電力綜合數據網建設研究

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摘要：在電力通信系統中，綜合數據網主要承載電力企業的管理信息業務。隨著電力通信系統的迅速發展，以光纜為主的光纖通信系統覆蓋面不斷增大。在這種背景下，地市供電局的新建綜合數據網可以選擇的技術也變得更多。本文圍繞新建數據網設計階段需要考慮的問題，重點探討了拓撲結構、路由協議的選擇以及標簽協議等方面內容。

關鍵詞：拓撲；路由；標簽

電力通信系統綜合數據網，是電網管理信息大區的一部分。一個健壯的綜合數據網可以有效支持電網生產、用戶營銷、企業自動化辦公等業務，對智能電網的發展會起到很好的推動作用。隨著地市局通信光纜網的快速發展，通信系統的承載介質也基本實現了光纖化。本文以地市局綜合數據網建設項目為例，首先列舉了幾種符合電力通信系統特點的數據網組網技術，并進行對比分析得出一種最為合適組網方式；然后簡單分析以太網若干路由技術，討論出最適合的路由技術和網絡技術；最后簡單介紹標簽技術，指出其在數據網組網技術中的重要性。

1組網技術選擇

1.1SDH/MSTP或協議轉換器組網

變電站的網絡覆蓋一般采用這種方式。由于變電站已經實現了SDH網絡的全覆蓋，在此基礎上的的網絡覆蓋可以采取兩種方式：一是通過MSTP技術，通過捆綁多個2M時隙的方式建立網絡拓撲；二是在傳輸網兩端直接2M落地，通過加裝協議轉換器轉換成數據網網絡形式組網。由于傳輸網的SNCP保護功能，這兩種拓撲組網方式可靠性高。但也存在以下不足：（1）一些數據設備的一些組網協議不能通過傳輸網通道傳輸；（2）由于傳輸網一般提供的帶寬有限，不能滿足管理信息業務的大容量、大帶寬需求；（3）新數據節點的并網依賴傳輸網提供的資源。

1.2RPR組網

供電營業廳一般采用這種方式。由于供電營業廳直接面向社會公眾，對信息系統的帶寬和可靠性有較高要求，同時由于營業廳一般不部署SDH設備，因此RPR技術在營業廳網絡上得到充分運用。RPR網絡可以提供快速而穩健的自愈能力，可在50ms內完成自動保護倒換。但是由于營業廳之間往往相距較遠，一般不會建立直連的光纜，因此分局間的RPR光纖環網通道會占用變電站的纖芯資源。一旦RPR環網成成規模，變電站的纖芯資源就不夠了。另外RPR的環形組網模式網絡擴容能力不強，新設備不容易并網。

1.3光纖直連組網

隨著地市局通信光纜網的快速發展，光纖通信網基本完全覆蓋供電局的變電站、營業廳等機構。同時由于多光換機成本已經足夠低，因此可以采用光纖直連方式實現拓撲連接。另外，由于現代化的企業管理需求以及電力生產系統對網絡帶寬的需求日益提升，越靠近核心層帶寬需求越高，一般來說核心層網絡要10G鏈路才能滿足需求，而光纖組網可以很好滿足帶寬要求；由于光纜路由足夠豐富，可以保證每個設備有兩個以上不同光方向，從而彌補了沒有自動保護機制的缺陷，提高了網絡可靠性。綜上所述，目前在地市局范圍內采用光纖直連方式組網最為合適。

2路由協議

選擇路由協議分內部網關協議（IGP）和外部網關協議（EGP）兩類，前者應用于一個AS域內，后者應用與不同AS間。

2.1內部網關協議

IGP在網絡中起著連通骨干、路徑選擇和自動路由迂回的作用。IGP有RIP、RIPv2、IGRP、EIGRP等協議，RIP、RIPv2不適合大型網絡；IGRP、EIGRP是思科公司私有協議，不具備推廣價值。目前，可以用于大規模的ISP同時又基于標準的IGP的路由協議有OSPF和ISIS。OSPF、IS-IS都是鏈路狀態路由協議，都適應大規模的網絡。OSPF采用增量更新方式，對設備CPU、內存負擔小；采用組播形式收發報文，這樣可以減少對其它不運行OSPF路由器的影響；OSPF同域內的路由器共享相同的路由表，可以減少網絡泛洪。IS-IS協議中，IS路由器負責交換基于鏈路開銷的路由信息并決定網絡拓撲結構。IS-IS與OSPF類似，但由于IS-IS路由協議多用于ISP運營商，企業網用戶不熟悉，因此建議使用OSPF協議。

2.2外部網關協議

EGP是一種自治系統間的動態路由發現協議。由于供電局需要與省公司綜合數據網進行通信，因此存在AS域間的通信。因此必須配置EGP協議。目前使用最多的EGP協議為BGP協議。省網綜合數據網是一個有機整體，各地市中日益增加的路由表會導致自治區域間路由信息的交換量越來越大，從而影響整個省級網絡的性能。而BGP協議支持無類型的區域間路由CIDR，并帶有豐富的路由屬性，因此可以有效的減少日益增大的路由表。BGP協議又分IBGP、EBGP。IBGP在AS系統內部運轉，主要實現導入IGP路由；EBGP在ASBR上，應用于不同AS之間，通過多種屬性，實現路由在不同AS域間的運轉。

2.3路由反射器

由于IBGP路由器之間需要建立邏輯上的鄰居，這就要求網絡上啟用IBGP的路由器具有全網狀（full-mesh）的結構。但是由于物理上全網狀結構會造成變電站大量的纖芯資源浪費。為解決AS域內各IBGP節點的全連接問題，需要啟用路由反射器（RR）的功能。在網絡中選擇2到3臺路由器，使其成為路由反射器，所有IBGP路由器均與RR路由器建立鄰居關系，這樣全網中的IBGP路由器就可以通過RR學習、轉發路由。RR運用將會使的網絡路由更加優化、擴展更加方便、靈活。

3MPLS-VPN技術概論

上世紀90年代思科公司最先提出標簽交換技術，發展至今成為MPLS技術。由于只靠路由協議不能滿足業務系統對網絡延時、安全、服務質量的要求，數據網還要MPLS標簽技術進行完善。MPLS技術，即在SDH交換上結合了路由交換功能。數據包通過虛擬電路來傳送，在數據鏈結層，MPLS只須執行硬件式交換，它的體系整合了IP選擇路徑與二層交換標記，因而有效地解決了互聯網路由的問題，使數據包傳送的延遲時間大大減短，使得網絡傳輸的很大程度的速度，更好的傳送語音和視頻的業務。MPLS網絡由核心部分的LSR(標簽路由交換設備)、邊緣部分的LER(標簽邊緣路由交換設備)組成。另外，出于網絡安全的考慮，以及對不同業務的管理的需要，需要在數據網中采用VPN技術。例如在地市局的網絡中一般存在OA_VPN和IDC_VPN，一個用作辦公自動化業務，一個用于信息中心服務器集群業務。由于不同VPN之間無法通信，因此通過部署VPN，可以在網絡中實現業務流量的有效邏輯隔離。形成一個的安全、穩定的隧道。MPLS-VPN網絡實現MPLS技術與VPN技術的有機結合。在MPLS-VPN網絡中，路由器的角色分為三種：分別是CE、PE和P路由器。作為骨干路由器的P路由器，負責VPN分組外層標簽交換；PE路由器作為邊界路由器，存儲全局路由表和VRF(VPN路由轉發表)，VRF中存儲著VPN路由條目，全局路由表中存著內部路有條目；作為客戶端路由器的CE路又器，將一個VPN分組轉發給入PE路山器后，PE路由器查詢發起方VPN對應的VRF表，從VRF表中得到唯一對應的VPN標簽和下一跳出口PE路由器地址。出PE路由器依據內層標簽査找到對應的出口之后，將VPN分組上的標簽刪除，將剔出標簽的VPN分組轉發給正確的用戶端CE路由器，CE路由器將根據自身路由表將分組轉發到正確的目的地址。在MPLS-VPN網絡中，BGP路由協議得到了擴展。擴展后的BGP協議成為MP-BGP協議，被應用于PE路由器之間，用來傳送VPN的路由信息以及相應的內層標簽(VPN的標簽)；而PE路由器與P路由器之間，則采用IGP協議交互路由信息進行路由決策，完成路由信息與外層標簽(MPLS標簽)的綁定。

4結束語

綜合數據網是電力通信專網的重要組成部分，它可以有效支持企業生產、辦公智能化發展。在地市局對現有綜合數據網進行改造時，考慮到業務系統對帶寬需求的因素，建議采用裸光纖配交換機直連的方式組網；在選擇路由協議時，需要遵照網、省公司統一標準，建議采用OSPF作為IGP路由協議，采用BGP作為EGP路由協議；同時，通過配置MPLS-VPN、擴展BGP路由協議等方式，加快數據報文的交換，使數據網絡滿足業務系統對網絡延時、安全、服務質量的要求。

參考文獻

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作者：黃學勁