電力行業(yè)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究

郝成斌++王連鵬

摘要：隨著我國電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)快速發(fā)展，為實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)技術(shù)體制演進(jìn)，切實指導(dǎo)電力通信數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)，本文通過對數(shù)據(jù)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析，然后對數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通過以下進(jìn)行了詳細(xì)解析：網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)層級劃分、數(shù)據(jù)網(wǎng)BGP AS自治域劃分、基于MPLS VPN形式的跨域?qū)樱詈蠼o予總結(jié)。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)通信網(wǎng) 電力通信 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TN919.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）12-0032-01

電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)是國家電網(wǎng)公司數(shù)據(jù)、視頻、語音等各類業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)稱，包括國家電網(wǎng)公司數(shù)據(jù)通信骨干網(wǎng)和省級及以下數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)；是基于IP技術(shù)構(gòu)建的MPLS數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，主要由路由交換設(shè)備構(gòu)成，通常由OTN/SDH網(wǎng)絡(luò)承載。經(jīng)過近幾年的建設(shè)，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)已覆蓋各省變電站、供電所及售電營業(yè)廳，隨著數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的覆蓋范圍逐漸擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也存在部分差異，基于此，需對現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。

1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)層級劃分

電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包含四個主要網(wǎng)絡(luò)層次：數(shù)據(jù)通信骨干網(wǎng)的核心層和匯聚層、各省公司網(wǎng)絡(luò)骨干層以及地市公司的接入層。全網(wǎng)分為數(shù)據(jù)通信骨干網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信接入網(wǎng)兩級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

（1）數(shù)據(jù)通信骨干網(wǎng)。包括省公司廣域網(wǎng)核心設(shè)備、省公司在各地市部署的組網(wǎng)設(shè)備、省調(diào)所轄主要匯聚節(jié)點變電站組網(wǎng)設(shè)備。（2）數(shù)據(jù)通信接入網(wǎng)。包括省公司本部所在大樓局域網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心、省公司本部及直屬單位廣域網(wǎng)絡(luò)、各地市公司網(wǎng)絡(luò)、省調(diào)所轄匯聚變電站下屬的各類廠站網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)層級劃分圖1所示。

2 數(shù)據(jù)網(wǎng)BGP AS自治域劃分

電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)中的 BGP 路由體系分為兩個層級，其中以一個BGP AS號作為公司數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的骨干網(wǎng)絡(luò)的Global路由域，每個地市公司設(shè)置一個全網(wǎng)唯一的BGP AS號，作為該地市的Global路由區(qū)域，組成1+N的兩級 BGP 路由層次。BGP AS域內(nèi)路由反射層級分為兩層，電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的骨干網(wǎng)絡(luò)Global路由域設(shè)置全網(wǎng)一級路由反射器即RR，在各網(wǎng)省及下屬地市分別設(shè)立兩級二級RR，其中省級RR負(fù)責(zé)反射省數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的Global路由和業(yè)務(wù) VPN路由，地市級RR負(fù)責(zé)反射地市數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的Global路由和業(yè)務(wù) VPN路由。BGP AS 路由反射配置圖2所示。

3 基于MPLS VPN形式的跨域?qū)?/p>

MPLS VPN跨域技術(shù)有效地擴(kuò)展了MPLS VPN架構(gòu)的靈活性，使得部署方式滿足了不斷擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)部署要求，成為一種非常成熟的VPN 業(yè)務(wù)部署架構(gòu)。MPLS VPN 跨域方式包含三種可選方式：

option A：背靠背（back-to-back）VRF。

option B：單跳多協(xié)議 MP-eBGP。

option C：多跳多協(xié)議 MP-eBGP。

由于各省網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不統(tǒng)一，省數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信骨干網(wǎng)之間的跨域以及省數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和各地市數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的跨域方式都應(yīng)選擇option A的跨域方式。在數(shù)據(jù)通信骨干網(wǎng)出現(xiàn)大量的跨域業(yè)務(wù)VPN時，為便于管理，則應(yīng)采用option C方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信骨干網(wǎng)與地市數(shù)據(jù)通信接入網(wǎng)的跨域?qū)印?/p>

4 VPN總體部署

電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)骨干層承載的七個業(yè)務(wù)VPN被劃分為一級VPN。除電力數(shù)據(jù)通信骨干網(wǎng)設(shè)備配置了一級應(yīng)用業(yè)務(wù) VPN外，各分部、各省公司建立運行的MPLS VPN均為二級業(yè)務(wù)VPN。目前有部分總部投資或組織建設(shè)的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)和設(shè)備部署在二級業(yè)務(wù)VPN中，由于此類業(yè)務(wù)系統(tǒng)和設(shè)備雖然與國網(wǎng)公司一級業(yè)務(wù)VPN或數(shù)據(jù)通信骨干網(wǎng)具有數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)關(guān)系，但其業(yè)務(wù)路由IP地址空間并不屬于一級業(yè)務(wù)VPN的地址家族，因此也應(yīng)納入二級業(yè)務(wù) VPN范疇。

5 各節(jié)點設(shè)備類型分析

對包括省公司本部設(shè)備、省公司骨干網(wǎng)區(qū)域設(shè)備、地市BGP AS邊界充當(dāng)ASBR的PE設(shè)備給出必備的技術(shù)性能要求。配置滿足數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)整體性能的要求。由于此類設(shè)備將要負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流量較高，對設(shè)備性能要求較高，對網(wǎng)絡(luò)可靠性要求也較高，在目前普遍使用高速端口的情況下，對設(shè)備端口種類豐富性要求不高。同時應(yīng)考慮設(shè)備安裝地點機(jī)房空間、電源、散熱等環(huán)境因素，因此，設(shè)備的選型和配置主要從性能和可靠性方面出發(fā)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層次，各種設(shè)備的具體要求如下：

5.1 省公司主節(jié)點核心路由器和省公司骨干路由器

基于高可靠性，應(yīng)采用高端路由器，路由處理和數(shù)據(jù)交換應(yīng)完全物理分離，具有全分布式業(yè)務(wù)處理，支持豐富的路由和 MPLS特性，支持NSF和FRR特性。核心路由器要求配置具有高可靠性，配置冗余電源、冗余路由處理器、冗余的交換引擎；配備相應(yīng)數(shù)量的GE端口，滿足連接需求，并可以通過端口綁定等技術(shù)擴(kuò)展到40G 以上帶寬，機(jī)箱插槽及端口數(shù)量要求較多。

5.2 地市公司骨干ASBR路由器

基于高可靠性，應(yīng)采用高端路由器，路由處理和數(shù)據(jù)交換應(yīng)分離，具有全分布式業(yè)務(wù)處理，支持豐富的路由和 MPLS 特性，支持 NSF 和 FRR 特性。由于節(jié)點（機(jī)房）可能單機(jī)運行，要求配置具有高可靠性，配置冗余電源、冗余路由處理器/交換引擎；具備10G端口的板卡能力，配備相應(yīng)數(shù)量的GE端口以便滿足連接需求。同時根據(jù)各地區(qū)機(jī)房現(xiàn)狀，要求采用低耗電，小尺寸的設(shè)備，機(jī)箱插槽及端口數(shù)量要求較少。

5.3 縣級公司核心設(shè)備

縣級公司一般應(yīng)考慮采用交換機(jī)設(shè)備作為核心，作為縣級公司核心交換機(jī)，應(yīng)采用高端交換機(jī)，具有較高的背板帶寬和3層，2層處理能力，具備ISIS/OSPF/BGP路由能力，路由處理和數(shù)據(jù)交換應(yīng)分離，具有全分布式業(yè)務(wù)處理，支持豐富的路由和QOS特性，支持NSF和FRR特性。要求配置具有高可靠性，配置冗余電源、冗余路由處理器/交換引擎。由于縣級公司負(fù)責(zé)接入的CE設(shè)備較多，應(yīng)配備相應(yīng)數(shù)量的GE、FE端口，滿足連接需求。同時根據(jù)各地區(qū)機(jī)房現(xiàn)狀，要求采用低耗電，小尺寸的設(shè)備，整體機(jī)箱的插槽及端口數(shù)量要求較少。

5.4 接入設(shè)備

接入單位一般應(yīng)考慮采用交換機(jī)設(shè)備，作為各級單位上聯(lián)接入設(shè)備的 CE交換機(jī)，至少應(yīng)具有VLAN功能，至少具備ISIS/OSPF路由功能，至少提供24個FE端口，2個GE端口，上述端口滿足同時工作的全線速轉(zhuǎn)發(fā)能力，具有較高的交換背板，具有3層路由能力，支持生成樹，端口聚合，組播等功能，支持QOS標(biāo)記功能傳輸鏈路要求。

6 結(jié)語

本文對目前電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及運行方式的分析及比對，結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)存在的問題，提出了數(shù)據(jù)通信網(wǎng)未來發(fā)展情況的預(yù)測及優(yōu)化目標(biāo)，為今后數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的建設(shè)提供了參考。

參考文獻(xiàn)

[1]謝希仁.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2005.

[2]張華.數(shù)據(jù)通信教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[3]王麗娜.數(shù)據(jù)通信技術(shù)[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2011.