電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)計(jì)概述

◆胡懷偉

電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)計(jì)概述

◆胡懷偉

（內(nèi)蒙古烏蘭察布電業(yè)局 內(nèi)蒙古 012000）

2018年烏蘭察布電業(yè)局調(diào)度處進(jìn)行了調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的建設(shè)，在建設(shè)過程中，我們通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化解決了烏蘭察布調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)資源緊張的問題，同時(shí)采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，保持了較好的擴(kuò)展性、可靠性的要求，具有較好的推廣價(jià)值。

數(shù)據(jù)網(wǎng)；路由；核心層；匯聚層

烏蘭察布地區(qū)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)是直接為電力調(diào)度生產(chǎn)服務(wù)的專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（以下簡(jiǎn)稱烏蘭察布接入子網(wǎng)），是烏蘭察布電業(yè)局與局屬?gòu)S站之間進(jìn)行遠(yuǎn)動(dòng)、保護(hù)子站、電量等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性、可靠性和安全性等指標(biāo)要求較高。目前，烏蘭察布地區(qū)調(diào)度主站與廠站終端設(shè)備間的通信仍然采取CDT、101專線的方式，可靠性、安全性及帶寬不能滿足電網(wǎng)迅速發(fā)展的需求。2014年底內(nèi)蒙古自治區(qū)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)雙平面已經(jīng)建成，并已延伸至烏蘭察布地調(diào)，烏蘭察布接入子網(wǎng)作為內(nèi)蒙古電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)雙平面的重要接入子網(wǎng)之一，在整個(gè)雙平面建設(shè)中有著重要的意義。

本調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)計(jì)將遵循“統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)、統(tǒng)一技術(shù)體制、統(tǒng)一路由策略、統(tǒng)一組織實(shí)施”的方針，進(jìn)行設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行和管理。結(jié)合烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及通信傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)際情況，采用三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保建成一個(gè)層次清晰、規(guī)范、可靠、安全、完善、可擴(kuò)展、易管理的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。

1 調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)硬件設(shè)計(jì)

根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)接入子網(wǎng)技術(shù)規(guī)范（試行）》要求，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大或傳輸鏈路資源受限制的情況下，可在接入子網(wǎng)核心層節(jié)點(diǎn)與廠站接入層站點(diǎn)間增加一層匯聚節(jié)點(diǎn)。烏蘭察布地區(qū)現(xiàn)有接入層廠站節(jié)點(diǎn)160余座，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、分布廣、傳輸資源相對(duì)緊張，因此烏蘭察布接入子網(wǎng)采用三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即核心層、匯聚層、接入層。

1.1 核心層設(shè)計(jì)

烏蘭察布接入子網(wǎng)核心層節(jié)點(diǎn)設(shè)置為兩個(gè)，地址選擇在烏蘭察布地調(diào)自動(dòng)化機(jī)房，接入子網(wǎng)核心1與核心2之間采用1000M光纖鏈路連接，具體拓?fù)淙缦聢D1所示。

1.2 匯聚層設(shè)計(jì)

根據(jù)烏蘭察布接入子網(wǎng)建設(shè)對(duì)通道的要求以及烏蘭察布地區(qū)現(xiàn)有光傳輸網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀和“十三五”規(guī)劃，本工程設(shè)置8個(gè)匯聚層節(jié)點(diǎn)，站址分別選擇在前進(jìn)匯聚、德勝匯聚、高順匯聚、海城匯聚、杜爾伯特匯聚、集寧匯聚、平地泉匯聚，團(tuán)結(jié)匯聚，每個(gè)匯聚層站點(diǎn)將根據(jù)IP地址規(guī)劃分別接入上述八個(gè)匯聚層節(jié)點(diǎn)。

圖1 接入子網(wǎng)核心層連接示意圖

匯聚節(jié)點(diǎn)按單設(shè)備多鏈路設(shè)計(jì)，兩條鏈路分別連接接入子網(wǎng)核心或者核心2，每個(gè)匯聚點(diǎn)與兩個(gè)核心形成三角形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（一條直接連核心1、另一條直接連核心2），兩個(gè)核心鏈路通過千兆光纖相連。匯聚與核心之間鏈路為SDH設(shè)備提供的STM-1/POS155光接口，且均為一對(duì)一接口模式。具體如圖2所示。

圖2 核心層到匯聚層連接示意圖

核心、匯聚組間連接設(shè)計(jì)如表1。

1.3 接入層設(shè)計(jì)

本期項(xiàng)目規(guī)劃接入層站點(diǎn)采用單設(shè)備單鏈路設(shè)計(jì)，站端傳輸設(shè)備能提供E1接口的優(yōu)先采用4個(gè)E1通道做鏈路捆綁與匯聚核心連接；站端傳輸設(shè)備不具備E1接口接入能力的廠站通過以太網(wǎng)電接口的方式與匯聚核心連接。

表1 核心、匯聚組間連接設(shè)計(jì)

對(duì)于4個(gè)E1通道作鏈路捆綁的廠站，匯聚路由器采用CPOS接口形式與接入路由器連接；對(duì)于8M以太網(wǎng)接入的廠站，匯聚路由器采用單1000M以太網(wǎng)接口劃分子接口形式與接入路由器連接，本期廠站側(cè)IP地址規(guī)劃按照雙套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計(jì)。

詳細(xì)拓?fù)淙鐖D3。

圖3 接入與匯聚層連接示意圖

2 調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)硬件互聯(lián)設(shè)計(jì)

烏蘭察布地區(qū)骨干網(wǎng)分為1 二平面，每個(gè)平面有一個(gè)節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)烏蘭察布接入子網(wǎng)并網(wǎng)接入及調(diào)度應(yīng)用系統(tǒng)接入。

根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)接入子網(wǎng)技術(shù)規(guī)范要求，烏蘭察布接入子網(wǎng)核心1設(shè)計(jì)雙千兆光纖鏈路分別與骨干網(wǎng)1 二平面節(jié)點(diǎn)連接；接入子網(wǎng)核心2雙千兆光纖鏈路分別與骨干網(wǎng)1 二平面節(jié)點(diǎn)連接，以上連線均為同機(jī)房?jī)?nèi)部，鏈路使用千兆單模光纖。具體拓?fù)淙缦聢D4所示。

圖4 接入子網(wǎng)核心跨域互連示意圖

3 調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的路由設(shè)計(jì)

烏蘭察布接入子網(wǎng)基于開放性、可擴(kuò)展性原則選擇路由協(xié)議，AS內(nèi)部IGP采用OSPF路由協(xié)議，同時(shí)采用BGP/MP-BGP路由協(xié)議支持IPV4和VPNV4路由的學(xué)習(xí)。

3.1 OSPF路由規(guī)劃

OSPF（Open Shortest Path First，開放最短路徑優(yōu)先）是IETF組織開發(fā)的一個(gè)基于鏈路狀態(tài)的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。本次項(xiàng)目采用IPv4協(xié)議的OSPF Version 2（RFC 2328）。

3.1.1區(qū)域規(guī)劃

烏蘭察布接入子網(wǎng)廠站數(shù)量多、區(qū)域分布廣，為提高域內(nèi)路由收斂速度，按照接入子網(wǎng)中劃分的匯聚節(jié)點(diǎn)進(jìn)行區(qū)域劃分，具體規(guī)則如下：

接入子網(wǎng)的核心、匯聚區(qū)域劃為Area0，核心及匯聚設(shè)備的loopback地址、核心間互聯(lián)地址、核心與匯聚互聯(lián)地址、匯聚間互聯(lián)地址、網(wǎng)管網(wǎng)段加入Area0；以匯聚節(jié)點(diǎn)為根，將下聯(lián)的廠站劃分到對(duì)應(yīng)的Area區(qū)域中，Area號(hào)按匯聚點(diǎn)順序分配，同一匯聚節(jié)點(diǎn)下的廠站劃分到同一Area區(qū)域中，匯聚點(diǎn)及相關(guān)接入層廠站的loopback地址、PE-P互聯(lián)地址宣告到對(duì)應(yīng)Area區(qū)域，關(guān)于PE-CE互聯(lián)管理地址采用業(yè)務(wù)地址管理，示意圖如圖5。

圖5 OSPF區(qū)域劃分示意圖

為便于管理和識(shí)別，接入子網(wǎng)OSPF區(qū)域號(hào)順序分配，具體劃分如表2。

表2 OSPF區(qū)域劃分表

3.1.2參數(shù)規(guī)劃

（1）RouterID

在接入站點(diǎn)和核心側(cè)RouterID值設(shè)置為loopback0地址，在OSPF協(xié)議下配置，不使用設(shè)備全局配置。

（2）進(jìn)程號(hào)

雖然OSPF支持多進(jìn)程，但目前烏蘭察布接入子網(wǎng)的實(shí)際需求中沒有做多進(jìn)程OSPF互通和MCE的需求，因此按照國(guó)調(diào)的規(guī)范各自治系統(tǒng)OSPF的進(jìn)程號(hào)都采用1。

（3）路徑開銷

為確保路由器選擇最優(yōu)路徑，應(yīng)統(tǒng)一OSPF路由尺度（Cost）的計(jì)算，烏蘭察布接入子網(wǎng)統(tǒng)一將Cost參考值設(shè)置為1024，計(jì)算公式為：1024/帶寬，帶寬的單位是Mbps，各種接口的路由尺度如表3所示。

表3 OSPF Cost值計(jì)算表

（4）安全認(rèn)證

為防止路由欺騙，確保OSPF與可信節(jié)點(diǎn)建立鄰居關(guān)系，本次工程在OSPF鄰居認(rèn)證方式上采用區(qū)域MD5的認(rèn)證。并在非OSPF鄰居的路由器端口上啟用靜默端口命令，禁止通過該接口建立鄰居關(guān)系。

OSPF其他相關(guān)參數(shù)定義如表4。

表4 OSPF參數(shù)表

3.2 BGP路由規(guī)劃

烏蘭察布接入子網(wǎng)是獨(dú)立的自治系統(tǒng)（AS），與內(nèi)蒙古電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干網(wǎng)進(jìn)行跨域互聯(lián)，啟用EBGP協(xié)議。同時(shí)，全網(wǎng)應(yīng)用MPLS VPN，采用MP-BGP協(xié)議進(jìn)行VPN路由的交換，路由規(guī)劃應(yīng)遵循國(guó)家電網(wǎng)公司數(shù)據(jù)網(wǎng)接入規(guī)范。本工程BGP詳細(xì)規(guī)劃如下：

3.2.1自治系統(tǒng)AS規(guī)劃

根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)相關(guān)規(guī)范要求，第一平面AS號(hào)采用60000，第二平面AS號(hào)采用50000，接入子網(wǎng)的AS號(hào)采取2xxyy模式，xxyy 為區(qū)域編碼，烏蘭察布省級(jí)編碼為xx，地區(qū)編碼取值為yy。本工程中烏蘭察布接入子網(wǎng)AS號(hào)定義如表5。

表5 AS號(hào)規(guī)劃

3.2.2路由反射器規(guī)劃

由于同一個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)數(shù)較多，要形成全互聯(lián)的結(jié)構(gòu)，需要配置很多的BGP對(duì)等體，這在性能和維護(hù)上會(huì)帶來巨大的壓力，因此需要設(shè)立BGP反射。從整個(gè)烏蘭察布接入子網(wǎng)來看，核心1和核心2節(jié)點(diǎn)作為烏蘭察布接入子網(wǎng)一級(jí)反射服務(wù)器；匯聚節(jié)點(diǎn)作為核心節(jié)點(diǎn)一級(jí)反射器的客戶端，同時(shí)作為二級(jí)反射器；接入層站點(diǎn)作為二級(jí)反射器的客戶端。其中路由反射器的cluster id都采用自身loopback地址。

一般而言，一個(gè)Cluster只有一個(gè)路由反射器（Route Reflector，RR），但為防止路由反射器發(fā)生故障引起路由刷新信息的終止，在每個(gè)cluster 中配置多個(gè)路由反射器，此時(shí)該cluster 中的每個(gè)路由反射器都必須配置相同的cluster 標(biāo)識(shí)符。具體路由反射對(duì)應(yīng)關(guān)系如表6：

表6 RR關(guān)系表

圖6 BGP路由器反射器規(guī)劃示意圖

3.2.3參數(shù)規(guī)劃

烏蘭察布接入子網(wǎng)BGP相關(guān)參數(shù)具體規(guī)劃如表7。

表7 BGP參數(shù)表

4 結(jié)束語

烏蘭察布電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)接入子網(wǎng)應(yīng)采用分層結(jié)構(gòu)，滿足了網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性的原則，路由策略采用符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，滿足信息準(zhǔn)確、安全、可靠的要求，在調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃中，具有較好的推廣價(jià)值。

[1]楊晨.電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)在濟(jì)南電網(wǎng)的應(yīng)用與研究[D].山東大學(xué)，2011

[2]杜珊三.地市級(jí)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)分析及應(yīng)用研究[J].供用電，2010（04）.