南京配電通信一體化管理的應用分析與探討

摘 要： 配電通信一體化管理平臺是智能配電通信網的重要支持系統，配用電通信網一直以來缺乏統一的管理方案，成為制約智能電網在配電側應用的瓶頸。分析了智能配電通信網的特點及業務發展需求，對無源光網絡、新一代寬帶無源光網絡和電力線載波等適用通信技術的管理平臺進行了比較，并對其在配用電通信網中的接入方式進行了分析，最后提出了智能配用電通信網一體化管理平臺的系統架構和技術方案。

關鍵詞： 通信一體化管理平臺； 無源光網絡； 新一代寬帶無源光網絡； 通信網絡

中圖分類號： TN915?34； TM743 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）19?0127?04

0 引 言

目前，配電通信網技術研究和應用已取得了一定進展。在南京配電網項目中，南京信通公司實現了以太無源光網絡（Ethernet Passive Optical Network，EPON），新一代寬帶無源光網絡（Gigabit?Capable PON，GPON），電力線載波（Power Line Carrier，PLC）與工業以太網等通信技術的結合，充分提高了傳輸帶寬和可靠性，實現了通信傳輸的光纖化、數字化和網絡化。不僅解決了配電系統缺乏終端采集及監控信息傳輸通道等問題，還有效兼顧了配電通信網節點多，覆蓋面廣，經濟敏感性高等諸多不利因素。

由于現配電通信網中通信技術種類繁多，管理平臺多樣化，缺乏統一完善的管理技術與規范，因此需要一個有效的管理手段和依據。針對這項需求，本文對比了配電通信網諸多適用技術，針對不同通信系統的管理特性，闡述了南京配電通信一體化管理平臺的方案和實施狀況。實現了配電通信網故障的快速處理、資源的集中管理。為配電自動化應用及其他業務應用提供較全面的服務。最終實現了對配用電通信網智能管理水平的提升。

1 配電通信網現狀

1.1 智能通信技術在配電網中的應用

日前，配電通信網技術研究和應用已取得了一定進展。在南京配電自動化工程中，通信采用了以下幾種新興技術。

PON：一種點到多點結構的單纖雙向光接入網絡[1]。目前，市場上主流的PON產品有以太網無源光網絡（EPON）和G比特無源光網絡（GPON）。在二層用以太網的稱為EPON技術，IEEE 802.3 ah工作小組對其進行了標準化，EPON可以支持1.25 Gb/s 對稱速率[2]，隨著光器件的進一步成熟，速率將升級到[3]10 Gb/s。

PLC：電力系統特有的通信方式，利用電力線纜作為傳輸媒質，通過載波方式傳輸語音和數據信號，傳輸速率為幾十kb/s。

工業以太網：基于IEEE 802.3（Ethernet）的強大的區域和單元網絡，傳輸速率10/100M自適應[4]。

1.2 配電通信一體化平臺的必要性

現階段EPON、GPON、PLC、工業以太網、無線公網、機房動力環境等通信系統，使用各自獨立的網管平臺，使得通信工作人員的日常維護和故障處理極其不便，針對這種現象，南京信通公司建立了一套配電通信一體化管理平臺。

建立此平臺的目地是實現對配用電通信系統下EPON、GPON、PLC、工業以太網、無線公網、機房動力環境、數據網以及光纜等對象網管的配置、告警、性能相關數據采集，同時在采集過程中對于采集數據的分析、管理與監控，在配電通信一體化管理平臺中可以清楚直觀的看到設備運行狀況。

2 配電通信一體化管理平臺技術構架

2.1 平臺設計目標

配電通信一體化管理平臺面向智能電網配用電通信網絡，由信息通信綜合監管平臺與通信實時監視、通信資源管理、數據采集平臺、橫向系統互連等配電通信業務功能組成。系統管理的網絡范圍覆蓋終端通信接入網和數據網，并在數據采集的基礎上通過上層業務應用提升用戶的綜合管理能力，提升管理水平。

2.2 系統構架

配電通信一體化管理平臺采用B/S結構（Browser/Server，瀏覽器/服務器模式），服務器端采用Java技術，客戶端采用HTML/JavaScript/Flex等技術。系統構建于硬件平臺、操作系統、數據庫、中間件和業務基礎軟件平臺之上。其中，硬件平臺支持小型機、刀片機、PC服務器等；操作系統支持Windows、Unix、Linux等；數據庫支持Oracle、DB2、SqlServer等；中間件支持WebLogic、WebSphere等；業務基礎軟件平臺位于通信管理系統與基礎中間件軟件之間，屏蔽不同中間件軟件及運行環境的差異。如圖1所示。

2.3 系統資源模型

系統資源模型設計目的，是為配用電通信系統中的各種資源提供一套通用的表述模型，使一體化管理平臺得以依靠該模型，實現對配用電通信系統資源的采集、定位與管理。

按照資源類型劃分，資源模型包括系統模型、設備模型和網絡模型三類，其中系統模型主要表示接入網（包括數據網）系統信息；設備模型為系統模型中單一設備的通用描述模型。用以表示各種設備的組成、結構等信息，按照設備內部資源的歸屬關系，網元內部模型劃分為機架、機框、插槽、板卡、端口五種，端口為最基礎，最底層資源，不再包含子資源；網絡模型為系統模型中網絡資源的描述模型，目前包括邏輯網元、邏輯拓撲與通信通道。

3 配電通信一體化管理平臺功能設計

3.1 軟件基礎平臺

配電通信一體化管理平臺的各類應用功能間存在很多共性的技術要求，可依賴基礎平臺統一實現?；A平臺應屏蔽不同系統軟硬件運行環境的差異，降低通信管理系統的技術開發難度，進而降低實施成本。軟件基礎平臺主要包括如下功能：

數據建模：提供統一、直觀、便捷的業務數據建模功能，將原始業務需求抽象為業務對象的數據結構、關聯關系、表現方式等元素組成的業務數據模型結構，無需編碼。

數據訪問：提供通用的數據訪問組件，屏蔽底層數據存儲的差異性和復雜性，能夠支持對關系型數據庫、內存數據庫的數據訪問。

消息總線：用于系統間可靠地消息數據傳遞，消息可同步或異步傳輸，提供一對一、一對多的消息派發機制，通過消息持久化實現可靠消息轉發。

矢量圖形：提供統一的矢量圖形系統來滿足各個應用系統對于可視化應用的共性需求，可以簡單快速的創建精美、專業、高效的可視化應用，而無需關注底層可視化實現的細節。

安全管理：系統安全管理是支持和保證通信網綜合監控系統有效運行的一個重要功能，其管理范圍主要包括用戶管理、用戶組管理、用戶權限分配以及系統登錄和操作控制。

3.2 系統功能模塊

配電通信一體化管理平臺的主要功能模塊可劃分為：綜合監視、資源管理和一體化數據采集三大部分，如圖2所示。

3.2.1 一體化數據采集平臺

配電通信一體化采集平臺是為實現配用電通信設備網管標準化地接入通信綜合監控平臺，制訂統一的北向接口標準。標準化接入接口面向EPON、PLC、工業以太網、無線專網、無線公網等多種方式，定義了具備兼容性的統一配電通信網數據模型，涵蓋告警、性能、配置等幾大類型，并規范一整套標準接口，供各配電設備廠家專業網管（EMS）實現，包括告警查詢、上報，性能查詢，配置數據查詢、上報等接口，如圖3所示。

3.2.2 資源管理

通信資源管理應用對配電通信網絡中各種通信資源數據進行規范、常態管理，實現面向業務的資源管理。主要包括資源維護、資源調度及分析、資源查詢等子應用。

資源信息維護：通過表格、拓撲圖等多種形式，管理配電通信網中的各種空間資源、物理資源、邏輯資源。

資源調度及分析：通過對通信資源的分析，按照自定義的相關閾值，實時監視超過預警閾值的通信資源，根據用戶預設的策略提前預警。

資源查詢統計：提供各類通信資源的綜合查詢，從多角度、多條件的動態查詢，可以滿足多種組合條件下的查詢要求。查詢支持以Excel、Word、圖片等多種文件格式的導出。

3.2.3 綜合監視

配用電通信系統綜合監視，對配用電通信系統中EPON、數據網等子系統中采集到的配置、故障、告警等實時數據進行集中處理、展示、管理過程。

故障管理是綜合監視技術中基本的功能，涉及系統告警的過濾、顯示、處理、分析整個過程。故障管理功能模塊主要概括為：告警處理、告警操作、故障分析、歷史告警查詢與統計、高級功能幾項。

性能管理能夠便捷的從現有資源中選擇目標資源，并設定相應的性能采集量（如：吞吐量、誤碼率）及采集參數（如：間隔、周期），對各性能量進行智能采集、分析、入庫?？梢酝ㄟ^表格、曲線等方式監視當前性能量或者對歷史性能量采集結果進行查詢統計。

配置管理主要包括配用電通信網配置數據的采集技術與同步技術兩個主要部分。配置同步針對系統、設備、拓撲三種配置數據，保證通信綜合網管與監測網配置數據的一致性。

4 南京配電通信一體化管理平臺實際建設

4.1 平臺管理對象及邏輯組網

南京配電通信一體化管理平臺管理的類型包括如下五大類型：接入網EPON、GPON、PLC、工業以太網、無線公網通信網實時監管；配用電通信數據網實時監視；通信站的機房動力環境監控；配電通信網的光纜管理；配用電通信網支撐業務顆粒管理。

配電通信一體化平臺系統實現對上述系統的網絡配置數據、實時告警數據、性能數據的采集、展現及數據分析等相關功能，并具備對外系統數據接口。如圖4所示。

4.3 平臺建設

項目與華為3COM、華為、東土、南瑞信通、惠普等多個廠家的設備都有接口，涉及到十多種規約和協議。通過設計配用電通信網北向接口標準，克服了多個廠家網管接口不統一的問題；通過建立統一的數據模型，解決了多種不同設備的資源管理問題；通過全網拓撲模型，解決了多種通信方式混合組網的管理。

南京配電通信一體化管理平臺將配電通信網中多個廠家、多種技術體制的網絡和通信設備集成在一個平臺中進行統一管理、統一調度，解決了多個網管帶來的兼容性、數據連通性等問題，有效的降低了網絡運行維護成本，提高了通信網絡資源利用率，縮短了平均故障處理時間，實現了對配用電通信網智能管理水平的提升。

5 結 論

國家電網公司將南京列為配電自動化第二批試點城市，同期建設配電網調控一體化技術支持系統。為進一步科學、高效、安全的管理配電通信網，本文開發了配電通信一體化管理平臺。平臺實現完整配電通信網絡實時監控、資源管理功能，通過與配電自動化系統的配合，實現配電通信網故障的快速處理、資源的集中管理，并可通過與上級通信管理系統、及配網自動化系統、電網GIS平臺等其他應用系統的互連建立完整的配網模型，實現基于配電通信網拓撲的各類應用功能，為配電自動化應用及其他業務應用提供較全面的服務。

配電通信一體化平臺的建設為建設具有信息化、數字化、自動化、互動化特性的統一堅強智能電網打下了堅實的基礎。

參考文獻

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[4] 中國通信標準化協會.YD/T 1475?2006接入網技術要求：基于以太網方式的無源光網絡（EPON）[S].北京：北京郵電大學出版社，2006.

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