現代電力通信網絡綜合管理系統設計與實現

◆李立達

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現代電力通信網絡綜合管理系統設計與實現

◆李立達

（國網山西省供電公司 山西 030600）

伴隨全國大電網互聯的發展趨勢，如果互聯的大電網中某處發生故障，將可能會引起整個電網的振蕩或崩潰，為了保證電網的安全和穩定地運行，電力通信網絡已經在現代電力企業生產中有著舉足輕重的地位，OTN 設備與電力光纜組成的電力通信網也逐漸成為支撐城市配網的傳輸技術。綜合管理系統通過設備廠家網管接口自動實時采集網絡中的告警信息，進行告警過濾、告警關聯、告警同步、告警呈現、告警統計等相關功能。告警信息及時、準確地采集和存儲，可為故障診斷等后繼工作提供數據支持。電力通信網絡綜合網管的搭建，完成了對傳輸網和數據骨干網的集中監視，為電力通信網絡的集中監視提供了有效的支撐平臺，最大化地減小了網絡監控的工作量，保證了電網的安全穩定運行。

電力通信網；管理系統；故障管理；告警機制

0 前言

電力通信網是電力企業的重要組成部分，作為電力企業的通信專用網絡，涵蓋了電力企業各個環節，有力地滿足了電力生產、基礎設施建設、行政、調度等不同專業的通信需要，以及多媒體辦公自動化等業務信息的支撐。

隨著大規模智能電網的建設，現代化的電網的安全、經濟、穩定運行對傳統電力通信網絡的要求愈發嚴格、對電力通信網絡的設備及光纜等資源的容量以及可靠性提出了更加嚴格地要求。電力通信網絡是一個集合多種專業業務子網的復雜網絡系統，各種專業業務都對應于不同的業務子網。目前電力通信網絡已經形成了以光纖專網技術為主，電力線載波、無線網絡技術為輔的多媒介通信方式。

隨著光傳送網（Optical Transport Network，OTN）在電網的大范圍使用，作為電力通信網絡的骨干網絡，需逐步納入綜合網管系統進行統一監控與管理。由于OTN 網絡與SDH網絡的差異性，在告警、性能、配置三個方面的數據模型及特性都與傳統SDH 不同，需要重新設計并進行標準化處理，實現對OTN 網絡的綜合管理。

1 網絡管理技術

電信管理網（Telecommunication Management Network，TMN）的框架。TMN是國際電信聯盟（ITU）于20世紀80年代后期引入的概念，它是一個邏輯上與電信網分離的網絡。它通過標準的接口（包括通信協議和信息模型）與電信網進行傳送、接收管理信息從而達到對電信網的控制和操作的目的。

1.1管理功能

TMN的各類管理功能支持TMN的管理業務的實現，滿足對被管理網絡的操作，維護和管理的需要，主要劃分為以下五種管理功能域：

（1）性能管理（Performance Management）

性能管理是對通信設備的性能和網絡單元的有效性進行評估，并提出評價報告的一組功能。包括性能測試、性能分析和性能控制。

（2）配置管理（Configuration Management）

配置管理功能包括提供狀態和控制及其安裝功能。對網絡的狀態、網絡單元的配置、業務的投入、啟用業務、等進行管理。

（3）計費管理（Accounting Management）

計費管理功能測試通信網中各種業務的使用情況，計算處理使用通信業務的應收費用，并對通信業務的收費過程提供支持。

（4）故障管理（Fault Management）

故障管理功能是對通信網的運行情況異常和設備安裝環境異常進行管理，對網絡的狀態進行管理。包括告警監視、故障定位、故障校正和故障管理四個功能。

（5）安全管理（Security Management）

安全管理主要提供對網絡及網絡設備進行安全保護的能力。主要有接入及用戶權限、用戶域的管理，安全審查及安全告警處理。

1.2信息體系結構

TMN的信息體系結構應用OSI系統管理的原則，引入了管理者和代理（Manager/Agent）的概念，強調在面向事物（Transaction-Oriented）處理的信息交換中采用面向對象（Object-Oriented）的技術。在信息模型中，網絡資源被抽象為被管理的對象（Managed Object）。模型決定了以標準方式進行信息交換的范圍，模型中的活動（Activity）實現了TMN的各種管理操作，如信息的存儲、提取與處理。

2 OTN 技術

OTN 是ITU-T 提出的一種新型的支持大顆粒業務傳送的光傳輸網絡，業務交換和傳送分別在電信號域和光信號域內完成。OTN 是由一組通過光纖鏈路連接在一起的網元組成的網絡，能夠提供基于光通道的信號傳送、復用、路由、管理、監控以及保護。

在電信號域內，OTN 完成業務到大顆粒傳送單元容器——光通道數據單元的映射，并適配到傳輸段光轉換單元，完成ODUk 在不同傳輸段方向OTUk 之間的交換連接。

在光信號域內，OTN 通過波分復用WDM技術構成光傳輸網，利用G.692 定義的光載波承載OTN 傳輸業務，多個光波道WDM 復用后進入光線路物理層傳輸。

從OTN 網絡分層的角度來看，它可以劃分為光傳送段層、光復用段層和光信道層。同時，光信道層又劃分成光信道數據單元和光信道傳送單元，這一點和SDH 技術中的通道層和段層相似。從本質上來看，可以將OTN 技術看成是SDH 技術和WDM 技術的一種結合，它將WDM 技術和SDH 技術的各自優勢進行了結合，并對組網功能進行了擴展，更適應多種業務的傳送需求。

OTN 的優勢：OTN 是以波分復用技術為基礎、在光層組織網絡的傳輸網，是下一代骨干傳輸網。當前的OTN 架構中有三種基于SDH 的接口速率，分別為2.5 G、10G和40 G。OTN 技術是符合G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T 規范。

OTN 具有大容量、靈活調度、高可靠、易維護等特點，特別適合應用于構建以高帶寬業務為主的、端至端的數據業務承載網絡。OTN 交叉調度顆粒比SDH 的VC-4 交叉調度顆粒要大得多，因此在提升傳輸效率、增強網絡可靠性、降低管理與維護成本等方面都具有巨大優勢。

OTN 不僅充分繼承了SDH 在靈活性與可靠性等方面的優勢，以及WDM 大容量與長距離傳輸方面的優勢，同時兼顧了大顆粒傳送和端到端維護等新需求，將業務信號的處理和傳送分別在電域和光域內完成，從而形成了新一代的業務傳送模式。目前，OTN技術已成為干線傳輸網的首選技術。

3 綜合管理系統與OTN 網絡對接

3.1OTN 網絡管理方案

對現有電力通信網絡綜合網管系統進行擴容建設，實現OTN 網絡的綜合接入與管理，主要功能包括：

（1）OTN 故障管理

基于現有的系統采集適配平臺實現OTN 網絡各層告警的統一采集與管理，同時可進行相應的故障響應、集中、呈現和處理。

（2）OTN 配置管理

在實現OTN 網絡配置采集、適配、管理的同時，展現OTN 網絡拓撲與信號流圖。

（3）OTN 性能管理

可基于統一的體系結構接口實現各類性能指標的采集與分析，實現性能信息采集。

（4）安全管理

將OTN 網絡的管理功能納入到通信網絡綜合網管系統的安全管理模塊，做到分權分域。

3.2采集方式

OTN 網絡采用統一的體系結構接口進行接入，實現對告警、配置、性能的采集與適配，如圖1所示：

圖1 OTN網絡統一體系結構

綜合管理系統通過設備廠家網管接口實時采集網絡中的告警信息，進行告警過濾、告警關聯、告警同步、告警標準化、告警等級升級、告警呈現、告警確認、告警查詢、告警統計等相關功能。告警信息及時、準確地采集和存儲，可為故障智能診斷等后繼工作提供數據支持。

采用多協議適配，通過統一的體系結構接口等多種技術手段對原始告警信息實時采集，對所采集到的原始告警數據應以標準化格式保存，以便對原始告警數據進行再利用和二次開發。告警采集支持集中、分布或者混合式處理，對被管設備告警數據的采集應可獨立運作，不因被管設備的信息缺失而影響告警信息采集。

4 系統功能

綜合管理系統實現了包括告警管理、端到端業務管理、設備版本管理、性能管理等功能。

（1）告警管理

包括告警采集、告警標準化、告警比對、告警關聯等，支持告警呈現視圖的個性化定制。

（2）端到端業務管理

實現對跨域的電路進行全程路由呈現和告警采集上報，數據通過綜合告警平臺的接口來獲取，通過錄入省網資源信息管理平臺進行路由還原，實現全程路由的呈現。

（3）設備版本管理

綜合管理系統采集網元設備板卡軟硬件版本信息，通過資源管理系統實現對在網設備板卡軟硬件版本、網元版本的管理和更新。

（4）性能管理

實現網絡性能信息、劣化預警、電路質量預警等參數進行分析，判斷出可能出現的故障做出預期維護指令。

5 結語

利用綜合網絡管理系統對OTN 網絡及現有傳輸網絡進行管理，OTN 網絡采用統一的體系結構接口進行接入，實現對告警、配置、性能數據的采集與適配。通過綜合管理系統對傳輸網絡的實時監測，保障了傳輸網絡缺陷的及時發現，有利于提高現代電力通信網絡的故障處理效率，全面提升網絡運行水平。

電力通信系統的發展帶動了電力網絡監控系統的發展，隨著科學技術日新月異的進步，綜合電力通信網管理系統的技術也會不斷的更新。增加對于網絡拓撲結構的分析，告警實時性和入庫操作量矛盾的解決，相信不久的將來，電力通信系統將能以統一的網絡架構，透明地支撐電力系統更加安全、穩定、經濟地運行。

[1]William Stallings.SNMP網絡管理.中國電力出版社，2001.

[2]張方發.OTN與SDH相結合的福建廣電省干傳輸系統[J].現代傳輸，2010.

[3]李啟林.基于IP網實現變電站監控系統的遠程維護.電力系統通信，2005.