電力企業中路由組網和交換組網的優缺點分析

王迪 桑遙

摘 要：相對于傳統的雙路由組網，多路由組網在安全性與可靠性上具有非常明顯的優勢。為增強電力企業的網絡安全性，通過對路由組網進行充分的研究與分析，找出其中的優缺點對于保證網絡的暢通與安全具有十分重要的意義。同樣，電力交換組網在電網的安全生產中，增強電力調度的可操作性，提升電網運行的安全性等方面具有重要作用。根據路由組網與交換組網在電力企業中的應用現狀，對其優缺點進行分析，最后提出幾點思考。

關鍵詞：交換組網；路由組網；優缺點；分析

做為在電力企業中占據重要地位的電力通信數據網絡，低壓配電網以其龐大的用戶群、分布的廣泛得到相關人士的青睞。同時，路由組網和交換組網對于電力通訊系統的有效性與安全性具有重要保障作用。為進一步提高電力通訊系統的強壯性，加強路由組網和交換組網的研究工作十分重要。

1 電力企業中交換組網的優缺點分析

1.1 電力企業中交換組網的優點分析

1.降低電力網絡運營成本，促進網絡進一步融合

交換組網將數據網與移動網通過一定的技術手段，融合在同一網絡平臺中，從而實現交換組網的優勢發揮。交換組網為業務提供、控制以及管理搭建了統一的平臺，并通過具有一致性的標準協議，從而使得不同的網關設備能夠接入不同的用戶群體。同時，交換組網將先前相互獨立的網絡聯合在一起，進而促進了電力系統網絡的有機整合，增強了網絡運行能力，降低了運行應成本。而降低運行成本的技術手段也是非常多樣的，例如使用統計時分復用技術、利用開放的接口以及協議、利用便于管理具有公共性質的傳送平臺，從而降低了員工技術培訓費用，有力的保證了各種業務的服務水平的提高。

2.具有較高的性價比

交換組網平臺的開放性特點，使其能夠接受多種技術與協議上的融合。交換組網以現代信息技術為依托，通過計算機器件的合理使用，能夠極大提高電力網絡運行的性價比。隨著網絡技術水平的提升，相對于傳統的交換網絡，現代的交換網在選擇設備的供應商時，有了更多的選擇余地。同時，在進行交換組網的維護環節，由于供應商對產品采用了開放式標準，因此，電力企業在進行組網的后期設備的維護選擇時，可以在每類產品中挑選性價比最符合企業自身實際情況的產品，進行交換組網的后期維護。

3.為業務的拓展提供了有益平臺

隨著經濟的快速發展，居民以及企業對電力的需求日漸增多，電力行業的競爭也尤為激烈。因此，選擇高效、安全的組網模式對電力網絡的運行尤為重要。相對于以前的PISN網絡，當前選用智能網的方式在進行交換組網平臺的建立。在有效降低業務量方面，智能網具有無可比擬的優勢。交換組網的建設將建立在可控、處理能力強的基礎平臺上進行作業，可以及時根據電力網絡的運行狀況進行及時調整。同時，交換組網通過標準的API接口連接，使得業務的開發更加迅速，并為業務的拓展提供了有益的平臺。

4.加強了與業務用戶之間的綜合接入

隨著網絡技術的發展，電力系統的組網方式也在發生著變化，組網的智能化與科學化成為重要的發展方向。交換組網在實現電力系統的各項業務綜合接入的同時，在裝載各種應用軟件的基礎之上，實現PC軟終端利用以太網口享受到更多的多媒體業務。同時，交換組網不受到地理位置的制約，并且形成了一體化服務的巨大優勢。

5.可實現電力網絡的升級換代

交換組網使用行業統一的標準接口，進行分層次的結構建設，從而將傳統的交換機進行功能模塊的劃分與重建，形成了相對獨立的網絡構件。因此，在不受地理位置限制的情況下，電力企業可以根據業務的發展需要，對各個功能的產品進行靈活掌握，從而選擇符合實際的產品進行交換組網的建設。同時，交換組網結合了傳統IP技術的靈活性特點，為電力系統的網絡優化升級提供了空間，為電力網絡的發展提供了發展的基礎。

6.三層交換機

三層交換機具有三層協議功能，普通交換機存在廣播風暴的風險，因此，對于大型局域網而言，其核心設備必須具有數據路由以及交換功能。全部使用路由器連接，限制了局域網的效率。三層交換機達到一次路由多次轉發的目的，就可以實現大型局域網內部的信息交換。但就其本質來說依然是“交換”，在三層協議的支持上，與路由器相比存在一定有差距，并且對于復雜的網絡和應用，三層交換機目前來看無法取代路由器的“警察”地位。

1.2 電力企業中交換組網的缺點分析

1.組網模式較差，管理中出現的問題、故障點較多

在進行電力企業的交換組網的建設過程中，交換機組網模式采用了核心三層交換機，并且其中的每個以太口都需要接入一個網橋。在電力系統網絡發展不斷擴大的情況下，這種建設模式就在網絡的中心端口造成了大量的網橋堆疊，造成了組網模式的低效率。同時，在后期的維護管理中，也出現了很多問題，增加了管理上的困難。同時，組網運行的故障率過高，也導致了交換組網運行的有效、暢通。

2.無法完全根除廣播風暴

在電力系統中的交換組網中，采用了廣播模式。而廣播模式自身的特點使其雖然具備對廣播風暴一定的預防與處理能力，但是仍舊無法完全對廣播風暴進行消除。尤其是當前網絡規模的不斷發展，網絡病毒也在進一步蔓延。作為經濟發展的重要能源保障領域，電力系統網絡安全尤為重要。但是，采用廣播模式的交換組網運行過程中，網絡病毒在其中會發展的尤為迅速，給電力系統網絡的正常運行帶來了相當大的安全隱患。因此，在網絡病毒的防御上，電力系統網絡相關技術人員，應該積極進行有關技術的研發工作，以提升交換組網運行的安全性與可靠性。

3.QOS設計水平有待提高

在路由組網的QOS設計中，由于路由組網本身所具備的特點，使其在QOS的設計中，具備較強的能力。而交換組網的建設中，在網點交換機上，普遍采用的QOS技術設計相對較弱。并且，在后期的關鍵業務區分服務上，相關的保障工作也面臨著很多困難。對于電力系統交換組網的現代化建設來說，QOS設計上的薄弱顯然不利于其進一步發展。

2 電力企業中路由組網的優缺點分析

2.1 電力企業中路由組網的優勢分析

1.通過VPN技術實現各個業務之間的隔離

隨著電力行業中業務的多樣性和安全性需求的增長，需要將不同的業務系統獨立運行在一個“單獨”的網絡環境中，但又無法為每一個業務系統單獨構建一套獨立的網絡環境，除了從經濟成本考慮外，鏈路資源的有限性也是不可忽視的一個重要因素。采用路由器的VPN技術可以解決這一需求，保證各個業務運行在一套網絡環境中，且互相隔離，保證了安全性。另外，業務拓展方便，靈活。

2.進一步提升電力通訊的自愈性

在電力的運行過程中，低壓配電網通過負載的投入、切出以及直流電機的起、停調速轉變，使得原有的電力通信邏輯拓撲發生結構上的變化。同時，先前的中繼節點失去應有的效果也會發生電力業務在通信上的故障，進而發生中斷。相對于傳統的固定路由，對于以上兩種狀況，很難有較好的解決方法。但是，通過多路由組網就可以有效實現網絡的動態重組，進而對以上兩種問題進行有效解決[1]。同時，多路由組網通過對路由節點的自動化尋找，實現了與之相配較為合適的路由節點，使電力企業的運行網絡具有較好的自愈性的特征。

3.進一步擴大電力線通訊組網的范圍

當下，電力通信組網的發送功率受到國家相關法律法規的制約，導致了電力規模擴大方法上少了一種選擇。而通過多路由組網的方式，增加合適數量的路由以及中繼數量，為進一步擴大電力線通信規模，提供了重要方式與途徑。

4.實現網絡的隔離

隨著網絡的發展與技術水平的提升，路由在實現多路由組網以及不同網絡之間的互連的同時，需要對網絡的互連進行一定程度上的限制，以提高電力網絡運行的安全性與可靠性。同時，利用訪問控制技術實現網絡的隔離，使得路由組網具備一定的限制能力，從而使得互連的網絡之間的訪問能力進一步得到限制。從而進一步提升了電力網絡運行的安全性與可靠性。

5.促進了多種網絡的互連

實現電力網絡的互連主要體現在三個方面，其中主要包括分組與重組、支持多種路由選擇協議以及地址映射。在普遍采用，模塊化的路由器，使得電力企業可以根據路由器連接的網絡鏈路進行相應的路由端口進行合理選擇[2]。其中，作為網絡層的基礎設備，路由器在網絡中占據著極為重要的位置，其為實現多種不同網絡之間的互連提供了必要的條件。多種不同的網絡之間互連，必須對其的網絡端口以及網絡協議進行確定，從而實現網絡的互連。

6.加強了流量控制

隨著電力系統的發展，電網規模的不斷擴大，在進行局域網與廣域網之間的大量數據通信時，就對網絡的安全、暢通運行提出了更高的要求。其中，路由器的使用成為整個數據通信發展的瓶頸。實現多路由組網就能在一定程度上解決這個問題，也就要求路由器具備極為強大的流量控制能力。對多路由組網的路由算法進行優化選擇，并且采用負載均衡技術，就能夠對擁塞實現有效控制，從而進一步加強了路由組網的流量控制能力[3]。

7.實現了網絡地址的快速轉換

電力網絡的運行對于IP地址的資源要求較多，但是網絡規模的擴大，IP地址資源也顯示出諸多不足之處。因此，在進行路由組網的過程中，通常就會增強路由器的網絡地址轉換功能，去解決網絡地址資源相對匱乏的問題。路由組網在聯合多種路由器的情況下，實現了網絡地址的快速有效轉換，從而在保障電力網絡運行的資源及時提供上發揮了重要作用。

2.2 電力企業中路由組網的劣勢分析

1.網路建設經濟成本大

近些年來，電力系統發展極為迅猛，電網規模持續擴大，對電力企業的網絡運行也就提出了更高的要求。由于路由組網需要非常多的基礎設備，并且需要在多范圍內進行基礎設施的投資，在電網規模十分龐大的基礎上，路由組網的網絡建設投資十分巨大。并且，網絡運行需要更多的資金進行保障，網絡運行的需要更多的人力與物力投入，當前，利用單一的路由組網對電力企業而言，經濟負擔過重，需要聯合其他組網模式，進行優化配置，整合優勢資源，從而降低電力企業的網絡運行成本。

2.網絡建設程序復雜

隨著網絡技術的進步，路由組網也在不斷的發展，多路由組網模式也在逐步推進。為了使電力網絡的運行更具安全性與可靠性，在組網方式與手段上往往設置的比較復雜。在電力系統中的路由組網中同樣也不例外。電力企業在進行路由組網的建設中，由于組網過程相對復雜，在考慮建設人員在設置過程中的工作疏漏的情況下，組網建設周期被進一步延長。

3.網絡運行維護較為繁瑣

相對于電力系統路由組網的建設過程較為繁瑣，電力網絡的后期維護也要復雜的多。電力網絡的建設與維護對相關建設人員與維護人員的專業素質提出了非常高的要求，這就需要對相關人員進行定期培訓，并對其資質進行嚴格的審查，無形中也增大了企業的運行成本。同時，在進行后期的維護過程中，對于維護設備資金的投入也較大，在路由組網運行過程中，對于突發事件的自我恢復能力也有待加強。

4.傳輸距離有限

路由器的選擇，通常可以分為兩種，一種是無線路由，另一種是有線路由。在選擇無線路由進行組網的情況下，其傳輸距離就會受到路由器自身的缺陷，導致整個傳輸距離相對較短，從而其安全性也受到了影響。電力網絡路由組網的選擇是非常多樣的，在進行實際的組網過程中，需要對其進行充分的優化組合，揚長避短，從而充分發揮出多路由組網的優勢。

5.安全保障投資大

由于路由組網在安全性上存在著安全缺陷，需要在其本身的基礎上進行相關安全措施與設施的保障工作。在電力網絡的運行建設過程中，安全性被放在工作的突出位置。在充分發揮組網自我保護功能的同時，還必須對其相關的運行過程進行必要的設備保護，以提供電力網絡運行安全性上的更高保障。在進行安全設施與人力上的投資上，路由組網的花費較大。

3 案例分析

某電力企業總部在烏魯木齊市，需要在各個營業廳建立網點，需要實現各個營業廳辦公業務終端到本部辦公區域的訪問，以及營業廳監控業務能夠將視頻存入到本部視頻存儲服務器區，同時為保證安全，這兩個業務需要實現業務隔離。在業務高峰期間如發生傳輸鏈路擁塞，需要優先保障辦公業務的優先轉發。

本項目使用路由器來連接本部和各個機構，并在路由器上劃分了VPN，各個業務通過VPN進行隔離（附圖：設計拓撲圖）。

基本思路：在各個設備上進行管理IP地址的配置，著手建立TELNET，建立VPN配置，并只允許各個VPN內部互訪，VPN之間不能訪問，實現各個業務相互隔離的安全要求。另外，在路由器出口配置QoS，優先轉發辦公業務。

4 結語

電力企業在路由組網以及交換組網的建設上，通過結合其他行業關于組網建設經驗與成果的基礎上，也要加強自身的網絡技術人才的培養，以提高電力企業在運行與調度上的安全性與可靠性。

參考文獻

[1]胡曉榮，徐杰.路由預測技術在通信交換組網中的應用[J].湖北電力，2009，33（1）：62-63.

[2]韓志杰，黃劉生，王汝傳等.距離感知基于CAN的云計算網絡路由機制[J].通信學報，2011，32（7）：29-39.

[3]崔元成.基于無線自組網的網絡層交換軟件設計與實現[J].移動通信，2014，（18）：69-73.