【文章內(nèi)容簡介】 于投資巨大及相關(guān)政策的限制，城域網(wǎng)、一調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、PSTN撥一號網(wǎng)絡(luò)會在較長的一段時間內(nèi)并存。 圖44通道細(xì)化圖 如圖42所示，目前清遠(yuǎn)地區(qū)電能量計量系統(tǒng)采用了6種不同的通信技術(shù)來與遠(yuǎn)端模塊通信，包括:PSTN撥號網(wǎng)絡(luò)、E1 2M專線、CDMA無線網(wǎng)絡(luò)、GPRS無線網(wǎng)絡(luò)、城域網(wǎng)、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)。以下將對各種通信技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析。 PSTN撥號網(wǎng)絡(luò)方式 PSTN撥號網(wǎng)絡(luò)技術(shù)介紹PSTN撥號方式，是將數(shù)字信號通過modem調(diào)制成模擬信號，在語音交換網(wǎng)中傳送，在接收端再還原為原來的數(shù)字信號的通信方式。PSTN撥號網(wǎng)絡(luò)是清遠(yuǎn)供電局最早使用的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接方式，各個重要廠站在系統(tǒng)上線時均采用撥號方式，經(jīng)過撥號網(wǎng)絡(luò)PSTN，建立撥號專線傳送數(shù)據(jù)到信息中心的Modem池，并通過路由器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器建立連接。通過PSTN撥號方式建立網(wǎng)絡(luò)連接存在以下特點:1,覆蓋率高，目前清遠(yuǎn)地區(qū)所有的重要廠站均已覆蓋了SDH網(wǎng)絡(luò)，在SDH網(wǎng)絡(luò)內(nèi)提供PSTN撥號通道是極容易的事。技術(shù)成熟，鑒于該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用了10多年，技術(shù)上不存在任何困難。通信速度慢，目前普通modem的速度已經(jīng)達(dá)到仙農(nóng)定理確定的信道容量極限，這種速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿足寬帶多媒體信息的傳輸需求，普通Modem的理論速度僅為56K，而實際傳輸速度通常僅在4kbps, ISDN雖然可以快一些，實際傳輸速度可以達(dá)到12kbps左右，但I(xiàn)SDN ISDN Modem和Modem池價格高昂，在實際的投資和應(yīng)用上存在極大的限制。接入率低，到實時通信服務(wù)器，無法接通的。各個重要廠站在向應(yīng)用服務(wù)器主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)前都要通過撥號來連接如果這時候?qū)崟r通信服務(wù)器連接的Modem池的容量滿了，撥號是線路穩(wěn)定性差，撥號方式要通過PSTN，由于Modem、線路或交換機(jī)的原因又可能出現(xiàn)死機(jī)或斷線等故障，妨礙日常業(yè)務(wù)的正常進(jìn)行。 目前清遠(yuǎn)地區(qū)所有HOW或以上變電站均開通了PSTN撥號網(wǎng)絡(luò)連接(合共85條)。但隨著綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的覆蓋，所有PSTN撥號網(wǎng)絡(luò)均已轉(zhuǎn)為備用。 由于清遠(yuǎn)地區(qū)所有的P STN通道均由SDH環(huán)網(wǎng)下掛PCM提供，SDH環(huán)網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)功能實現(xiàn)PSTN通道的冗余。實際連接如圖45所示 圖45 PSTN撥號網(wǎng)絡(luò)連接圖由于電力通信規(guī)范需要，所有PCM的電話出線均要求通過VDF配線架跳接。因此，造成如下原因:在實際運行中，故障率較高的是遠(yuǎn)端modem及遠(yuǎn)端modem至VDF配線架的電話線。究其原因，主要是VDF配線架并沒有做好信號防雷。由于VDF配線架一般都帶多個電話業(yè)務(wù)，部分電話業(yè)務(wù)的電話線是在室外架空線的，并沒有很好的條件做防雷措施。(曾經(jīng)試用過電話信號避雷器，但價格昂貴，而且效果較差，經(jīng)常發(fā)生雷擊后，防雷器燒毀，但起不到應(yīng)有的保護(hù)作用，還增多了一個故障多發(fā)點)。一旦發(fā)生雷擊，VDF配線架上的相鄰電話線的電壓將發(fā)生明顯升高，導(dǎo)致modem燒毀。從VDF配線架至modem的電話線路由大多經(jīng)過廠站的電纜層。大部分處于多塵、高電磁干擾的環(huán)境下，加上金屬銹蝕等問題，導(dǎo)致信號干擾嚴(yán)重、衰耗大，通道質(zhì)量得不到保證。根據(jù)歷史統(tǒng)計，從2006年至2009年，一共發(fā)生PSTN通道(85條)中斷95次，其中VDF配線架至modem電話線路問題81例，modem燒毀10例，其他4例。大客戶用戶表如采用PSTN撥號網(wǎng)絡(luò)，由于存在投資巨大、工程量大、維護(hù)困難等問題，導(dǎo)致大客戶用戶表無法使用PSTN撥號網(wǎng)絡(luò)。 E 1 2M專線通道方式 El 2M技術(shù)介紹E1 2M專線通道方式屬于點到點的固定連接專線方式，無需經(jīng)過語音交換網(wǎng)絡(luò)，不存在撥號的問題。詳細(xì)接線圖如圖46所示。圖46 E1 2M專線通道連接方式圖通過E1 2M專線通道建立網(wǎng)絡(luò)存在以下特點:1,覆蓋率高，目前清遠(yuǎn)地區(qū)所有的重要廠站均已覆蓋了SDH網(wǎng)絡(luò)，在SDH網(wǎng)絡(luò)內(nèi)提供E1 2M通道是極容易的事。速度較快，E1 2M通道理論上通道帶寬為2M，實際傳輸速度一般在40kbps左右，能較好地滿足數(shù)據(jù)傳輸要求。不存在接入率的問題，各個重要廠一站在向應(yīng)用服務(wù)器主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)都是用專線來連接到實時通信服務(wù)器，只要網(wǎng)絡(luò)沒有癱瘓，數(shù)據(jù)隨時能傳上來。對接地條件要求極高，若接地條件不好，不但極易造成誤碼，而且極易燒毀E1協(xié)議轉(zhuǎn)換器。 E1有成幀，成復(fù)幀與不成幀三種方式，在成幀的E1中第0時隙用于傳輸幀同步數(shù)據(jù)，其余31個時隙可以用于傳輸有效數(shù)據(jù)。在成復(fù)幀的E1中，除了第0時隙外，第16時隙是用于傳輸信令的，只有第1到15,第17到第31共30個時隙可用于傳輸有效數(shù)據(jù)。而在不成幀的E1中，所有32個時隙都可用于傳輸有效數(shù)據(jù)。在電能量計量系統(tǒng)中，2M通道采用的是不成幀方式。目前清遠(yuǎn)地區(qū)所有城區(qū)所有變電站均開通了E1 2M網(wǎng)絡(luò)連接(合共30條)。隨著綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的覆蓋及E1 2M通道應(yīng)用的不理想等因素，所有E 1 2M通道均已退出了運行。由于清遠(yuǎn)地區(qū)所有的E1 2M通道均由SDH環(huán)網(wǎng)提供，SDH環(huán)網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)功能實現(xiàn)E1 2M通道的冗余。由于電力通信規(guī)范需要，所有SDH的2M出線均要求通過DDF配線架跳接。從DDF配線架跳接至E1協(xié)議轉(zhuǎn)換器存在多個2M接頭，該接頭容易氧化，造成線路誤碼從而導(dǎo)致中斷。根據(jù)歷史統(tǒng)計，從2006年至2008年，一共發(fā)生E1 2M通道(30條)中斷42次，其中2M接頭問題10例，協(xié)議轉(zhuǎn)換器燒毀28例，其他4例。大客戶用戶表如采用El 2M專線網(wǎng)絡(luò)，由于存在投資巨大、工程量大、維護(hù)困難、可靠性低等問題，導(dǎo)致大客戶用戶表無法使用E 1 2M專線網(wǎng)絡(luò)。 GPRS/CDMA公網(wǎng)通道方式 GPRS/CDMA公網(wǎng)通道技術(shù)介紹最近幾年，隨著無線通信技術(shù)(GPRS/CDMA)的迅速發(fā)展，無線通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和完善，無線運營商對數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)的重視，以及金融、公安、交通等其他行業(yè)的應(yīng)用普及，通信資費也降低到了電力系統(tǒng)能夠承受的范圍，電力系統(tǒng)的專家和廠商都不約而同地發(fā)現(xiàn)GPRS/CDMA無線通信網(wǎng)絡(luò)是理想的選擇。其特點特別適用于間斷的、突發(fā)的、頻繁的和少量的數(shù)據(jù)傳輸，這剛好與電能量計量中的大客戶計量表傳輸要求完全一致。大用戶抄表采用GPRS通信方式，并采用短信息作為輔助通信手段。通過向移動通信公司(電信公司)租用E1電路，實現(xiàn)系統(tǒng)主站與移動寬帶網(wǎng)絡(luò)CMNET的物理網(wǎng)路連接，并用GRE(通用路由封裝)方式與移動公司GPRS系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)連接，建立虛擬專用網(wǎng)。各計量采集終端安裝移動公司(電信公司)提供的手機(jī)卡，置于虛擬專用網(wǎng)內(nèi)，實現(xiàn)與公用網(wǎng)絡(luò)的隔離。結(jié)構(gòu)圖如圖47圖47 GPRS/CDMA公網(wǎng)通道連接圖 對于GPRS和CDMA的技術(shù)爭論很大，但其主要特點是一致的。通過GPRS/CDMA建立網(wǎng)絡(luò)連接存在以下特點: 1,覆蓋率高，只要有手機(jī)信號的地方，就可以實現(xiàn)GPRS/CDMA公網(wǎng)接入。 技術(shù)成熟，隨著對GPRS/CDMA公網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展及相關(guān)研究人員對該技術(shù)的持續(xù)研究，已經(jīng)完成了較好的技術(shù)儲備，實現(xiàn)了從研究到商用的轉(zhuǎn)變。 速度能滿足基本需求，一般能實現(xiàn)14K左右的上傳速度。 可靠性依賴于當(dāng)?shù)剡\行商網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。 安全性較差，由于采用公網(wǎng)傳輸及有一定時延，可能存在數(shù)據(jù)被非法竊取、破壞甚至篡改的可能。 目前清遠(yuǎn)地區(qū)大客戶表計及公變表計均開通了GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)連接(其中GPRS 2175個，CDMA 41個)。 由于GPRS/CDMA公網(wǎng)通道主要用于大客戶用戶表和共變用表上。由于工作環(huán)境惡劣，如手機(jī)卡容易失效、通信模塊易遭雷擊甚至水浸均可能造成通道失效。 根據(jù)歷史統(tǒng)計，從2006年至2008年，一共發(fā)生GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)通道(2216條)中斷205次，其中手機(jī)卡失效96例，通信模塊雷擊損壞74例，其他35例。 城域網(wǎng)是專門用于電力生產(chǎn)的信息網(wǎng)絡(luò)支持平臺，充分整合了清遠(yuǎn)供電局的各種業(yè)務(wù)和硬件資源。他實現(xiàn)了主干千兆，終端百兆接入。城域網(wǎng)基本上是一種大型的LAN通常使用于LAN相似的技術(shù)。它可以覆蓋一組鄰近的公司辦公室和一個城市，既可能是私有的也可能是公用的。城域網(wǎng)可以支持?jǐn)?shù)據(jù)和聲音，并且可能涉及到當(dāng)?shù)氐挠芯€電視網(wǎng)。MAN僅使用一條或兩條電纜，并且不包含交換單元，即把分組分流到幾條可能的引出電纜的設(shè)備。這樣做可以簡化設(shè)計。城域網(wǎng)承載業(yè)務(wù)包括電力營銷系統(tǒng)(RMIS )、財務(wù)管理系統(tǒng)((FMIS )、生產(chǎn)運行管理系統(tǒng)、人力資源管理、辦公自動化(OA)、企業(yè)網(wǎng)站、語音和多媒體業(yè)務(wù)、Call Center以及電子商務(wù)等已有或待建業(yè)務(wù)系統(tǒng)。利用清遠(yuǎn)供電局現(xiàn)有、在建和規(guī)劃中的光纖網(wǎng)，建立高帶寬、高性能的寬帶城域信息網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)按標(biāo)準(zhǔn)三層結(jié)構(gòu)設(shè)計:核心，匯聚，接入。其中核心2個節(jié)點、位于清遠(yuǎn)局大樓。匯聚層6個節(jié)點，位于清遠(yuǎn)站，鳳城站，清新局，佛岡局，龍山站，港江站。接入層42個節(jié)點，分別位于城中所、東城所等供電所和變電站。全網(wǎng)分為三層，使用MPLS/VPN技術(shù)實現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的安全隔離，通過百兆電口與廣東電網(wǎng)公司ATM骨干網(wǎng)無縫連接，通過以太網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)局方本部及各下屬單位之間現(xiàn)有設(shè)備的互連互通。 圖48清遠(yuǎn)供電局城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D清遠(yuǎn)供電局作為城域網(wǎng)的核心節(jié)點，在清遠(yuǎn)供電局配置2臺華為Quidway S8512交換機(jī)。采用雙機(jī)雙引擎雙電源冗余方式，它們之間通過千兆鏈路相連，構(gòu)成雙機(jī)冗余結(jié)構(gòu)。作為清遠(yuǎn)供電局城域網(wǎng)的匯聚節(jié)點，每個匯聚節(jié)點各配置1臺華為Quidway 58505交換機(jī)，采用單機(jī)雙引擎雙電源冗余方式。骨干節(jié)點之間以部分網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)連接，并保證每個骨干層節(jié)點至少有一條路由連接到核心節(jié)點。接入層42個節(jié)點各配置1臺千兆接入交換機(jī)華為Quidway S3900。通過千兆鏈路上聯(lián)至核心、匯聚節(jié)點。VPN:虛擬私有網(wǎng)(Virtual Private Network)簡稱VPN，是近年來隨著Internet的廣泛應(yīng)用而迅速發(fā)展起來的一種新技術(shù)，用以實現(xiàn)在公用網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建私人專用網(wǎng)絡(luò)?！疤摂M”主要指這種網(wǎng)絡(luò)是一種邏輯上的網(wǎng)絡(luò)，VPN只為特定的企業(yè)或用戶群體所專用。從VPN用戶角度看來，使用VPN與傳統(tǒng)專網(wǎng)沒有區(qū)別。VPN作為私有專網(wǎng)，一方面與底層承載網(wǎng)絡(luò)之間保持資源獨立性，即在一般情況下，VPN資源不會被承載網(wǎng)絡(luò)中的其它VPN或非該VPN用戶的網(wǎng)絡(luò)成員所使用。另一方面，VPN提供足夠安全性，確保VPN內(nèi)部信息不受外部的侵?jǐn)_。MPLS: MPLS (Multiprotocol Label Switching)是多協(xié)議標(biāo)簽交換的簡稱，它用短而定長的標(biāo)簽來封裝網(wǎng)絡(luò)層分組。MPLS從各種鏈路層(如PPP, ATM、幀中繼、以太網(wǎng)等)得到鏈路層服務(wù)，又為網(wǎng)絡(luò)層提供面向連接的服務(wù)。MPLS能從IP路由協(xié)議和控制協(xié)議中得到支持，同時，還支持基于策略的約束路由，它路由功能強(qiáng)大、靈活，可以滿足各種新應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)的要求。這種技術(shù)起源于IPv4，但其核心技術(shù)可擴(kuò)展到多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(IPv6, IPX等)。MPLS最初是為提高路由器的轉(zhuǎn)發(fā)速度而提出一個協(xié)議，但是，它的用途已不僅僅局限于此，而是廣泛地應(yīng)用于流量工程(Traffic Engineering),VPN, QoS等方面，從而日益成為大規(guī)模IP網(wǎng)絡(luò)的重要標(biāo)準(zhǔn)。VPNIPV4地址族:由于VPN網(wǎng)絡(luò)是一個私用網(wǎng)絡(luò)，不同的Site可以使用相同的IP地址來表示。而PE路由器之間使用MPIBGP來發(fā)布與之相連的CE的路由時，是假定IP地址是全球唯一的，二者之間不同的含義會導(dǎo)致路由錯誤。為了解決這個問題，在發(fā)布路由之前MPBGP需要實現(xiàn)IPv4地址到VPNIPv4地址族的轉(zhuǎn)換，使之成為全球唯一的地址(故PE路由器需要支持MPBGP )。一個VPNIPv4地址有12個字節(jié)，開始是8字節(jié)的RD (Route Distinguisher，路由識別符)，下面是4字節(jié)的IPv4地址。服務(wù)供應(yīng)商可以獨立地分配RD，但是，需要把他們專用的AS (Autonomous System自治系統(tǒng))號作為RD的一部分。通過這樣的處理以后，即使 VPNIPv4地址中包含的4字節(jié)IPv4地址重疊，VPNIPv4地址仍可以保持全局唯一。RD純粹是為了區(qū)別不同的路由，僅在運營商網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部使用，RD為零的VPNIPv4地址相當(dāng)于普通的IPv4地址。MPBGP: MPBGP (multiprotocol extensions for BGP4，請參見RFC2283)在PE路由器之間傳播VPN組成信息和路由。MPBGP向下兼容，既可以支持傳統(tǒng)的IPv4地址族，又可以支持其他地址族(比如VPNIPv4地址族)。使用MPBGP確保VPN的私網(wǎng)路由只在VPN內(nèi)發(fā)布，并實現(xiàn)MPLS VPN成員間的通信。清遠(yuǎn)城域網(wǎng)采用分層結(jié)構(gòu)，由三層組成，即核心層、骨干層和接入層。為保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性，在網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湓O(shè)計中，應(yīng)盡可能遵循N1的電路可靠性和N1的節(jié)點可靠性設(shè)計原則，即任何一條單一傳輸電路或單一節(jié)點設(shè)備故障不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的運行。根據(jù)傳輸電路的情況，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點之間采用完全或不完全網(wǎng)狀網(wǎng)連接，骨干節(jié)點盡量與兩個核心節(jié)點相連，骨干節(jié)點之間可互聯(lián)，接入節(jié)點至少與一個骨干節(jié)點相連，根據(jù)業(yè)務(wù)量及地理位置，接入節(jié)點也可直接接入核心節(jié)點。核心層:由清遠(yuǎn)新大樓2臺核心58512組成。這這臺設(shè)備均采用雙交換路由處理板，單24端口千兆以太網(wǎng)光接口業(yè)務(wù)板，24端口千兆以太網(wǎng)電接口板，雙交流電源模塊組成。兩臺核心交換機(jī)之間采用雙鏈路捆綁，實現(xiàn)高度的冗余可靠性。兩臺核心交換機(jī)通過單模光纖分別連到相同的匯聚層節(jié)點，當(dāng)其中一臺出現(xiàn)故障時，通過路由收斂，均可保障快速啟用另一條鏈路的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，不影響業(yè)務(wù)的正常運行。主要功能如下:1)提供與其它核心節(jié)點的連接。2)提供與，胃，干節(jié)點的連接。3）提供節(jié)點之間的路由選擇機(jī)制。4)轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)包。5)提供網(wǎng)絡(luò)的安全機(jī)制。6)提供相關(guān)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量保證機(jī)制。匯聚層:由清新局，佛岡局，鳳城站