應用光纖互連以太網構建配網自動化數據通信通道方案淺析

　　摘要：本文介紹了撫順供電公司應用光纖互連以太網將站前10kV電纜網6個開閉站作為接入節點，匯接入撫順供電公司局中心節點的通信設計方案。
　　關鍵詞：光纖互連 以太網 交換機
　　中圖分類號：TM776文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（b）-0016-01
　　撫順供電公司站前電纜網共有6個10kV開閉所，通信設備為其提供配網自動化傳輸通道，為滿足新增業務的需要，并保證其可靠運行，考慮采用數據網設備通過構建光纖互連以太網方案，來實現配網自動化調度與監控數據業務對通信通道的需求。
　　撫順站前10kV電纜網通信環網超期運行的烽火通信公司155M的集中型PDH光端機，網絡帶寬明顯不足，網絡整體性能較低，急待通過新的通信方式實現撫順供電公司站前電纜網的自動化信息、監控信息和視頻、電話等通信業務，比選后將應用IP方案成為首選方式。并且，為將撫順站前電纜網通信網建設成一個專用的、寬帶的、先進的、安全的、具有交互功能的，能滿足數據、語音、圖像等綜合業務需求的現代化信息網絡，在進行方案設計時，充分遵循了以下指導原則。
　　1 安全性、可靠性
　　在可靠性方面，從通信運行的角度考慮，當網絡所需的服務不可用時，不管是何種原因，網絡就失去了實際價值。從另一角度看，當某種網絡服務的響應時間變的變幻莫測時，網絡系統也不可靠了。為此在站前電纜網通信網的網絡設計上考慮以下的技術：
　　選擇的網絡設備必需具有良好的可靠性保證，關鍵設備關鍵部件，包括電源、時鐘、路由協議處理、交換和控制等功能部件都要做到1+1備份，無單點故障；支持VRRP等協議，提供高可靠性特征；所有關鍵部件可熱插拔，便于維護，保證網絡的高可靠性和網絡業務的連續提供能力。
　　2 先進性、成熟性、穩定性
　　基礎網絡的投資是巨大的，長期的，因此要保證網絡在相當長的時間內不會由于技術、標準等原因而被淘汰。IP技術是目前IT行業中事實上的開放工業標準，因此，建設站前電纜網通信網應首選IP技術。在廣域網承載平臺上可以采用IP over ATM/幀中繼/SDH/DWDM/Fiber等成熟技術。在局域網的組建時，采用先進的千兆以太網技術，可以充分保證局域網的性能。
　　3 開放性和互連、互通性
　　站前10kV電纜網通信環網的網絡建設，應該采用國際標準化組織制定的標準規范，符合開放系統互連結構，使網絡具備良好的開放性和互連互通性，便于實現業務功能需求及網絡的統一管理，易操作、易使用。
　　4 可管理性和可維護性
　　在站前10kV電纜網通信環網網絡系統中，網絡管理因為關系到網絡系統的使用效率、維護、監控甚至系統資源的再分配。因而必須具備一體化的完整的系統管理能力。包括配置管理、故障管理、性能管理等基本網絡管理功能，同時應具有強大的用戶管理和安全控制策略，并將各種接入設備、用戶終端設備等納入統一管理的范疇。
　　5 可護充性
　　隨著網絡應用的日益普及和進步，對網絡系統的可伸縮性要求成為網絡設計的一個重要考慮。站前10kV電纜網通信環網的網絡系統應能方便地對其規?；蚣夹g進行擴充。可以對網絡資源的需求經常隨著應用而發生變化，系統應具有一定的靈活性，為滿足用戶的不同需求而作靈活的系統配置和資源的再分配。
　　6 經濟性
　　對站前10kV電纜網通信環網的網絡現狀及需求情況進行詳盡調查分析，采用合理、先進、實用的技術方案，充分利用現有的條件和資源，保護已有的投資，避免重復建設，加快工程實施進度。
　　遵循上述指導原則，在站前10kV電纜網通信環網建設方案中，充分考慮利用現有資源，以IP技術為核心，采用高性能的以太網交換機架構建光纖互連的千兆高速網絡平臺。
　　全網物理拓撲呈雙光路環型結構，將撫順局中心通信站與1～6號六座10kV配網開閉站通信站點連成一個環形光纖通信網絡。全網邏輯拓撲形成以撫順局中心通信站為主站，1～6號六座10kV配網開閉站通信站為子站的星型通信網絡。通信節點功能介紹如下。
　?。?）撫順局：撫順供電公司數據網將撫順局作為支撐整體，負責完成整個網絡的高速信息交互。在撫順供電公司局中心局設置兩臺萬兆MPLS路由交換機冗余組網，通過雙GE捆綁實現互連，既可負載均衡，又可實現保護倒換，充分保證了核心節點的健壯性，萬兆MPLS路由交換機采用分布式、模塊化設計理念，并采用基于多處理器分布式處理機制和Crossbar空分交換結構的體系結構，具備高達576Gbps的無阻塞交換能力，360M的路由包轉發能力。
　　萬兆MPLS路由交換機系統的主控單元、電源等等關鍵模塊均進行1∶1方式的備份，采用無中斷保護系統（Hitless Protection System-HPS）。
　　萬兆MPLS路由交換機具有L2/L3/L4線速交換能力、具備QoS、MPLS、NAT、帶寬控制、組播等高級性能，是定位于網絡核心層、實現整體網絡增值的優選設備。同時，提供基于硬件的流量分類和記賬、組播以及速率限制和先進的服務質量保證（QoS）機制，可為用戶開展增值業務提供強大的支持。
　　萬兆MPLS路由交換機具有豐富的接口類型，提供10GE、GE、FE、POS等接口，可以真正實現高端口密度和線速路由及交換。
　?。?）開閉所，在各個開閉所配置一臺全千兆智能路由交換機，完成數據復用、數據傳送、數據交換功能，同時可以提供流量控制、QoS映射、用戶管理以及安全功能等等；向上方向以（1000M）的單模光纖接口連接撫順局的核心交換機設備，向下方向以（1000M）的單模光纖接口連接下一個環形節點開閉所的全千兆智能路由交換機。
　　環型拓撲結構的特點：環型結構在LAN中使用較多。這種結構中的傳輸媒體從一個端用戶到另一個端用戶，直到將所有端用戶連成環型，如下圖所示。這種結構顯而易見消除了端用戶通信時對中心系統的依賴性。
　　環行結構的特點是，每個端用戶都與兩個相臨的端用戶相連，因而存在著點到點鏈路，但總是以單向方式操作，于是便有上游端用戶和下游端用戶之稱。例如用戶N是用戶N+1的上游端用戶，N+1是N的下游端用戶。如果N+1端需將數據發送到N端，則幾乎要繞環一周才能到達N端。
　　環上傳輸的任何信息都必須穿過所有端點，因此，如果環的某一點斷開，環上所有端間的通信便會終止。為克服這種網絡拓撲結構的脆弱，每個端點除與一個環相連外，還連接到備用環上，當主環故障時，自動轉到備用環上。
　　7 結語
　　撫順供電公司站前電纜網共有6個10kV開閉所，通信設備為其提供配網自動化傳輸通道，為滿足新增業務的需要，并保證其可靠運行，擬對其進行更新改造。本方案考慮采用IP方式的數據網設備，通過構建光纖互連以太網，實現了配網自動化的對通信數據通道的需