组建天津电力通信系统
江黛茹 张志东
（天津市电力公司电力通信分公司 天津 300010）
［摘 要］ 文章简要介绍了天津电力综合业务数据网的组网必要性和网络的规划特点，在阐述网络的组建原则以及功能部署的基础上简单说明了综合业务数据网络所选择的各种技术功能特点和适用性，最后介绍了综合业务数据网络的整体测试方案以及各项测试的意义，并由测试结果得出网络性能的整体评价。
［关键词］ VPN；MPLS；QoS机制；VPLS
0 引言
天津电力通信网承载着天津电网生产运行和各类办公管理信息，所传输的业务种类多，通信要求各不相同。随着电力公司的不断发展，管理越来越精细、精准、全面，电力通信网络所
承载的业务中面向非固定连接的分组转发数据业务有很大程度的增加，数据流量也大幅度增长。同时，由于通信行业的不断进步，越来越多的新技术将加快改变传统的通信模式，如数字视频电话，使人们可以省去路途周折而轻松地在办公室内实现多端多媒体会议。因此，为了更好地适应业务及应用的模式，并为新的通信体验创造更广阔的应用平台，天津电力公司实施组建了基于成熟IP技术的综合业务数据网络。
自制鱼缸灯架1 建立综合业务数据网的必要性
1.1 天津电力系统通信网承载业务的发展趋势
天津电力通信网目前主要承载的业务有：调度电话、行政电话、220kv线路保护通道及数据专网业务、会议电视、各类MIS信息系统、视频监控、综合监控、远程抄表、集控信息等主要业务。其中，传统的语音业务，如调度电话、行政电话等随着电网自动化水平的提高以及变电所无人职守的发展方向，这类业务的需求将呈下降趋势；而分组转发的数据业务，如数字自动化系统、各类MIS系统、Internet/Intranet应用以及视频业务（主要包括视频监控、会议电视和可视电话）等相对要求有较大的带宽。
并且，随着“十一.五”期间天津电力公司的快速发展，生产建设规模不断扩大，生产任务日益繁重，从而管理水平的要求不断提升，使得管理系统数据量大幅度增长，高水平的管理模式也将加速视频、图像等高质量数据业务的应用。另一方面，个人多媒体可视电话、高清会议电视等新型高标准数据业务的引入也将有利于高效率管理机制的运行。
可见，数据业务将成为电力系统通信传输网中的重要组成部分，而如何有效承载并合理配置管理这类业务将是通信人员所要解决的重要问题。
1.2 SDH光传输网络的自身制约
现运行的SDH连接扣件光网络中，以2M米勒板容量为单位计，总共约占407条2M通道，其中保护通道（含备用通道）占27条，PCM业务通道127条，其余253条2M通道均传输数据业务，主要包括会议电视、遥视信息、图像监控、生产MIS、集控信息以及各种中继信号。如果将PCM中所带的速率低于64Kbit/s的小量数据业务忽略（如电源监控信号），现SDH网中67%承载的业务为数据业务（如果加上PCM中的数据量，这个比例将会更大），而其中：
◆ 会议电视业务的峰值流量为1.6M，占2M95215248容量的80%。
◆ 遥视业务的峰值流量为1.5M，占2M容量的75%。
◆ 图像监控业务的峰值流量为1.5M，占2M容量的75%。
◆ 生产MIS业务的峰值流量为100K，占2M容量的4.9%。
（承载于SDH网络中的一部分ATM接入网节点应用） ◆ 集控信息业务的峰值流量为100K，占2M容量的4.9%。
由此可知，现SDH网络中占67%比例的数据业务带宽利用率相对较低，而当诸如会议电视业务升级为高清制式时，2M的通道容量又将面临过载堵塞的危机。另外，为每一个业务均提供专用的2M通道也大大加重了中心机房的布线压力，为运行维护带来困难。由此，面对日益增长的数据业务要求，利用固定速率制式的SDH机制已不能满足高效、简约、智能的综合业务数据传输需要。
1.3 ATM网络发展状况
ATM技术是一种很优秀的网络通信技术，它结合了电路交换和分组交换两种技术优势，一
直以来灵活有效地承载着天津电力信息系统数据业务的传输。但是随着天津电网的不断发展，对数据业务的传输要求不断提升，ATM数据传输网络将逐渐不再满足未来通信日益增长的业务需求。从ATM网络现状分析，主要存在如下的几个方面问题：
覆盖范围
ATM网络骨干层主要涵盖了天津地区各个供电分公司以及市区内的少数220kv变电站和其他应用单位如容灾中心、计量中心等，网络骨干没有涉及到500kv以及郊区绝大部分220kv变电站节点，覆盖面积相对较小。并且随着电网规模的不断扩大，重要节点不断增加，ATM现网将无法达到天津地区全网重要节点数据业务的整体传输。
容量限制
目前ATM网络的骨干容量为622M，使用已达到上限，并且随着数据业务需求的提升，占用的通道容量将会大幅度增长，622M的容量将不再满足传输需求，而ATM板卡的价格太高，1000Mbit/s的ATM端口比以太网端口价格高出很多并且提供商为数很少，这就使得ATM扩容存在困难。
其他方面
近年来由于IP技术的飞速发展，使得IP业务在应用范围上越来越广泛，而ATM在传送IP时，要将分组拆成信元发送，效率只有80%左右，同时，ATM不支持IP MULTICAST，ATM论坛至今没有支持IP MULTICAST的标准，因此在IP over ATM的应用中ATM的自身优势在一定程度上被抑制。并且现有的ATM网络由于已达到其运行的年限，也使得其不能作为未来核心数据业务的传输网。
所以，需要建立一张性能强大的专用数据网络来接替承载现运行在ATM网络中的各种数据业务。
由此可见，建立一张架构清晰，功能强大，运行稳定的综合业务数据网络成为电力通信系统发展的必然。
2 综合业务数据网中的承载业务
2.1 综合业务数据网技术可支持的业务类型
以下一代网络新技术为基础的综合业务数据网所能够承载的业务类型主要有：实时或非实时的数据业务、语音业务以及新一代多媒体应用业务。
2.2 天津电力系统中的综合业务数据网承载业务划分
目前天津电力系统主要业务分别承载于三个网络上：SDH光传输网络，www.hnnnATM数据网以及基于SDH传输的调度数据专网（鉴于电力系统通信特点，微波通信以及电力载波通信作为特殊业务通道或备用通道，本文中将不做讨论）。其中，语音及视频业务主要承载于SDH光传输网络；信息应用系统承载于ATM网络；调度应用系统承载于基于SDH传输的调度数据专网。
其中，根据国家电力调度通信中心（调自[2002]128号）《国家电力调度数据网络（SPDNET）总体技术方案》中的调度信息承载网络制式为IP+SDH/PDH+FIBRE的要求，现运行在调度数据专网中的业务将保持运行模式。因此，综合业务数据网将承载现运行于ATM网络中的所有应用系统、SDH网络中非调度数据专网承载的数据业务、天津电力公司“十一.五” 大发展期间新增生产建设管理业务如作业指导书网络管理系统以及新一代的多媒体通信应用业务，如统一通信、视频会议等。
3 网络物理拓扑的规划
天津电力综合业务数据网络所要满足的是承载天津电力公司内部基于IP业务的通信应用以及变电站系统内数据业务的传输，目前覆盖天津电力公司及其直属二级单位和220kV及以上变电站。网络建设初期，共有节点71个，按照各节点重要性、所处地理位置以及对应其他节点之间的业务关系及流量，将整个网络分为三层，分别为核心层、骨干层和接入层。根据天津电力现有光缆现状，利用高性能路由设备，主要通过光缆直连的方式将所有节点联系成一张网络，而在节点之间距离过长（一般大于70km）或光纤资源不理想的情况下，则借助现有的SDH网络作为底层传输而进行建设。
天津电力系统内业务的基本流向主要为集中型，无论是各直属分公司还是各个地区的变电站，其大部分业务的流向均指向天津电力公司的；其次的分散型业务的主要会聚点也是集中在电力公司本部、业务应用中心及各个二级单位。因此为了顺应业务的分布模式，将天津电力公司本部放置在了网络核心层的最核心位置，而其他业务应用中心节点和各二级单位则分别设置在网络核心层及骨干层上。核心层节点之间路由信息互为备份且任意两点之间均有直达路由，负责处理、转发整张网络中的数据业务，同样也通过核心层节点的路由
器将整张网络与INTERNET相连；骨干层节点连接成环网结构，每个骨干节点均有一条直达核心节点的路由，保证骨干节点到核心区路由为1～2跳。而接入层的节点顺次各自接入相邻的骨干层节点上。
为了确保主要业务流量的高效传输，并根据光缆的实际情况，综合业务数据网在拓扑设计上尽量保证了核心层及骨干层的对称结构（如图1所示）。这样可以使得在任意两节点之间存在两条以上度量值相等的最短路径，当其中主用链路发生中断时可以使业务的传输不受网络收敛过程的影响，优化网络的传输性能。
图1 综合业务数据网核心层及骨干层网络拓扑结构
4 综合业务数据网络的配置规划
由于综合业务数据网络传送的电力各种业务数据对传输时延和数据完整性比较敏感，因此在网络的配置规划设计中，采用了先进的技术以保证网络的整体性能。
4.1 IGP的选择
目前业界较为广泛应用的IGP协议有RIP、IGRP、EIGRP、OSPF以及IS-IS共五种动态路由协议。骨干网(P-Network)IGP路由协议建议不采用rip协议，因为此协议只是简单的基于路由跳数的协议，扩展性欠佳；EIGRP及IGRP为cisco私有路由协议，考虑到兼容性等各方面也不被采用到综合业务数据网中来。大型企业网络主要利用OSPF以及IS-IS协议做为全网的内部网关路由协议。考虑到综合业务数据网初期的网络模式以及将来的网络扩展趋势而最终决定采用ISIS 协议，是因为ISIS 和OSPF比较有以下优点：
（1）IS-IS 比OSPF有更良好的扩展性：OSPF单个区域不应超过30台路由器，所以每个接入区域必须与骨干区域0相连；而IS-IS经实践可以扩展到单区域500个路由器以上，骨干
区域呈带状，较为灵活。
（2）OSPF路由模式下跨区域流量必须经过AREA 0， 而IS-IS没有这个问题。
（3）IS-IS 使用OSI数据包，OSPF则使用IP数据包，相比IS-IS更不易受到干扰，从而也较为安全。
（4）IS-IS对流量工程的支持更好。
（5）IS-IS 体系结构可以通过定义新的TLV支持新的功能，而OSPF则不易发展。
网络建设初期，由于节点数量尚未超过100个并且接入层节点的网络结构较为不规则，因此将卡口摄像头71个节点全部划分在一个区域当中，将来网络规模扩展到一定程度后，可以考虑以此71个节点所组成的域做为Level-1区域，其他新扩展节点按照各自的接入形式组成不同的Level-2区域，进而优化网络模型。
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