現(xiàn)代電力通信網(wǎng)絡(luò)綜合管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

◆李立達(dá)

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現(xiàn)代電力通信網(wǎng)絡(luò)綜合管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

◆李立達(dá)

（國網(wǎng)山西省供電公司 山西 030600）

伴隨全國大電網(wǎng)互聯(lián)的發(fā)展趨勢，如果互聯(lián)的大電網(wǎng)中某處發(fā)生故障，將可能會(huì)引起整個(gè)電網(wǎng)的振蕩或崩潰，為了保證電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定地運(yùn)行，電力通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在現(xiàn)代電力企業(yè)生產(chǎn)中有著舉足輕重的地位，OTN 設(shè)備與電力光纜組成的電力通信網(wǎng)也逐漸成為支撐城市配網(wǎng)的傳輸技術(shù)。綜合管理系統(tǒng)通過設(shè)備廠家網(wǎng)管接口自動(dòng)實(shí)時(shí)采集網(wǎng)絡(luò)中的告警信息，進(jìn)行告警過濾、告警關(guān)聯(lián)、告警同步、告警呈現(xiàn)、告警統(tǒng)計(jì)等相關(guān)功能。告警信息及時(shí)、準(zhǔn)確地采集和存儲(chǔ)，可為故障診斷等后繼工作提供數(shù)據(jù)支持。電力通信網(wǎng)絡(luò)綜合網(wǎng)管的搭建，完成了對(duì)傳輸網(wǎng)和數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)的集中監(jiān)視，為電力通信網(wǎng)絡(luò)的集中監(jiān)視提供了有效的支撐平臺(tái)，最大化地減小了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的工作量，保證了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

電力通信網(wǎng)；管理系統(tǒng)；故障管理；告警機(jī)制

0 前言

電力通信網(wǎng)是電力企業(yè)的重要組成部分，作為電力企業(yè)的通信專用網(wǎng)絡(luò)，涵蓋了電力企業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)，有力地滿足了電力生產(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、行政、調(diào)度等不同專業(yè)的通信需要，以及多媒體辦公自動(dòng)化等業(yè)務(wù)信息的支撐。

隨著大規(guī)模智能電網(wǎng)的建設(shè)，現(xiàn)代化的電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)傳統(tǒng)電力通信網(wǎng)絡(luò)的要求愈發(fā)嚴(yán)格、對(duì)電力通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備及光纜等資源的容量以及可靠性提出了更加嚴(yán)格地要求。電力通信網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)集合多種專業(yè)業(yè)務(wù)子網(wǎng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，各種專業(yè)業(yè)務(wù)都對(duì)應(yīng)于不同的業(yè)務(wù)子網(wǎng)。目前電力通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成了以光纖專網(wǎng)技術(shù)為主，電力線載波、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為輔的多媒介通信方式。

隨著光傳送網(wǎng)（Optical Transport Network，OTN）在電網(wǎng)的大范圍使用，作為電力通信網(wǎng)絡(luò)的骨干網(wǎng)絡(luò)，需逐步納入綜合網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控與管理。由于OTN 網(wǎng)絡(luò)與SDH網(wǎng)絡(luò)的差異性，在告警、性能、配置三個(gè)方面的數(shù)據(jù)模型及特性都與傳統(tǒng)SDH 不同，需要重新設(shè)計(jì)并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)OTN 網(wǎng)絡(luò)的綜合管理。

1 網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)

電信管理網(wǎng)（Telecommunication Management Network，TMN）的框架。TMN是國際電信聯(lián)盟（ITU）于20世紀(jì)80年代后期引入的概念，它是一個(gè)邏輯上與電信網(wǎng)分離的網(wǎng)絡(luò)。它通過標(biāo)準(zhǔn)的接口（包括通信協(xié)議和信息模型）與電信網(wǎng)進(jìn)行傳送、接收管理信息從而達(dá)到對(duì)電信網(wǎng)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(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)，滿足對(duì)被管理網(wǎng)絡(luò)的操作，維護(hù)和管理的需要，主要?jiǎng)澐譃橐韵挛宸N管理功能域：

（1）性能管理（Performance Management）

性能管理是對(duì)通信設(shè)備的性能和網(wǎng)絡(luò)單元的有效性進(jìn)行評(píng)估，并提出評(píng)價(jià)報(bào)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(tài)和控制及其安裝功能。對(duì)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)單元的配置、業(yè)務(wù)的投入、啟用業(yè)務(wù)、等進(jìn)行管理。

（3）計(jì)費(fèi)管理（Accounting Management）

計(jì)費(fèi)管理功能測試通信網(wǎng)中各種業(yè)務(wù)的使用情況，計(jì)算處理使用通信業(yè)務(wù)的應(yīng)收費(fèi)用，并對(duì)通信業(yè)務(wù)的收費(fèi)過程提供支持。

（4）故障管理（Fault Management）

故障管理功能是對(duì)通信網(wǎng)的運(yùn)行情況異常和設(shè)備安裝環(huán)境異常進(jìn)行管理，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)進(jìn)行管理。包括告警監(jiān)視、故障定位、故障校正和故障管理四個(gè)功能。

（5）安全管理（Security Management）

安全管理主要提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行安全保護(hù)的能力。主要有接入及用戶權(quán)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(jié)構(gòu)

TMN的信息體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用OSI系統(tǒng)管理的原則，引入了管理者和代理（Manager/Agent）的概念，強(qiáng)調(diào)在面向事物（Transaction-Oriented）處理的信息交換中采用面向?qū)ο螅∣bject-Oriented）的技術(shù)。在信息模型中，網(wǎng)絡(luò)資源被抽象為被管理的對(duì)象（Managed Object）。模型決定了以標(biāo)準(zhǔn)方式進(jìn)行信息交換的范圍，模型中的活動(dòng)（Activity）實(shí)現(xiàn)了TMN的各種管理操作，如信息的存儲(chǔ)、提取與處理。

2 OTN 技術(shù)

OTN 是ITU-T 提出的一種新型的支持大顆粒業(yè)務(wù)傳送的光傳輸網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)交換和傳送分別在電信號(hào)域和光信號(hào)域內(nèi)完成。OTN 是由一組通過光纖鏈路連接在一起的網(wǎng)元組成的網(wǎng)絡(luò)，能夠提供基于光通道的信號(hào)傳送、復(fù)用、路由、管理、監(jiān)控以及保護(hù)。

在電信號(hào)域內(nèi)，OTN 完成業(yè)務(wù)到大顆粒傳送單元容器——光通道數(shù)據(jù)單元的映射，并適配到傳輸段光轉(zhuǎn)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(hào)域內(nèi)，OTN 通過波分復(fù)用WDM技術(shù)構(gòu)成光傳輸網(wǎng)，利用G.692 定義的光載波承載OTN 傳輸業(yè)務(wù)，多個(gè)光波道WDM 復(fù)用后進(jìn)入光線路物理層傳輸。

從OTN 網(wǎng)絡(luò)分層的角度來看，它可以劃分為光傳送段層、光復(fù)用段層和光信道層。同時(shí)，光信道層又劃分成光信道數(shù)據(jù)單元和光信道傳送單元，這一點(diǎn)和SDH 技術(shù)中的通道層和段層相似。從本質(zhì)上來看，可以將OTN 技術(shù)看成是SDH 技術(shù)和WDM 技術(shù)的一種結(jié)合，它將WDM 技術(shù)和SDH 技術(shù)的各自優(yōu)勢進(jìn)行了結(jié)合，并對(duì)組網(wǎng)功能進(jìn)行了擴(kuò)展，更適應(yīng)多種業(yè)務(wù)的傳送需求。

OTN 的優(yōu)勢：OTN 是以波分復(fù)用技術(shù)為基礎(chǔ)、在光層組織網(wǎng)絡(luò)的傳輸網(wǎng)，是下一代骨干傳輸網(wǎng)。當(dāng)前的OTN 架構(gòu)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(shù)是符合G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T 規(guī)范。

OTN 具有大容量、靈活調(diào)度、高可靠、易維護(hù)等特點(diǎn)，特別適合應(yīng)用于構(gòu)建以高帶寬業(yè)務(wù)為主的、端至端的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)。OTN 交叉調(diào)度顆粒比SDH 的VC-4 交叉調(diào)度顆粒要大得多，因此在提升傳輸效率、增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)可靠性、降低管理與維護(hù)成本等方面都具有巨大優(yōu)勢。

OTN 不僅充分繼承了SDH 在靈活性與可靠性等方面的優(yōu)勢，以及WDM 大容量與長距離傳輸方面的優(yōu)勢，同時(shí)兼顧了大顆粒傳送和端到端維護(hù)等新需求，將業(yè)務(wù)信號(hào)的處理和傳送分別在電域和光域內(nèi)完成，從而形成了新一代的業(yè)務(wù)傳送模式。目前，OTN技術(shù)已成為干線傳輸網(wǎng)的首選技術(shù)。

3 綜合管理系統(tǒng)與OTN 網(wǎng)絡(luò)對(duì)接

3.1OTN 網(wǎng)絡(luò)管理方案

對(duì)現(xiàn)有電力通信網(wǎng)絡(luò)綜合網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容建設(shè)，實(shí)現(xiàn)OTN 網(wǎng)絡(luò)的綜合接入與管理，主要功能包括：

（1）OTN 故障管理

基于現(xiàn)有的系統(tǒng)采集適配平臺(tái)實(shí)現(xiàn)OTN 網(wǎng)絡(luò)各層告警的統(tǒng)一采集與管理，同時(shí)可進(jìn)行相應(yīng)的故障響應(yīng)、集中、呈現(xiàn)和處理。

（2）OTN 配置管理

在實(shí)現(xiàn)OTN 網(wǎng)絡(luò)配置采集、適配、管理的同時(shí)，展現(xiàn)OTN 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c信號(hào)流圖。

（3）OTN 性能管理

可基于統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)接口實(shí)現(xiàn)各類性能指標(biāo)的采集與分析，實(shí)現(xiàn)性能信息采集。

（4）安全管理

將OTN 網(wǎng)絡(luò)的管理功能納入到通信網(wǎng)絡(luò)綜合網(wǎng)管系統(tǒng)的安全管理模塊，做到分權(quán)分域。

3.2采集方式

OTN 網(wǎng)絡(luò)采用統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)接口進(jìn)行接入，實(shí)現(xiàn)對(duì)告警、配置、性能的采集與適配，如圖1所示：

圖1 OTN網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一體系結(jié)構(gòu)

綜合管理系統(tǒng)通過設(shè)備廠家網(wǎng)管接口實(shí)時(shí)采集網(wǎng)絡(luò)中的告警信息，進(jìn)行告警過濾、告警關(guān)聯(lián)、告警同步、告警標(biāo)準(zhǔn)化、告警等級(jí)升級(jí)、告警呈現(xiàn)、告警確認(rèn)、告警查詢、告警統(tǒng)計(jì)等相關(guān)功能。告警信息及時(shí)、準(zhǔn)確地采集和存儲(chǔ)，可為故障智能診斷等后繼工作提供數(shù)據(jù)支持。

采用多協(xié)議適配，通過統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)接口等多種技術(shù)手段對(duì)原始告警信息實(shí)時(shí)采集，對(duì)所采集到的原始告警數(shù)據(jù)應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)化格式保存，以便對(duì)原始告警數(shù)據(jù)進(jìn)行再利用和二次開發(fā)。告警采集支持集中、分布或者混合式處理，對(duì)被管設(shè)備告警數(shù)據(jù)的采集應(yīng)可獨(dú)立運(yùn)作，不因被管設(shè)備的信息缺失而影響告警信息采集。

4 系統(tǒng)功能

綜合管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了包括告警管理、端到端業(yè)務(wù)管理、設(shè)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(biāo)準(zhǔn)化、告警比對(duì)、告警關(guān)聯(lián)等，支持告警呈現(xiàn)視圖的個(gè)性化定制。

（2）端到端業(yè)務(wù)管理

實(shí)現(xiàn)對(duì)跨域的電路進(jìn)行全程路由呈現(xiàn)和告警采集上報(bào)，數(shù)據(jù)通過綜合告警平臺(tái)的接口來獲取，通過錄入省網(wǎng)資源信息管理平臺(tái)進(jìn)行路由還原，實(shí)現(xiàn)全程路由的呈現(xiàn)。

（3）設(shè)備版本管理

綜合管理系統(tǒng)采集網(wǎng)元設(shè)備板卡軟硬件版本信息，通過資源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)在網(wǎng)設(shè)備板卡軟硬件版本、網(wǎng)元版本的管理和更新。

（4）性能管理

實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能信息、劣化預(yù)警、電路質(zhì)量預(yù)警等參數(shù)進(jìn)行分析，判斷出可能出現(xiàn)的故障做出預(yù)期維護(hù)指令。

5 結(jié)語

利用綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)對(duì)OTN 網(wǎng)絡(luò)及現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理，OTN 網(wǎng)絡(luò)采用統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)接口進(jìn)行接入，實(shí)現(xiàn)對(duì)告警、配置、性能數(shù)據(jù)的采集與適配。通過綜合管理系統(tǒng)對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，保障了傳輸網(wǎng)絡(luò)缺陷的及時(shí)發(fā)現(xiàn)，有利于提高現(xiàn)代電力通信網(wǎng)絡(luò)的故障處理效率，全面提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行水平。

電力通信系統(tǒng)的發(fā)展帶動(dòng)了電力網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的進(jìn)步，綜合電力通信網(wǎng)管理系統(tǒng)的技術(shù)也會(huì)不斷的更新。增加對(duì)于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析，告警實(shí)時(shí)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(tǒng)將能以統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，透明地支撐電力系統(tǒng)更加安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。

[1]William Stallings.SNMP網(wǎng)絡(luò)管理.中國電力出版社，2001.

[2]張方發(fā).OTN與SDH相結(jié)合的福建廣電省干傳輸系統(tǒng)[J].現(xiàn)代傳輸，2010.

[3]李啟林.基于IP網(wǎng)實(shí)現(xiàn)變電站監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程維護(hù).電力系統(tǒng)通信，2005.