对于双引擎的使用也提出了更高的要求，切换必须在1 min之内完成[7]；采取一系列的措施，例如：包过滤、防火墙等，对安全策略进行开展和实施，跟踪和记录所有的违反规定的数据包。

5.结束语

相比于电信运营商，对于网络数据的安全性和可靠性，电力系统对此提出了更高的要求，所以，在电力综合数据网的建设过程中，需要对电力业务的特点、现实需要和发展状况进行充分的考虑，既要确保电力系统安全、高效、平稳的允许，又要保证信息技术的先进性，合理规划电力综合数据网的网络结构，建设符合电网发展要求和时代要求的综合数据网络。

[1]胡卫,沈成彬,陈文.OTN组网应用与进展[J].电信科学,2008,24(9):1-5.

[2]苗臣冠.浅谈下一代传输网络的发展方向[J].通信技术,2008,41(7):68-80.

[3]王晔,苗臣冠.新一代传送网OTN[J].通信技术,2009,5(42):152-154.

[4]李曦.OTN技术在本地传输网络应用探讨[J].电信技术,2010(1):55-57.

[5]张红彬.PTN技术及应用探讨[J].电信科学,2008,24(6):6-10.

[6]刘占霞,杨广强.PTN引入策略及应用模式探讨[J].电信技术,2009(6):36-37.

[7]李熙春,姚伟刚,何志明,等.电力数据网络的应用和安全性[J].江苏电机工程,2008(3).