基于IP over SDH河南電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)規(guī)劃及互聯(lián)

謝 波，王世文，劉永輝

（河南省電力通信自動(dòng)化公司，河南 鄭州 450052）

河南省電力調(diào)度通信中心（簡(jiǎn)稱“省調(diào)”）基于IP over SDH的新一代智能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)（SG-OSS）正在建設(shè)中，新系統(tǒng)通過路由器綁定IP并基于SDH網(wǎng)絡(luò)傳輸廠站調(diào)度數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)河南電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。在河南省電力通信網(wǎng)全面建成基于ECI和華為（HUAWEI）的雙平面通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，使用把IP通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議（PPP）映射進(jìn)SDH/SONET的組網(wǎng)技術(shù)（IP over SDH/SDNET），對(duì)調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)進(jìn)行完善和改造，增加河南電網(wǎng)調(diào)度信息傳輸可靠性[1]。

1 基于IP over SDH的河南省網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)規(guī)劃

1.1 IP over SDH原理

IP over SDH/SONET即Packet Over SDH/SONET，也叫PPP over SDH/SONET（POS），它保留了IP面向非連接的特性，具有線路利用率高、擴(kuò)展性好、互通性好等優(yōu)點(diǎn)。其分層模型和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示[2]。

IP over SDH準(zhǔn)確描述為IP/PPP/HDLC over SDH，根據(jù)IETF RFC1619，IP包映射到SDH幀的一般過程為：1）IP數(shù)據(jù)報(bào)被封裝到PPP包中，PPP符合IETF RFC1661規(guī)范，提供多層封裝、錯(cuò)誤控制、鏈路初始化控制等。2）根據(jù)IETF RFC1662要求，封裝IP數(shù)據(jù)報(bào)的PPP包組成HDLC（High-level Data Link Control）幀。3）將HDLC幀以字節(jié)同步方式映射如SDH的SPE（Synchronous Payload En?velope）中。

1.2 省網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)總體構(gòu)成

基于IP over SDH的河南電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)由骨干網(wǎng)和接入網(wǎng)兩部分組成。骨干網(wǎng)用于數(shù)據(jù)的傳輸和交換，接入網(wǎng)用于各廠站接入[3]，如圖2所示。

220 kV接入廠站分別通過省網(wǎng)傳輸網(wǎng)和地網(wǎng)傳輸網(wǎng)2M（本文中，2M代表2 Mbit/s，155M代表155 Mbit/s）接入到省調(diào)接入網(wǎng)和過渡期地市調(diào)度通信中心（簡(jiǎn)稱“地調(diào)”）接入網(wǎng)。廠站接入地調(diào)接入網(wǎng)后經(jīng)由骨干網(wǎng)雙平面接入河南省調(diào)，廠站接入省調(diào)接入網(wǎng)經(jīng)由省調(diào)接入網(wǎng)核心節(jié)點(diǎn)接入河南省調(diào)。500 kV廠站通過N×2M上聯(lián)至匯接節(jié)點(diǎn)直接匯入省調(diào)接入網(wǎng)。

1.3 基于IP over SDH骨干網(wǎng)雙平面規(guī)劃結(jié)構(gòu)

骨干網(wǎng)雙平面河南子區(qū)由4個(gè)核心節(jié)點(diǎn)和15個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)組成，傳輸分別采用河南省電力通信主干網(wǎng)第一平面ECI設(shè)備和河南省電力通信主干網(wǎng)第二平面華為設(shè)備進(jìn)行傳輸，構(gòu)成SDH/SONET環(huán)[4]。

第一平面核心節(jié)點(diǎn)設(shè)置在河南省調(diào)、洛陽(yáng)地調(diào)、平頂山地調(diào)和新鄉(xiāng)地調(diào)，其他15個(gè)地調(diào)節(jié)點(diǎn)均為匯聚節(jié)點(diǎn)。第二平面核心節(jié)點(diǎn)設(shè)置在河南省調(diào)、洛陽(yáng)地調(diào)、漯河地調(diào)和新鄉(xiāng)地調(diào)。雙平面核心節(jié)點(diǎn)與核心節(jié)點(diǎn)之間，采用155M/STM-1 POS兩兩互聯(lián)，匯聚節(jié)點(diǎn)通過155M及POS上聯(lián)至兩個(gè)不同的核心節(jié)點(diǎn)，接口方式為155M/STM-1 POS。核心與核心、核心與匯聚節(jié)點(diǎn)之間網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬為155M/STM-1。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成如圖3所示。

1.4 基于IP over SDH省網(wǎng)接入網(wǎng)規(guī)劃結(jié)構(gòu)

省調(diào)接入網(wǎng)由4個(gè)核心節(jié)點(diǎn)和15個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)組成。其中核心節(jié)點(diǎn)設(shè)置在省調(diào)、獲嘉、嘉和及香山變電站。核心節(jié)點(diǎn)分別通過河南省電力通信網(wǎng)傳輸一網(wǎng)絡(luò)（ECI）和傳輸二網(wǎng)絡(luò)（華為）分別接入河南省調(diào)調(diào)度路由器節(jié)點(diǎn)R1和R2。R1和R2通過千兆網(wǎng)卡互聯(lián)形成冗余備份[5]。

網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬為N×2M。接口方式為155M/STM-1 CPOS（Channelized Packet Over SDH/Sonet）。河南省 18個(gè)地區(qū)的220 kV以及500 kV廠站在各地區(qū)所在的匯接點(diǎn)接入，由匯接節(jié)點(diǎn)路由接入省調(diào)。每個(gè)接入廠站業(yè)務(wù)占用1個(gè)C類地址，地址中一半用作實(shí)時(shí)（RT）（包含8個(gè)地址用于RTU，8個(gè)地址用于功角測(cè)量），一半用作非實(shí)時(shí)（NRT）（其中8個(gè)地址用于電量計(jì)費(fèi)，8個(gè)地址用于保護(hù)信息子站以及電力市場(chǎng)、保護(hù)信息）。河南省網(wǎng)調(diào)度接入網(wǎng)拓?fù)鋱D及節(jié)點(diǎn)連接帶寬如圖4所示。

2 骨干網(wǎng)和接入網(wǎng)的通信側(cè)保護(hù)規(guī)劃

河南電網(wǎng)通信網(wǎng)各地調(diào)有省網(wǎng)ECI一平面和省網(wǎng)HUAWEI二平面兩套獨(dú)立通信設(shè)備。

骨干網(wǎng)接入時(shí)一平面和路由器EN1進(jìn)行連接，二平面和路由器EN2進(jìn)行連接，兩個(gè)路由器EN1和EN2之間通過千兆網(wǎng)卡互聯(lián)，形成1+1保護(hù)。匯接節(jié)點(diǎn)同時(shí)通過兩條路徑接入兩個(gè)不同的核心節(jié)點(diǎn)接入河南省調(diào)。

省調(diào)接入網(wǎng)在進(jìn)行SDH/SONET環(huán)規(guī)劃時(shí)，核心節(jié)點(diǎn)新鄉(xiāng)地區(qū)獲嘉、洛陽(yáng)地區(qū)嘉和、平頂山地區(qū)香山廠站擁有省網(wǎng)ECI和省網(wǎng)華為兩套設(shè)備，且均為500 kV變電站。

圖5為骨干網(wǎng)規(guī)劃：鄭州地調(diào)通過河南省網(wǎng)雙平面ECI和華為直接接入省調(diào)和通過新鄉(xiāng)地調(diào)核心節(jié)點(diǎn)匯接接入省調(diào)拓?fù)鋱D。

基于IP over SDH的河南省調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通信側(cè)在構(gòu)建SDH/SONET環(huán)時(shí)，在不同路由器光口和通信光設(shè)備對(duì)接時(shí)，接入不同光板的155M光口。圖5中，鄭州地調(diào)POS EN2的P4/2/0接入華為光板I5的第2個(gè)155M光口，P3/2/0接入華為光板I26的第1個(gè)155M光口，避免接在同一塊光板上，防止當(dāng)光板故障時(shí)該地區(qū)的所有直接路由和迂回路由至省調(diào)均受影響，由此加強(qiáng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干網(wǎng)的安全性能，以此完成6重保護(hù)（1+1+1+1的4重保護(hù)和接入網(wǎng)1+1的2重保護(hù)）。

對(duì)省調(diào)接入網(wǎng)，圖4中獲嘉、嘉和及香山變電站也分別通過ECI第一平面和華為第二平面分別接入省中調(diào)CPOS路由器R1和R2，避免由于ECI或華為設(shè)備的損壞，而同時(shí)影響核心節(jié)點(diǎn)接入省中調(diào)CPOS的155M光路徑。

3 基于IP over SDH的設(shè)備協(xié)議互聯(lián)

3.1 STM-1骨干網(wǎng)互聯(lián)

河南省網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)采用的路由器設(shè)備和節(jié)點(diǎn)互聯(lián)設(shè)備如表1所示。

表1 骨干網(wǎng)設(shè)備列表

上述圖3中，安陽(yáng)局通過河南省通信主干網(wǎng)第一平面ECI 155M光路接入省調(diào)和新鄉(xiāng)局核心節(jié)點(diǎn)。圖6為新鄉(xiāng)地調(diào)（新鄉(xiāng)局）至安陽(yáng)地調(diào)（安陽(yáng)局）核心層第一平面核心層路由連接拓?fù)鋱D。

新鄉(xiāng)地調(diào)和安陽(yáng)地調(diào)側(cè)POS路由器P1/0/5和P8/2/0由S1.1光模塊經(jīng)尾纖接入河南省網(wǎng)主干網(wǎng)第一平面。S1.1光模塊為短距，發(fā)光功率為-10 dBm。在路由器側(cè)，以新鄉(xiāng)地區(qū)第一平面R11/0/5端口至安陽(yáng)地調(diào)方向說明端口的狀態(tài)，顯示如下（除IP需設(shè)置外，黑體部分需兩端設(shè)置一致，部分參數(shù)省略）：

正常運(yùn)行時(shí)，Physical即（Pos1/0/5 current state）和Protocol均為up，代表該端口對(duì)應(yīng)的物理端口和協(xié)議均正常運(yùn)行。

3.2 接入網(wǎng)CPOS與2M路由器互聯(lián)

以圖4中鄭州地區(qū)接入?yún)R聚節(jié)點(diǎn)博文變電站為例，該站匯聚節(jié)點(diǎn)包含兩個(gè)155M CPOS口，其中1/0/0和8/2/0 SDH幀的前兩個(gè)時(shí)隙（2M）分別與省調(diào)R1和R2對(duì)接。鄭州地區(qū)的其他變電站分別以2M的方式交叉連接入CPOS的SDH時(shí)隙之中。圖7中1/0/0的第15個(gè)2M接入徐莊變電站，8/2/0的第9個(gè)2M接入博文變電站。

以下對(duì)河南省網(wǎng)在對(duì)接過程中協(xié)議對(duì)接出現(xiàn)的問題以及解決說明進(jìn)行處理。其中，博文變電站路由器CPOS具體端口顯示如下（第15個(gè)2M和徐莊變電站對(duì)接）：

在E1條件下，需要幀格式兩端一致，在PPP協(xié)議下，CRC兩端一致時(shí)，物理端口和協(xié)議端口才能都為up狀態(tài)。

4 小結(jié)

改造后的基于IP over SDH的河南省網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)分別通過兩個(gè)完全獨(dú)立的路由以及完全獨(dú)立的接入網(wǎng)路由接入河南省調(diào)，EMS、DTS、實(shí)時(shí)調(diào)度信息、變電站監(jiān)控信息、電能量計(jì)量信息通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的多層覆蓋，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全、可靠、高效傳輸，為電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)可靠的接入提供重要傳輸支撐。

[1]陳翔.三網(wǎng)融合時(shí)代廣電光傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)分析[J].電視技術(shù)，2011，35（4）：49-51

[2]吳微，黃焱.IP over DVB中RTP視頻的分析與提取[J].電視技術(shù)，2009，33（S1）：10-12.

[3]丁世勇，崔麗娟，劉繼安.調(diào)度自動(dòng)化及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2008，36（4）:45-50.

[4]錢君霞，沈泓，霍雪松.江蘇電網(wǎng)110、35KV變電站電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與實(shí)施[J].中國(guó)電力，2008，41（10）：75-79.

[5]王益民.國(guó)家電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的設(shè)備與實(shí)施.[J].電網(wǎng)技術(shù)，2005，29（22）：1-5.