下一代互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)在山西智能電網(wǎng)中的研究與應(yīng)用

摘 要：文章分析了下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢，以及在山西智能電網(wǎng)積極開展下一代互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用的必要性。闡述了在進(jìn)行IPv6應(yīng)用技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，完成山西智能電網(wǎng)基于IPv6協(xié)議的統(tǒng)一視頻開發(fā)及實(shí)施的方法和成效。

關(guān)鍵詞：IPv6；下一代互聯(lián)網(wǎng)；智能電網(wǎng)；統(tǒng)一視頻

在今年揭曉的國網(wǎng)公司2015年度科學(xué)技術(shù)獎一等獎獲獎項(xiàng)目“下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究與示范工程”中，山西智能電網(wǎng)基于IPv6協(xié)議的統(tǒng)一視頻開發(fā)及實(shí)施，與其他單位實(shí)施的輸變電狀態(tài)監(jiān)測、95598互動服務(wù)網(wǎng)站建設(shè)共同構(gòu)成了成果的三類核心關(guān)鍵應(yīng)用，為下一代互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)在山西電網(wǎng)的進(jìn)一步擴(kuò)大實(shí)施提供了寶貴的理論和實(shí)踐依據(jù)。

一、下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢

（一）網(wǎng)絡(luò)智能從用戶終端向網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備滲透

現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)中，智能基本都交予了用戶終端，網(wǎng)絡(luò)的職責(zé)是盡最大可能提高分組傳送的效率和網(wǎng)絡(luò)的抗毀性。然而對于NGI而言，其智能的分布將逐漸從用戶端向網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備滲透，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部維持原有的扁平化設(shè)計(jì)。核心網(wǎng)絡(luò)需要內(nèi)嵌安全機(jī)制，呈現(xiàn)出多個安全域平面互連的核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。而網(wǎng)絡(luò)的智能邊緣設(shè)備則應(yīng)承擔(dān)支持安全、管理、服務(wù)質(zhì)量需求的能力（例如認(rèn)證、鑒權(quán)、接入策略實(shí)施等）。

（二）NGI仍將維持網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)分離的基本屬性，支持多種業(yè)務(wù)類型（包括融合型業(yè)務(wù)）的承載

網(wǎng)絡(luò)承載與業(yè)務(wù)沒有綁定關(guān)系，用戶對于網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的自由參與能力不會改變。NGI互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用多樣化，行業(yè)應(yīng)用不斷增加。NGI在支撐WEB瀏覽、電子郵件、搜索引擎、在線交易、網(wǎng)絡(luò)游戲、即時通信、虛擬主機(jī)等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)同時，也在向P2P業(yè)務(wù)、遠(yuǎn)程控制等在多元化發(fā)展，加速向更多的行業(yè)和領(lǐng)域擴(kuò)展。特別在智能電網(wǎng)領(lǐng)域，利用IPv6的海量地址，為每個電力終端分別分配一個唯一的地址，對電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并支持電網(wǎng)與用戶的雙向互動。

二、在智能電網(wǎng)中開展下一代互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究的必要性

智能電網(wǎng)各相關(guān)環(huán)節(jié)，特別是配電和用電環(huán)節(jié)，對通信網(wǎng)接入能力提出全方位、IP化，多樣化、靈活便利、經(jīng)濟(jì)高效等許多新的要求。下一代網(wǎng)絡(luò)要求針對不同業(yè)務(wù)需求進(jìn)行精細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可知、可管、可控。智能電網(wǎng)的各個環(huán)節(jié)均部署著大量的傳感器和計(jì)量單元，使得網(wǎng)絡(luò)安全環(huán)境更加復(fù)雜。首先是智能業(yè)務(wù)中心包含著存在大量安全隱患的新建系統(tǒng)；其次是智能配用電領(lǐng)域大量智能終端的應(yīng)用，給黑客提供了利用某些軟件入侵機(jī)會操縱和關(guān)閉某些功能，并且大量智能終端由于資源受限問題，需要著力研究滿足高安全性、高效率、可擴(kuò)展性、可兼容性的輕量級安全體制；而原有的電力通信協(xié)議如104等對安全考慮薄弱；新通信技術(shù)的采用如EPON、WiFi、無線等也引入了安全風(fēng)險(xiǎn)。綜上所述，從中心系統(tǒng)、通信規(guī)約、終端仿冒和通信網(wǎng)絡(luò)等多方面整體考慮，必須形成滿足智能電網(wǎng)新形勢要求的、完善的通信安全架構(gòu)，保證智能電網(wǎng)有序的、安全的建設(shè)和運(yùn)行。

三、基于IPv6協(xié)議的統(tǒng)一視頻監(jiān)視平臺的研究背景

電網(wǎng)統(tǒng)一視頻監(jiān)視系統(tǒng)的部署與應(yīng)用對電力通信網(wǎng)的業(yè)務(wù)承載能力及傳輸性能都提出了更高的要求，IP網(wǎng)絡(luò)帶寬需求量迅猛增長。IPv6的出現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的發(fā)展起到促進(jìn)作用，本質(zhì)上對視頻流的基礎(chǔ)承載環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，使網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的應(yīng)用場景和應(yīng)用內(nèi)容更加豐富。所以，構(gòu)建基于下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的信息通信平臺基礎(chǔ)上的電網(wǎng)統(tǒng)一視頻監(jiān)視平臺需求迫切。電網(wǎng)統(tǒng)一視頻監(jiān)視平臺是多媒體業(yè)務(wù)的典型代表，相關(guān)的應(yīng)用成果可推廣應(yīng)用到智能巡檢、移動作業(yè)終端、應(yīng)急指揮、遠(yuǎn)程協(xié)同辦公等。

四、基于IPv6協(xié)議的統(tǒng)一視頻監(jiān)視平臺實(shí)施內(nèi)容

（一）新建變電站IPv6監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)方案

新建變電站根據(jù)山西公司變電站建設(shè)部門及運(yùn)維部門現(xiàn)狀及需求，遵照不同電壓等級變電站建設(shè)相關(guān)典型設(shè)計(jì)內(nèi)容，確定變電站IPv6監(jiān)控設(shè)備型號及數(shù)量，定制研發(fā)支持IPv6網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)，新定制研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)直接接入IPv6網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，交換機(jī)采取隧道技術(shù)完成IPv6設(shè)備的視頻數(shù)據(jù)從站端經(jīng)?。ㄊ校┑娇偛康目v向貫通。

（二）已建變電站IPv6監(jiān)控系統(tǒng)改造方案

根據(jù)山西公司變電站建設(shè)部門及運(yùn)維部門現(xiàn)狀及需求，對于現(xiàn)已支持IPv6的設(shè)備，直接接入改造后的兼容IPv6的統(tǒng)一視頻監(jiān)控平臺。對于變電站中一些重點(diǎn)監(jiān)控點(diǎn)位，將模擬攝像機(jī)更換為新IPv6視頻監(jiān)控設(shè)備；對于已存在的IPv4網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)升級更換為IPv6網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)；對于其他已存在的模擬攝像機(jī)則遵從利舊原則，直接更換網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)使其支持IPv6，將模擬攝像機(jī)接入改造后的IPv6網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)，后接入IPv6交換機(jī)。所有視頻采取支持IPv6的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，完成IPv6視頻數(shù)據(jù)從站端經(jīng)省（市）到總部的縱向貫通。

五、基于IPv6協(xié)議的統(tǒng)一視頻監(jiān)視平臺的應(yīng)用成效

截止目前，系統(tǒng)及平臺各項(xiàng)功能運(yùn)行穩(wěn)定，用戶反映良好。從各項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)來看，基于IPv6協(xié)議的統(tǒng)一視頻監(jiān)視平臺為下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在山西智能電網(wǎng)的進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用起到了示范作用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)：

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