電力SDH/MSTP傳輸網主站側設備以太網資源優化

張亞洲，陳小龍，吳朝文，王 勇，劉單華

（1.國網安徽合肥供電公司，安徽 合肥 230000；2.國網安徽省電力科學研究院，安徽 合肥 230000）

0 引 言

SDH技術是各級電力傳輸網的主要技術方式之一[1-2]。隨著電網調度自動化、網絡運營市場化和管理現代化的迅速發展，以太網業務已成為電力通信網傳輸的主要對象，其傳輸方式向多業務和高帶寬方向發展?；诖祟愋枨螅赟DH平臺的MSTP（Multi-Service Transfer Platform，多業務傳送平臺）技術得到了廣泛應用。MSTP技術是在SDH技術的基礎上，采用GFP（通用幀映射規程）、虛級聯和LCAS（動態鏈路調整）等技術，直接向用戶提供具有高安全性、高可靠性和Qos保證的以太網專線通道[3]。在MSTP技術框架內，根據ITU-TG.etnsrv規定，以太業務類型共有4種[4]：EPL（以太網專線業務）、EVPL（以太網虛擬專線業務）、EPLAN（以太網專用局域網業務）和EVPLAN（以太網虛擬專用局域網業務）。其中，使用最多的是EPLAN，能夠將業務終端與主站之間形成虛擬局域網（VPN），在SDH網絡中共享帶寬、端口專用，能同時兼顧電力業務對帶寬和網絡安全需求，在SDH傳輸網中得到了廣泛應用。

但是，隨著以太網業務終端種類和數量的快速增長，特別是國網公司泛在電力物聯網建設的大力推進，眾多以太網業務接入SDH傳輸網中，然后統一匯聚到主站側落地，占用大量SDH主站側網元設備的以太網資源，亟需開展優化工作。本文討論如何對電力通信網以太網業務進行優化配置，以解決SDH/MSTP傳輸網主站側以太網業務VCTRUNK（虛擬接口）資源占用過多的問題。

1 SDH/MSTP傳輸網中EPLAN配置方式特點和不足

EPLAN是MSTP技術以太網業務配置方法的一種，能夠在主站側設備網元以太網板內部將指定的外部物理端口和多個VCTRUNK端口在虛擬交換機中掛接起來，建立起數據轉發的固定關系，實現點到多點的業務連接，且具有接入帶寬可調、用戶獨占帶寬以及安全性好等特點[5]，能夠完全滿足核心站點匯聚不同業務時的數據安全性和帶寬可靠性要求。

EPLAN配置方式存在不足，此種方式需要在主站側設備網元設備內為不同業務和不同站點分別分配相應的VCTRUNK。主站側設備占用VCTRUNK數量與業務終端站點的數量一一對應，占用大量的以太網資源。在傳輸設備槽位資源和板卡資源有限的前提下，隨著業務種類和終端站點數量的不斷增加，主站側設備將無法提供所需的VCTRUNK資源。需要采取措施，在保證業務安全性和可靠性的基礎上，對主站側網元以太網資源分配方式開展優化配置，如圖1所示。

圖1 SDH/MSTP傳輸網EPLAN以太網業務通道示意圖

2 主站側設備以太網資源優化方案

當前，電力SDH/MSTP傳輸網在承載繼電保護、調度數據網以及遠動等傳統業務的基礎上，隨著IP網絡業務需求的推進，承載的以太網業務呈現爆發式增長。同時，各供電公司建設了由路由器、三層交換機等設備組網的綜合數據網，但尚且缺乏SDH/MSTP傳輸網和綜合數據網之間承載業務的整體優化配置方案。此外，綜合數據網也有自己的局限性：一方面網絡覆蓋范圍未能達到SDH傳輸網的深度；另一方面出于安全性考慮，尚有部分業務只能由SDH/MSTP網絡承載。因此，SDH主站側網元以太網資源優化需要結合SDH傳輸網和綜合數據網統籌考慮。

國網公司基于業務在安全性和可靠性要求的不同，將數據劃分為生產控制大區和管理信息大區數據[6]。雖然以太網業務由綜合數據網承載在技術上能夠完全實現，但是生產控制大區業務之間的隔離要求較高，在綜合數據網中承載需滿足MPLS VPN級別隔離，而管理信息大區業務承載在綜合數據網中一般能夠滿足要求。因此，綜合以太網業務類型和終端規模的不同，可以采用以下方式減輕主站側SDH/MSTP傳輸設備的以太網業務需求壓力：對處于管理信息大區的業務數據，優先轉移至綜合數據網承載；處于生產控制大區的業務數據，仍優先由SDH網絡承載，但可以在網絡內部優化調整，具體方案如下。

（1）業務承載網轉移。生產控制大區原則上仍然選擇SDH承載，具備條件的管理信息業務可以選擇在綜合數據網中承載。對于末端綜合數據網尚未覆蓋的站點，可以在SDH/MSTP傳輸網開通以太網業務，至就近變電站SDH設備落地，然后接入綜合數據網。

（2）SDH二次匯聚方式。將全網劃分幾個區域，每個區域選取一個站點作為二次匯聚點，將該區域業務分別用EPLAN方式匯聚到二次匯聚站點，然后在匯聚站點內部經VCTRUNK轉接再統一匯聚到主站側。此種方法適合站點數量多、分布分散和數據量小的業務，即可保證數據有足夠的帶寬交互，又能將主站以太網資源需求壓力下移，充分利用匯聚層設備的以太網資源實現優化配置。

（3）修改以太網業務配置方式。采用EVPL或EVPLAN方式配置，讓幾種業務共享VCTRUNK和帶寬，以節約中心站以太網資源。但是，不同業務之間用VLAN、QINQ或MPLS等技術實現通道共享，不能獨享帶寬，業務無法保障，且業務之間隔離為邏輯隔離，無法保障安全性，適用于管理信息大區業務之間共享匯聚，局限性較大。

3 案例分析

合肥電力SDH傳輸網組建于2009年，目前網元數量已經達到160多個，承載多種以太網業務，其中以太網業務（EPLAN）占用很大比例。這些業務具有共同特點，即數據配置以中心機房主站側網元為核心，呈放射狀分布；主站側以太網板需要為每個終端側網元提供一個虛擬接口（VCTRUNK），統一匯聚到外部端口（PORT）接入業務主站。采用EPLAN方式配置的匯聚業務主要包括配電自動化、無線專網、供電所內網、調度IP電話以及SCADA網絡等，具體占用的VCTRUNK資源如表1所示。

表1 合肥公司SDH承載的EPLAN以太網業務類型和資源占用情況表

從表1可以看出，SDH/MSTP傳輸網主站側EPLAN業務分為兩大類，其中生產控制大區占用資源116個，管理信息大區占用98個，共計需要214個VCTRUNK資源。此外，隨著以太網業務種類和數量的增長，資源需求壓力不斷增加。

針對具體業務類型，采用下列方案開展優化工作，如圖2所示。

（1）配電自動化業務作為生產控制類業務，出于網絡安全和保障帶寬的需要，可以在SDH/MSTP網絡中通過二次匯聚方式匯聚到中心站點。

（2）無線專網生產控制大區業務因信息安全的需要，必須由SDH/MSTP承載。此類業務具有點多面廣的特點，可以通過以太網二次匯聚技術，在區域匯聚點接入后統一由匯聚點接入主站側網元。無線專網管理信息大區業務可在SDH/MSTP和綜合數據網承載?？紤]到傳輸網IP化進程的趨勢，采用綜合數據網承載。

（3）SCADSA-A/B網、SCADA-前置機A/B和變電運維遠程工作站全部屬于調度SCADA系統，接入站點主要為縣公司中心站和變電集控站，站點較少，且需要保證通道安全性和可靠性，花費主站側資源不多，可保持原傳輸方式不變。

（4）新能源電站只配備1套SDH設備，站點調度IP電話只能靠SDH傳輸網承載，可以通過方案二將IP電話業務在就近變電站落地，然后直接接入綜合數據網中承載，而無需通過SDH傳輸網匯聚到主站側。

（5）供電所內網業務可通過光纖直連方式轉移至就近變電站接入信息內網，無需SDH網絡承載。

（6）縣域變電站通信傳輸設備只配備1套SDH設備，綜合數據網尚未覆蓋到縣域變電站，視頻監控只能靠SDH傳輸網承載，可通過方案二將縣域視頻監控匯聚到縣公司調度中心站點，落地后直接接入綜合數據網傳輸。

圖2 合肥公司SDH/MSTP傳輸網以太網EPLAN業務優化方案

綜合以上方法，對SDH主站側以太網業務資源統籌規劃，優化前后以太網占用情況如圖3所示?？梢钥闯?，經資源優化后，SDH主站側傳輸設備VCTRUNK資源由原來的214個減小到44個，減小了79.4%。此外，優化后業務資源中管理信息類業務轉移至綜合數據網承載，或在終端側就近變電站SDH網元中途落地后接入綜合數據網承載，剩余生產控制類業務繼續由SDH/MSTP承載，符合前期方案優化思想，達到了預期效果。且采用二次匯聚方式優化后，由匯聚點至中心站的業務數據流由原來分散接入變為匯聚接入，業務流量整合后的顆粒度變大，可以利用大顆粒度VC資源匯聚到中心站，方便管理和運維，特別是對ASON智能傳輸網而言，提高了帶寬利用率。

圖3 優化前后SDH/MSTP主站側設備VCTRUNK數量比較

4 結 論

本文簡要介紹SDH/MSTP電力傳輸網承載以太網匯聚業務的現狀，對當前以太網業務統一匯聚到主站側傳輸設備占用VCTRUNK資源過多的問題進行分析，根據業務數據處于生產控制大區和管理信息大區的不同，在滿足安全性和可靠性的前提下，提出采用業務資源在SDH/MSTP網絡中途落地、業務二次匯聚和轉移到綜合數據網3種解決方案，并將方案應用于合肥電網中。網絡資源優化后，電力SDH/MSTP傳輸網主站側核心網元以太網業務資源壓力明顯減輕，證明了方案的可行性。