基于IP over SDH河南電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)規(guī)劃及互聯(lián)

謝 波，王世文，劉永輝

（河南省電力通信自動化公司，河南 鄭州 450052）

河南省電力調(diào)度通信中心（簡稱“省調(diào)”）基于IP over SDH的新一代智能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)（SG-OSS）正在建設(shè)中，新系統(tǒng)通過路由器綁定IP并基于SDH網(wǎng)絡傳輸廠站調(diào)度數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)河南電網(wǎng)的實時監(jiān)控功能。在河南省電力通信網(wǎng)全面建成基于ECI和華為（HUAWEI）的雙平面通信網(wǎng)絡基礎(chǔ)上，使用把IP通過點對點協(xié)議（PPP）映射進SDH/SONET的組網(wǎng)技術(shù)（IP over SDH/SDNET），對調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)進行完善和改造，增加河南電網(wǎng)調(diào)度信息傳輸可靠性[1]。

1 基于IP over SDH的河南省網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)規(guī)劃

1.1 IP over SDH原理

IP over SDH/SONET即Packet Over SDH/SONET，也叫PPP over SDH/SONET（POS），它保留了IP面向非連接的特性，具有線路利用率高、擴展性好、互通性好等優(yōu)點。其分層模型和網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)如圖1所示[2]。

IP over SDH準確描述為IP/PPP/HDLC over SDH，根據(jù)IETF RFC1619，IP包映射到SDH幀的一般過程為：1）IP數(shù)據(jù)報被封裝到PPP包中，PPP符合IETF RFC1661規(guī)范，提供多層封裝、錯誤控制、鏈路初始化控制等。2）根據(jù)IETF RFC1662要求，封裝IP數(shù)據(jù)報的PPP包組成HDLC（High-level Data Link Control）幀。3）將HDLC幀以字節(jié)同步方式映射如SDH的SPE（Synchronous Payload En?velope）中。

1.2 省網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)總體構(gòu)成

基于IP over SDH的河南電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)由骨干網(wǎng)和接入網(wǎng)兩部分組成。骨干網(wǎng)用于數(shù)據(jù)的傳輸和交換，接入網(wǎng)用于各廠站接入[3]，如圖2所示。

220 kV接入廠站分別通過省網(wǎng)傳輸網(wǎng)和地網(wǎng)傳輸網(wǎng)2M（本文中，2M代表2 Mbit/s，155M代表155 Mbit/s）接入到省調(diào)接入網(wǎng)和過渡期地市調(diào)度通信中心（簡稱“地調(diào)”）接入網(wǎng)。廠站接入地調(diào)接入網(wǎng)后經(jīng)由骨干網(wǎng)雙平面接入河南省調(diào)，廠站接入省調(diào)接入網(wǎng)經(jīng)由省調(diào)接入網(wǎng)核心節(jié)點接入河南省調(diào)。500 kV廠站通過N×2M上聯(lián)至匯接節(jié)點直接匯入省調(diào)接入網(wǎng)。

1.3 基于IP over SDH骨干網(wǎng)雙平面規(guī)劃結(jié)構(gòu)

骨干網(wǎng)雙平面河南子區(qū)由4個核心節(jié)點和15個匯聚節(jié)點組成，傳輸分別采用河南省電力通信主干網(wǎng)第一平面ECI設(shè)備和河南省電力通信主干網(wǎng)第二平面華為設(shè)備進行傳輸，構(gòu)成SDH/SONET環(huán)[4]。

第一平面核心節(jié)點設(shè)置在河南省調(diào)、洛陽地調(diào)、平頂山地調(diào)和新鄉(xiāng)地調(diào)，其他15個地調(diào)節(jié)點均為匯聚節(jié)點。第二平面核心節(jié)點設(shè)置在河南省調(diào)、洛陽地調(diào)、漯河地調(diào)和新鄉(xiāng)地調(diào)。雙平面核心節(jié)點與核心節(jié)點之間，采用155M/STM-1 POS兩兩互聯(lián)，匯聚節(jié)點通過155M及POS上聯(lián)至兩個不同的核心節(jié)點，接口方式為155M/STM-1 POS。核心與核心、核心與匯聚節(jié)點之間網(wǎng)絡傳輸帶寬為155M/STM-1。網(wǎng)絡構(gòu)成如圖3所示。

1.4 基于IP over SDH省網(wǎng)接入網(wǎng)規(guī)劃結(jié)構(gòu)

省調(diào)接入網(wǎng)由4個核心節(jié)點和15個匯聚節(jié)點組成。其中核心節(jié)點設(shè)置在省調(diào)、獲嘉、嘉和及香山變電站。核心節(jié)點分別通過河南省電力通信網(wǎng)傳輸一網(wǎng)絡（ECI）和傳輸二網(wǎng)絡（華為）分別接入河南省調(diào)調(diào)度路由器節(jié)點R1和R2。R1和R2通過千兆網(wǎng)卡互聯(lián)形成冗余備份[5]。

網(wǎng)絡傳輸帶寬為N×2M。接口方式為155M/STM-1 CPOS（Channelized Packet Over SDH/Sonet）。河南省 18個地區(qū)的220 kV以及500 kV廠站在各地區(qū)所在的匯接點接入，由匯接節(jié)點路由接入省調(diào)。每個接入廠站業(yè)務占用1個C類地址，地址中一半用作實時（RT）（包含8個地址用于RTU，8個地址用于功角測量），一半用作非實時（NRT）（其中8個地址用于電量計費，8個地址用于保護信息子站以及電力市場、保護信息）。河南省網(wǎng)調(diào)度接入網(wǎng)拓撲圖及節(jié)點連接帶寬如圖4所示。

2 骨干網(wǎng)和接入網(wǎng)的通信側(cè)保護規(guī)劃

河南電網(wǎng)通信網(wǎng)各地調(diào)有省網(wǎng)ECI一平面和省網(wǎng)HUAWEI二平面兩套獨立通信設(shè)備。

骨干網(wǎng)接入時一平面和路由器EN1進行連接，二平面和路由器EN2進行連接，兩個路由器EN1和EN2之間通過千兆網(wǎng)卡互聯(lián)，形成1+1保護。匯接節(jié)點同時通過兩條路徑接入兩個不同的核心節(jié)點接入河南省調(diào)。

省調(diào)接入網(wǎng)在進行SDH/SONET環(huán)規(guī)劃時，核心節(jié)點新鄉(xiāng)地區(qū)獲嘉、洛陽地區(qū)嘉和、平頂山地區(qū)香山廠站擁有省網(wǎng)ECI和省網(wǎng)華為兩套設(shè)備，且均為500 kV變電站。

圖5為骨干網(wǎng)規(guī)劃：鄭州地調(diào)通過河南省網(wǎng)雙平面ECI和華為直接接入省調(diào)和通過新鄉(xiāng)地調(diào)核心節(jié)點匯接接入省調(diào)拓撲圖。

基于IP over SDH的河南省調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通信側(cè)在構(gòu)建SDH/SONET環(huán)時，在不同路由器光口和通信光設(shè)備對接時，接入不同光板的155M光口。圖5中，鄭州地調(diào)POS EN2的P4/2/0接入華為光板I5的第2個155M光口，P3/2/0接入華為光板I26的第1個155M光口，避免接在同一塊光板上，防止當光板故障時該地區(qū)的所有直接路由和迂回路由至省調(diào)均受影響，由此加強調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干網(wǎng)的安全性能，以此完成6重保護（1+1+1+1的4重保護和接入網(wǎng)1+1的2重保護）。

對省調(diào)接入網(wǎng)，圖4中獲嘉、嘉和及香山變電站也分別通過ECI第一平面和華為第二平面分別接入省中調(diào)CPOS路由器R1和R2，避免由于ECI或華為設(shè)備的損壞，而同時影響核心節(jié)點接入省中調(diào)CPOS的155M光路徑。

3 基于IP over SDH的設(shè)備協(xié)議互聯(lián)

3.1 STM-1骨干網(wǎng)互聯(lián)

河南省網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干網(wǎng)各節(jié)點采用的路由器設(shè)備和節(jié)點互聯(lián)設(shè)備如表1所示。

表1 骨干網(wǎng)設(shè)備列表

上述圖3中，安陽局通過河南省通信主干網(wǎng)第一平面ECI 155M光路接入省調(diào)和新鄉(xiāng)局核心節(jié)點。圖6為新鄉(xiāng)地調(diào)（新鄉(xiāng)局）至安陽地調(diào)（安陽局）核心層第一平面核心層路由連接拓撲圖。

新鄉(xiāng)地調(diào)和安陽地調(diào)側(cè)POS路由器P1/0/5和P8/2/0由S1.1光模塊經(jīng)尾纖接入河南省網(wǎng)主干網(wǎng)第一平面。S1.1光模塊為短距，發(fā)光功率為-10 dBm。在路由器側(cè)，以新鄉(xiāng)地區(qū)第一平面R11/0/5端口至安陽地調(diào)方向說明端口的狀態(tài)，顯示如下（除IP需設(shè)置外，黑體部分需兩端設(shè)置一致，部分參數(shù)省略）：

正常運行時，Physical即（Pos1/0/5 current state）和Protocol均為up，代表該端口對應的物理端口和協(xié)議均正常運行。

3.2 接入網(wǎng)CPOS與2M路由器互聯(lián)

以圖4中鄭州地區(qū)接入?yún)R聚節(jié)點博文變電站為例，該站匯聚節(jié)點包含兩個155M CPOS口，其中1/0/0和8/2/0 SDH幀的前兩個時隙（2M）分別與省調(diào)R1和R2對接。鄭州地區(qū)的其他變電站分別以2M的方式交叉連接入CPOS的SDH時隙之中。圖7中1/0/0的第15個2M接入徐莊變電站，8/2/0的第9個2M接入博文變電站。

以下對河南省網(wǎng)在對接過程中協(xié)議對接出現(xiàn)的問題以及解決說明進行處理。其中，博文變電站路由器CPOS具體端口顯示如下（第15個2M和徐莊變電站對接）：

在E1條件下，需要幀格式兩端一致，在PPP協(xié)議下，CRC兩端一致時，物理端口和協(xié)議端口才能都為up狀態(tài)。

4 小結(jié)

改造后的基于IP over SDH的河南省網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)分別通過兩個完全獨立的路由以及完全獨立的接入網(wǎng)路由接入河南省調(diào)，EMS、DTS、實時調(diào)度信息、變電站監(jiān)控信息、電能量計量信息通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的多層覆蓋，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全、可靠、高效傳輸，為電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務可靠的接入提供重要傳輸支撐。

[1]陳翔.三網(wǎng)融合時代廣電光傳輸網(wǎng)絡發(fā)展趨勢分析[J].電視技術(shù)，2011，35（4）：49-51

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[3]丁世勇，崔麗娟，劉繼安.調(diào)度自動化及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的系統(tǒng)設(shè)計[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2008，36（4）:45-50.

[4]錢君霞，沈泓，霍雪松.江蘇電網(wǎng)110、35KV變電站電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的建設(shè)與實施[J].中國電力，2008，41（10）：75-79.

[5]王益民.國家電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的設(shè)備與實施.[J].電網(wǎng)技術(shù)，2005，29（22）：1-5.