（电气工程专业论文）衢州电力光纤通信网智能光网络研究.pdf

浙江大学工程硕士学位论文 衢州电力通信网a s o n 应用可行性研究 摘要 本论文致力于智能光网络在电力系统光纤通信网的应用研究。传统的电力光纤 通信网主要为话音业务设计，采用以s d h 为基础的m s t p 技术，拓扑结构以环网和链 型为主，存在着网络扩展性差，带宽利用率低。网络拓扑变化不能实时管理等缺点。 随着大颗粒i p 数据业务占电力光纤通信网承载通信业务的主导地位。传统的s d h 光 纤通信网络必须进行升级改造才能适应数据业务迅速发展的需求。而a s o n 以其所特 有的优点，已经成为业内公认的下一代光通信网络的发展方向。 文章以电力系统光纤通信网络的实际情况为依据，对电力通信的特点及用户业 务需求等方面进行分析，研究了现有m s t p 技术的现状及存在问题，a s o n 技术引入 的市场背景；a s o n 的体系结构，相关接口及协议信令；探讨了电力光纤通信网引入 智能光网络的策略技术及设计方案。， 论文将a s o n 技术理论知识和工程设计相结合，对电力系统引入a s o n 技术引作了 较深的研究，为电力光纤通信网络的改造提供理论及技术依据，具有较好的经济和应 用价值。 关键词电力系统光纤通信网络m s t pa s o ni p 数据业务 i i 浙江大学工程硕士学位论文衢州电力通信网a s o n 应用可行性研究 a b s t r a c t t h i sp a p e ri sc o m m i t t e dt or e s e a r c ht h ea p p l i a n c eo fa u t o m a t i c a l l ys w i t c h e do p t i c a l n e t w o r k ( a s o n ) i nt h ee l e c t r i cp o w e rf i b e rc o m m u n i c a t i o nn e t w o r k 。t r a d i t i o n a l e l e c t r i cp o w e rf i b e rc o m m u n i c a t i o nn e t w o r km a i n l yf o rp h o n e t i cb u s i n e s sd e s i g n ，a d o p t s m s t pb a s e do ns d h ，t h em a i nt o p o l o g i c a ls t r u c t u r ei sl i n e a ra n dr i n g ，t h ec h a n g e so f n e t w o r kt o p o l o g yc a n tb er e f l e c t e gt ot h en e t w o r k m a n a g e r m e n ti nt i m e ，p o o rn e t w o r k e x p a n s i b i l i t y ，l o wb a n d w i d t hu t i l i z a t i o na n ds oo n 。w i t ht h eh u g ei pd a t ao p e r a t i o ni s d o m i n a t i n gi nc o m m u n i c a t i o no p e r a t i o nb e a r i n gt h ew e i g h t o fe l e c t r i cp o w e rf i b e r c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k 。 i no r d e rt os a t i s f yt h ef l e e t l yd e v e l o p i n gr e q u i r e m e n to fd a t a o p e r a t i o n ，t h et r a d i t i o n a lc o m m u n i c a t i o nn e t w o r ks h o u l db eu p g r a t e d 。a n dn o w a s o n t e c h n o l o g ya l r e a d yb e e na c c e p t e db e c o m et h en e x tf i b e rc o m m u n i c a t i o nn e t w o r kd e v e l o p o r i e n t a t i o nb ys p e c i f i ca d v a n t a g e 。 a c c o r d i n gt o t h ep r a c t i c ec o m p l e x i o no ff i b e rc o m m u n i c a t i o nn e t w o r ko ft h e e l e c t r i cp o w e rs y s t e m ，w ea n a l y s i st h et r a i to fe l e c t r i cp o w e ra n dt h er e q u i r e m e n to f c o n s u m e ro p e r a t i o n ，r e s e a r c h i n gt h ep r o b l e m sa n dp r e s e n ts i t u a t i o no fm s t pt e c h n o l o g y , r e s e a r c h i n gt h em a r k e tb a c k g r o u n do fa s o nt e c h n o l o g yl e a d i n ，a n dt h es t r u c t u r e ， r e l a t e di n t e r f a c ea n da g r e e m e n t so fa s o nt e c h n o l o g y ，d i s c u s s i n gt a c t i ct e c h n o l o g ya n d d e s i g na p p l i c a t i o no f a s o n l e a d i nf i b e rc o m m u n i c a t i o nn e t w o r k 。 c o m b i n e dt h ea s o nt e c h n o l o g yt h e o r e t i c a lk n o w l e d g ea n de n g i n e e r i n gd e s i g n ，i t s i nd e e pr e s e a r c h e dt h a tt h ea s o nt e c h n o l o g yl e a d - i ne l e c t r i cp o w e rs y s t e m ，t h es u b j e c t i sp r o v i d i n gt h e o r ya n dt e c h n o l o g yf o ra l t e r n a t i o no fe l e c t r i cp o w e rf i b e rc o m m u n i c a t i o n n e t w o r k ，w i t hb e t t e re c o n o m i ca n da p p l i c a t i o nv a l u e 。 k e y w o r d s ：e l e c t r i cp o w e rs y s t e m f i b e rc o m m u n i c a t i o nn e t w o r km s t pa s o n i pd a t ao p e r a t i o n 1 i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝姿盘鲎或其他教育机构的学 位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论 文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者躲r 例签字吼一年g 月y 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解逝姿盘堂有关保留、使用学位论文的规定，有 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。 本人授权逝江盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：导师签名： 签字日期卅年昌月户日 签字日期年月日 学位论文作者毕业后去向：渺爹 工作靴泐，；f 陬畸一西咏么 通讯地址降邓泓每谚于西稆铭 电话：f 易芦俨 邮编：乡w 一 浙江大学工程硕士学位论文衢州电力通信网a s o n 应用可行性研究 致谢 首先我要感谢我的导师徐习东副教授，感谢他在我研究生学习期间对我无私教 诲和关怀，以及对本文选题、研究及设计的悉心指导和帮助。他那严谨治学、一丝 不苟的学者风范和勤奋踏实的人格魅力对我产生了深刻的影响，是我今后在工作生 活中效仿的榜样。在此，我谨向我的导师徐习东副教授以崇高的敬意和衷心的感谢。 此外，感谢我办公室的同仁们，他们在我学习期间，给了我很多关照，使我能 够安心学习，顺利完成学业。并在我收集论文资料时，给我提供了许多帮助。还有， 感谢浙江大学电气工程学院给了我这个在职学习机会，在这良好的学习环境和浓厚 的学术氛围中，我学到了许多专业知识，提高了自身的业务素质，能够更好的服务 于社会实践。另外，也要感谢给我授课的老师们和共读的同学们。 最后对各位专家老师仔细审阅我的论文表示感谢，期盼给予批评指正。在此， 再一次对给与我帮助和关心的老师、同学及同仁们，诚挚地道声：谢谢! 陈虎 2 0 0 9 年6 月 浙江大学工程硕士学位论文衢州电力通信网a s o n 应用可行性研究 1 绪论 1 1 课题背景及立题意义 电力系统通信是电力系统的重要组成部分，是实现电力生产调度自动化和管理现代化 的基础，是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段，电力系统通信在电力工业技术进 步中占有相当重要的地位。随着电网的迅速发展，现代化电网的安全、经济、稳定运行对 通信要求越来越高，电力系统的公司化改组、市场化运营和现代化管理也对电力系统通信 的容量、可靠性提出了更高的要求。目前衢州电力光纤通信网采用以s d h 为基础的m s t p 技术，环网和线型为主要的网络拓扑结构，承载着基于v c - 1 2 级别的话音业务及以v c - 1 2 为单位捆绑的数据通信业务。虽然基于s d h 之上的m s t p 技术能有效承载语音、数据等多 种类型的业务，环网和线形为主的网络拓扑结构可以实现通信业务快速保护倒换的优点， 但其网络扩展性差，网络带宽利用率低，通信业务配置时，需要逐环逐点配置业务的路径 及时隙，而且通信网络拓扑结构变化不能实时反映到网管系统，无法实行通信网络的动态 管理；而s d h 技术主要是适应t d m 业务的传送，在传送基于v c - 4 级别大颗粒带宽可变的 分组数据业务时显得力不从心。 浙江电力系统通信十一五规划中明确规定：信息管理系统、自动化系统等i p 业 务必须承载在s d h 平台上运行，即i po v e rs d h 。衢州电力局自动化及信息系统原先建设 的以光缆芯线作为传输媒介的千兆数据网络，依照政策规定，必须割接至m s t p 平台上运 行；另外，无人值守变电所的图像监控系统建设，将以集控站所辖范围划分，通过m s t p 传输平台首先汇聚到各集控站，再由各集控站转发局大楼中心主站并与信息系统互联，实 现以w e b 方式实时浏览无人变电所的运行情况。可以预见，衢州电力纤通信网承载的所有 通信业务中，基于v c - 4 级别大颗粒交叉的数据业务将占主导地位。随着i p 业务量呈指数 级增长，在快速、高效、动态的、全网连通的数据特性面前，现有以t d m 业务传输和集中 网络管理为主的光纤通信传输网，已经不能充分适应和满足大颗粒的i p 业务发展需要。 为了更高效、更经济地传送i p 数据业务，i p 网络与m s t p 传输平台无缝融合势在必行。 尤其是当前数据业务不可预测的流量模式，要求建设一个更加智能化的光纤核心网络，以 提供良好的网络扩展能力、灵活的选路和链路配置能力、经济有效的保护恢复机制和高效 的网络管理能力来满足业务的需求，同时降低i p 网络改造建设的成本，提高i p 数据在光 纤通信网络中的生存性、安全性以及提高i p 数据业务的q o s 。而a s o n ( a u t o m a ti c a l l y o 浙江大学工程硕士学位论文衢州电力通信网a s o n 应用可行性研究 s w i t c h e do p t i c a ln e t w o r k ) 以其特有的优点，已被通信业界公认为是下一代光传输网络 发展的方向。 1 2 国内外智能光网络技术的发展与现状 1 2 1 智能光网络技术 在光传输组网技术上叠加以i p 技术为基础的网络智能化技术，形成具有智能性的光 网络一自动交换光网络，即智能光网络a s o n ，i t u - t 在g 8 0 8 0 给出了详细的定义。智能 光网络由用户端动态发起业务请求，自动选择路由，并通过信令控制实现业务连接的建立、 拆除，自动完成网络连接；具有灵活的业务调度、网络资源拓扑自动发现、带宽动态申 请和释放、网络负载自动均衡和优化、提供新的增值业务：光虚拟专用网o v p n 、业务等级 协定s l a 等。a s o n 技术的产生，实际上是数据业务迅猛发展的需求，引入a s o n 技术主要 是针对解决数据业务的不确定性和突发性。 1 2 2 国外智能光网络技术发展情况 近几年来，许多国际标准化组织和论坛纷纷着手a s o n 标准化的研究。截至目前，已 有大量的有关a s o n 的标准草案面世，如i t u - t 的g 8 0 8 0 、g 8 0 8 1 和g 7 7 1 x 系列；i e t f 的g m p l s 协议族；o i f 的u n i1 o 、u n i2 0 和e n n i 信令和路由等。这些标准化组织的目 标是制定一个开放式的通用智能化光网络模型以及相关的标准接口、自动交换和动态配置 控制协议，便于不同厂商的设备在光网络中互联互通。2 0 0 6 年10 1 1 月在s g l 5 会议上， a s o n 相关的标准做了补充和扩展，通过了起草g 7 7 1 5 2 ( 远端路由请求的a s o n 路由架构 和需求) 、g 7 7 1 8 1 ( 协议无关控制平面管理信息模型) 、g 7 7 1 5 增补1 ( a s o n 路由架 构和需求) 等建议的决议，并建议g 8 0 8 0 应该更加通用，以便框架中能支持所有面向连 接的技术。 经国际标准化组织以及光网络设备厂商的大力投入和积极推进，a s o n 在产品研发方 面取得了显著进展，并开始进入实用化阶段。目前，已经有很多厂商具有商用化a s o n 产 品，设备在各个层面上的成熟度也有了很大进步。c i e n a 、s y c a m o r e 等通信技术公司是早 期a s o n 技术的推动者，从2 0 0 3 年起，a t & t 、l u c e n t 、s i e m e n s 、h l c a t e l 、n o r t e l 等主流 厂商相继推出支持智能特性的a s o n 设备。 随着a s o n 技术的逐步发展，国内外的运营商开始在其网络中部署a s o n 网络或者构 建实验网。国外的应用主要是集中在省际骨干网络中，网络拓扑以网状网为主，承载的业 浙江大学工程硕士学位论文 衢州电力通信网a s o n 应用可行性研究 务还是语音和数据，两者兼而有之，保护恢复的方式初期以1 + 1 为主和少量恢复，逐步过 渡到以动态恢复为主，从实际应用来看，主要还是解决了网络的生存性和安全性问题，同 时提高了网络资源利用率，成功的应用案例包括： 美国a t & t 采用c i e n a 的c o r e d ir e c t o r 设备在全国部署了15 0 多个节点，覆盖了核心 骨干和地区骨干网络，组成智能光网络，新建的网络减少了配置差错率，增加了网络容量， 简化了网络结构层次，极大地缩短了新业务配置时间，快速恢复业务时间仅为数百毫秒。 日本n t t 骨干网络部署4 0 个节点s y c a m o r e 设备组成了智能光网络，用于承载话音和 数据业务。 英国沃达丰在欧洲部署了7 9 个物理节点的s y c a m o r es n l6 0 0 0 智能光网络主要承载 2 g 语音和数据、3 g 业务及信令，采用了1 + 1 和动态恢复的业务等级，据称现在已经全部 应用了动态恢复业务。 巴西的t e l e m a r 是拉美第一大电信运营商，为解决网络安全性问题而引入华为a s o n ， 基于a s o n 的华为0 s n 9 5 0 0 覆盖巴西最重要的7 个大城市，组成灵活的m e s h 网，从而提高 整体网络的可靠性和调度灵活性，并且有效利用了钻石级业务为航空电子等v i p 大客户提 供永久1 + 1 保护，不仅提升了干线的安全性，同时真正实现了光网络向业务运营网的转变。 1 2 3国内智能光网络技术发展情况 2 0 0 2 年1 0 月，中国通信标准协会传送网工作组确定启动我国a s o n 标准化的制定工 作。目前已经立项的标准有自动交换光网络( a s o n ) 技术要求) 、自动交换光网络( a s o n ) 设备技术要求和自动交换光网络( a s o n ) 测试方法三个系列标准。国内的电信运行 商从2 0 0 4 年开始逐步引入了a s o n 技术，各大电信运营商、厂商高度注重智能光网络的发 展，积极投入智能光网络的标准化及商业化的过程中，国家的许多重大科技项目也支持智 能光网络应用。以深圳华为、中兴和武汉烽火等为代表的通信技术厂家目前可以提供从骨 干层到接入层全系列智能光网络设备。 由于种种原因，国内的电信运营商大多在省内和部分城域传送网的骨干层先开始应 用，以采用网状网的拓扑为主，同时与环网结合，保护恢复等级还主要以1 + 1 等保护恢复 时间比较快的类型为主，引入a s o n 技术的目的主要是提高网络的生存性和安全性，提高 网络的资源利用率，力争提供s l a 业务运营。主要应用案例有： c i e n a 在吉林铁通、朗迅在江苏电信、a l c a t e l 在北京网通的城域传送网核心层组建 了智能光网络。 2 浙江大学工程硕士学位论文衢州电力通信网a s o n 应用可行性研究 中国电信在省际传送网搭建了a s o n 实验网，主要承载大客户专线业务，并开展了多 域的互通试验。 海南电信用华为公司的o s n 产品组建了覆盖全省2 1 个骨干节点的智能光网络。 智能光网络在电力系统也有了应用：云南省电力公司、浙江省金华电力局、嘉兴电力 局也分别利用华为公司的o s n 系列产品组建了各自的a s o n 网络并投入实际运行之中。 1 3 课题目标 课题的主要目标是根据光纤通信技术及电力通信系统承载的数据业务发展情况，建设 一个智能化的光纤核心网络，提供良好的网络扩展能力、经济有效的保护恢复机制和高效 的网络管理能力来满足业务的需求，同时降低i p 网络改造建设的成本，提高i p 数据在光 纤通信网络中的生存性、安全性，实现光纤通信网络与i p 数据网络的无缝融合，并为衢 州电力通信十二五规划的编制及电力光纤通信网络持续发展提供理论及技术依据。 1 3 1 课题指导思想和原则 电力系统智能光网络应用研究的课题，首先必须明确以下几个指导思想及原则： 1 、通信网络的规划设计服从电网的规划，以满足用户需求为原则，设计建设方案应 符合国家和信息产业部颁发的各种通信政策、技术体制和技术标准。 2 、坚持传输网络分层建设的原则，以确定清晰的传输网络结构，采用科学的发展观， 全网统一规划、分步实施的方式，充分考虑业务推广、技术演进及网络远期发展。 3 。在满足业务需求与发展，保证通信传输质量和可靠性的前提下，选择技术先进成 熟、组网灵活、功能完善、经济合理的技术方案，应能够适应业务多元化发展的需要。 1 3 2 主要研究工作 课题研究了电力系统通信网络现有m s t p 技术的特点及存在问题，针对用户业务需求 进行分析，提出a s o n 技术引入的市场背景；研究了a s o n 技术标准，包括a s o n 的体系结 构，相关接1 ：3 以及采用的协议信令；对电力光纤通信网引入a s o n 技术的策略进行全方位 的论证探讨及技术分析，研究电力通信网引入a s o n 的可行性；并以衢州电力局光纤通信 网络的实际情况为依据，研究设计了衢州电力a s o n 的组网模型及应用模式。 1 4 研究的技术难点及解决方法 1 4 1 标准协议不确定性 通过国际三大标准化组织的分工配合和协同努力，a s o n 的标准化进程已经出具规模， 浙江大学工程硕士学位论文衢州电力通信网a s o n 应用可行性研究 但在很多方面仍不成熟完善。比如：a s o n 在保护恢复没有相应的规范、控制平面和域问 路由等方面都不尽成熟。从标准上看，a s o n 还有很长的路要走，需要国际标准化组织通 过配合协调来解决。 1 4 2 设备、标准的成熟度和互联互通问题 设备、标准的成熟度是直接关系到运营商是否引入a s o n 技术的主要因素之一，同时 互联互通也是运营商不得不面对的问题。a s o n 目前比较成熟的设备都是基于s d h 的，管 理平面对控制平面的管理不尽成熟，保护机制比较成熟，但恢复机制存在着差异性。a s o n 在连接的建立和拆除等方面已经具备了基本的互通性，但厂商间真正的互联互通仍需要等 待。目前，只能选用一个厂家的设备及网管来组建a s o n 网络。 1 4 3a s o n 与现有的光传输网络融合问题 a s o n 代表了传输网络的发展趋势，但是在目前s d h m s t p 网络占绝对优势的情况下， 两网如何互联是必须面对的现实问题。引入a s o n 不可能是将原有的光纤传输网络推倒重 建，因此必然会在一定的时间内存在a s o n 网和传统网络共存的局面，这就决定了我们需 要考虑新旧网络功能定位的问题。s d h m s t p 网络升级至a s o n 的方式有两种： ( 1 ) 对传输设备进行升级 这种方式需要对现有的设备进行增加智能控制单元，对设备软、硬件都要进行升级， 技术上有一定的难度，另外投资成本过大。 ( 2 ) 智能代理 通过对网管升级，使之具有集中控制功能，这样s d h m s t p 网络成为a s o n 的一个集中 控制域。网管系统通过集中控制实现域内的自动连接实现，域间通过增加标准的信令接 口( 如e - n n i 和u n i ) ，来实现全网的自动交换。通过网管升级方式虽然可以达到对传统 网络集中式的a s o n 功能，但对网络的控制仅仅是基于软件的基础之上，一旦软件出现差 错，传输网络的安全及稳定都是个问题。 如何与现网环境相结合来考虑引入a s o n 技术是个关键问题，只要找到a s o n 的合理 定位，解决好现有s d h 设备的充分利用等问题，a s o n 设备就能得到大规模应用，传输网 的智能化程度就会逐步得到提高。 4 浙江大学工程硕士学位论文衢州电力通信网a s o n 应用可行性研究 2 衢州电力m s t p 传输网介绍及通信业务需求分析 2 1m s t p 技术产生背景 传统的s d h 网络，主要传送以v c - 1 2 颗粒为主t d m 业务，具有灵活实用的分插复用、 能提供高质量的传送服务、强大的运行维护及管理支配能力、稳定可靠的保护倒换等功能， 但s d h 技术也有一些明显的不足，如带宽利用率不高，不具备统计复用功能，因此对传送 速率可变的数据业务时显得能力不足。为了充分发挥s d h 的技术优势，在其基础之上进行 了有针对性的改进，主要是增加了对数据业务的支持，这就是多业务传送平台m s t p 。 m s t p 是指基于s d h 、同时实现t d m 、a t l d 、i p 等业务接入、处理和传送，提供统一网 管的多业务传送平台。作为传送网解决方案，m s t p 伴随着电信网络的发展和技术进步， 经历了从支持以太网透传的第一代m s t p 到支持二层交换的第二代m s t p 再到当前支持以太 网业务o o s 的新一代( 第三代) m s t p 的发展历程 第一代m s t p 以支持以太网透传为主要特征。以太网透传功能是指将来自以太网接口 的信号不经过二层交换，直接映射到s d h 的虚容器( v c ) 中，然后通过s d h 设备进行点到点 传送。第一代m s t p 保证以太网业务的透明性，包括以太网m a c 帧，v l a n 标记等的透明传 送。以太网透传业务保护直接利用s d h 提供的物理层保护。第一代m s t p 的缺点在于：不 提供以太网业务层保护；支持的业务带宽粒度受限于s d h 的虚容器，最小为2 m b p s ；不提 供不同以太网业务的q o s 区分；不提供流量控制；不提供多个业务流的统计复用和带宽共 享；不提供业务层( m a c 层) 上的多用户隔离。第一代m s t p 在支持数据业务时的不适应性 导致了第二代m s t p 解决方案的产生。 第二代m s t p 以支持二层交换为主要特点。m s t p 以太网二层交换功能是指在一个或多 个用户以太网接口与一个或多个独立的基于s d i q 虚容器的点对点链路之间，实现基于以太 网链路层的数据帧交换。第二代m s t p 保证以太网业务的透明性，以太网数据帧的封装采 用g f p l a p s 或p p p 协议；传输链路带宽可配置，数据帧的映射采用v c 通道的相邻级联 虚级联或m l - p p p 协议来保证数据帧在传输过程中的完整性；实现转发过滤以太网数据帧 的功能；提供自学 - 3 和静态配置两种可选方式维护m a c 地址表；支持i e e e 8 0 2 1 d 生成树 协议s t p ；支持流量控制，包括半双工模式下背压机制和全双工模式下8 0 2 3 xp a u s e 帧 机制。第二代m s t p 的主要缺点包括：不提供q o s 支持；基于s t p r s t p 的业务层保护倒换 浙江大学工程硕士学位论文衢州电力通信网a s o n 应用可行性研究 时间太慢；所提供的业务带宽粒度受限于v c ，一般最小为2 m b p s ；v l a n 的4 0 9 6 地址空间 使其在核心节点的扩展能力很受限制，不适合大型城域公网应用；基于8 0 2 3 x 的流量控 制只是针对点到点链路，不能提供端到端的流量控制；多用户业务的带宽共享是对本地 接1 2 而言，还不能对整个环业务进行共享。 第三代m s t p 技术以支持以太网业务q o s 为特色。它的诞生主要源于克服现有m s t p 技术所存在的缺陷。从现有m s t p 技术对以太网业务的支持上看，不能提供良好o o s 支持 的一个主要原因是现有的以太网技术是无连接的，尚没有足够q o s 处理能力，为了能够将 真正q o s 引入以太网业务，需要在以太网和s d h 间引入一个中间的智能适配层来处理以太 网业务的q o s 要求。由此，以多协议标记交换( m p l s ) 为技术特点的新一代m s t p 技术一 一第三代m s t p 技术应运而生。 多协议标记交换( m p l s ) 是一种可在多种第二层媒质上进行标记交换的网络技术。它 吸取了a t i 高速交换的优点，把面向连接引入控制。它结合了第二层交换和第三层路由的 特点，将第二层的基础设施和第三层的路由有机地结合起来。第三层的路由在网络的边缘 实施，而在m p l s 的网络核心采用第二层交换。第三代m s t p 设备通过引入先进的m p l s 技 术，使得其不仅支持环网保护方式、支持拓扑自动发现，更可提供独特的端到端业务q o s 保障机制，通过呆用m p l s 的机制提供灵活并具备良好q o s 性能的以太网业务功能，提供 核心层的环网保护。 m s t p 技术的优点是能提供t d m 业务，可对数据网进行优化，替代少量的数据接入和 路由设备。它的缺点为：n s t p 主要实现二层功能，缺少三层功能；利用m s t p 提供g e 端 口价格昂贵；由于映射方式和带宽管理等有不同的实现方式，因此目前不同厂家的设备还 无法实现互连互通，从而影响了端到端数据业务的提供，限制了m s t p 在网络中大规模的 应用。 2 2 衢州电力光纤传输网络建设情况简介 衢州电力局光纤通信传送专网经历近1 0 年时间的建设，目前已经初具规模，传输平 台从当初单纯的s d h 平台升级至m s t p 平台层。至2 0 0 7 年底，衢州电网通信系统投入运行 的通信光缆共7 2 8 1 k m ，全局投入运行的光纤通信站为6 1 个，其中：城网6 2 2 m 环1 9 个光 通信站，电路环长约为1 3 3 k i n ；东部环有1 6 个光通信站，骨干电路环长约为1 6 2 k m ；西部 环有2 8 个光通信站，骨干电路环长约3 0 5 k m 。0 7 年完成了华为光传输西部网络和东部网 络的升级优化工作，两个骨干环主要由市局、县局、2 2 0 k v 变电所组成，设备采用华为 淅d 大学i 硕士学位论x荷州电力通镕回a s o n 直月目# 性研究 0 s n 2 5 0 0 或0 5 n 3 5 0 0 ，容量为25 0 b i t s ；各6 2 2 m 子环主要由1 1 0 k v 变组成，设备为华为 2 0 5 0 或m e t r o3 0 0 0 。通过上述改造，形成了东西部通信多业务综合传输平台，不仅满 足通信自身传精话音图像、数据等业务需求，还可以为自动化、信息联网提供可靠的千 兆环网传输通道；古田、定阳，石窟3 个集控站具备了所辖变电所业务以星型联网的方式， 通过两个百兆通道汇聚到各自集拉站的能力。城两片传输网络将于0 8 年通过升级改造达 到m s t p 综合传输平台。改造后的各个光纤传输网络拓扑囤如图所示： e 铜山番 自站 牡 兰塘 酬变舀臻 z 瞳自m n 幢瞳电所 3 日e 疃电所 e m 圈2 1o g 年底东部光侍输网络拓扑图 浙大学i 程硬士学位论x衙州电力通信网a s o n 应用行性研究 信安变 圉220 8 年底西部光传输网络拓扑目 。月h 月 m 电所 m 自m l l m 瞳自w 船嚷自所 日m # 暂州局2 图23 0 8 年改造后的城同光传输网络捂扑 。局、分局 一瞳嘶 2 口自所 1 1 娃疃电所 溉瞳电所 三自镕 女 i 程h 士举谚i 蕾州电力信同a s o n 应用目行性研竞 ”? 3 j d j 口2 嗣? 1 e 屯r o 擎3 ， ：_ 睾h 7 h 睁2j ；e ”絮”“f 1 6赢 f i o 】”w r 2 0 c p ，。-! # 9 3 二西。”= ；一导g t - # * 。“ 9 垆2 嫡 。4 。“2 玲呼封 潍。 6 4 孽掣，：“翮2 鞍2 噱山i 7 ，” 。9 _ 小 蝻槲 砰矿“冀4 j ”峨 ”紫87 基2 鹣 f 。 “。9 m 镕“ 嗨：= 薯。 8 蝴18 诵8 5 。翟”謦5磊5 酗8 ? 倬柏2 增蠊 茹 骂。6 “蠡；一。：墨” ：，m 9 f 懈_ 女o 郸0 1 自，蟹o s n一垫u 矗t o 跗矸i 岛搏撇 3 侧嘎 删悼! 穰*jr t 省凸啪 ” 醑0 5 茄5 m 5 8 * ：? “ “ 絮“一薯k 翟* 琵 一，一 毫 譬 盎盆。一 ” 画 8 紫= ：一” 。茄”掣。一”蒜 神弩蔷篙# 一一叫。霭鬯i 。一。： s嗡艇洲艄鲥嘲弧1 1 ，苦积2 9 1 糕g 黼i 2 3 主要数据业务结构 2 31 自动化数据网结构： ( 1 l 以地区主站和各集控站为生结点，构成了双环型l o o 似棱心的网络各变电站按集 控站所辖片区划分，通过光传输设备构成的双星形网络接入相应集控站，每条链路的传输 带宽均不小于l o m b p s 。 2 ) 各电厂原则上通过光传输设备构成的星形网络直接接入主站独立交挟机，无条件的 可就近接入相应变电站，每条链路的传辅带宽均不小于2 m b p s 。 ( 3 j 各县局采用通过光传输设备构成的双里形网络接八地区主站，每杂链路的传辕带宽 均不小于5 0 m b p s ( 4 ) 图像监控通过光传输设备构成独立网络，不接入自动化网络。 1 5 ) 自动化敷稽带宽梯彤圉： 浙江大学工程硕士学位论文衢州电力通信网a s o n 应用可行性研究 图2 5 自动化数据带宽梯形图 ( 6 ) 1 10 k v 变电所配网自动化数据，与其主站系统组成独立的单星形网络，每条链路 的传输带宽均不小于1 0 m b p s ，其数据带宽梯形图： 图2 6自动化数据带宽梯形图 数据通信传输平台建设改造完成，自动化网络实现了骨干环传输以m s t p 设备千兆平 台和光纤芯线互为备用的环网方式；接入层变电所业务通过百兆平台汇聚到集控站。目标 拓扑图为： 1 0 * 大学i 程硬学位论支 衢州电力通信目a s o n 用可行性研究 苫芒：喜碧 础彤g 钾协锚铋警g e 。，一亩 了、l ，o 、 p“ 、 ， 、 薹f 。m + 栅 嘟7 a w w r o _ r 、基。、善 ；，7 7 。妇砼岛鼢拍，支m ：制涝备 ”“品品暑盂。& & 嚣i ，寸o o ；：品嚣二：x r i i 、 圈27 2 0 10 年自动化目标拓扑图 该方式对原自动化骨干圈主通道无变动，将备用通道从光纤芯线改接到通信传输千兆 平台上；对于接入层的汇聚方式，变电所侧提供双百兆或千兆口，统一汇聚到相应的集控 站，统一以百兆口方式接入集控站自动化广域回交换机，考虑到部分站通信机房与自动化 设备距高较远，统一梅集控站自动化广域网交换机放置于通信机房内，然后通过光纤千兆 口接入自动化系统。 考虑接入层业务的安全性，拟以集控站第二套s d h 百兆业务汇聚点，作为自动化在各 子环中的备用百兆业务汇聚点，以确保古田、定阳仙霞、石窟集控站的第一套传输设备 故障后，能通过该路由保障自动化业务的安全。 232 信息数据网： ( 1 ) 以市局主站、县局和各集控站为主结点，构成了双环型10 0 0 m 核心网络。各变电站 按集控站所辖片区划分，通过光传输设备构成的里形网络接入相应集控站，每条链路的传 输带宽均不小于1 0 m b p s 。 ( 2 j 用电营业所和供电所的生产办公和营销的通信业务，就近接八变电所信息广城网交 换机，然后通过s d h 百兆通道接入主站。每个用电营业所或供电所内部1 0 0 m 到桌面，接 入通道传输带宽均不小于i0 m b p s ，以满足各数据业务系统的运用 ( 3 ) 信息数据带宽梯形图： 淅 学i 程学位论文衢州电力信目a s o n 应月目行性研究 市 一 局 广 域 一 网 图28信息数据带宽梯形田 数据通信传输平台建设改造完成，信息网络实现骨干环传输以m s t p 设备千兆平台和 光纤芯线互为各用的环网方式；接入层变电所业务通过百兆平台汇聚到集控站；只涉及接 续方式的调整，原网络无新的设备投资目标拓扑圈为： 。! ：删l 5 一恐 。? f 。f 飞j 、。 麓 n8 哥 一：、 图29 20 1o 年信息网络目标拓扑田 23 3 数据通信传输平台 根据电力系统的分布情况衙州地区已初步建立以衢州局中心，以5 0 0 k v 、2 2 0 k v 变 4 e o * k ： 、 口” 陋， 。旷 一m 。_ l o “ o r 、 0 萨 0 浙江大学工程硕士学位论文 衢州电力通信网a s o n 应用可行性研究 电所为骨干节点，以o p g w 、a d s s 光缆为主要传输媒介，构成衢州地区的核心环状光纤传 送网络，同时各县局1 10 k v 变电所、各直属单位部门以子环方式经两点接入地区光纤核 心网，地区核心网经两点与省光纤骨干网互联。 2 4 价值评价 1 实现了通信传输技术的升级。从s d h 技术升级到m s t p 技术，能够提供大带宽的数 据传输业务服务。同时，为以后实现网络从环网向网状网发展提供了可能。 2 通信传输平台总体带宽上升，有利于今后“十二五的发展。 3 对网络的运行维护方便。由于通信传输平台强大的业务监测功能，可以在网管上 直接监测场站端的千兆口、百兆口的数据收发情况，能及时发现每个数据业务口 的中断，并发出报警，极大的方便了数据网络的故障判断，提高了数据网的故障 处理效率。 4 改造期间只是传输层面的变化，对信息、自动化的业务及管理并不影响，由于大 部分业务在接入网汇聚到骨干节点后即予以处理，因此减轻了骨干层的传输容量， 更利于今后信息、自动化网络的扩容和发展。 2 5 十一五规划通信业务需求情况分析 2 5 1 电力系统业务分类 表2 1电力系统业务分类 序 类别名称 内容 号 1 实时业务 1 ) 电话交换业务：调度电话交换网、生产管理电话交换网 2 ) 数据交换网业务：调度自动化数据网、继电保护管理系统 3 ) 数据专线业务：调度自动化通道、继电保护、系统安全自动装置 其他业务：会议电视、变电站图像监控、接入网、通信监控、防雷监测、 9 5 5 9 8 联网、计费联网 2非实时业务1 ) 企业资源计划系统( s a pf , 3 ) 2 ) 电力营销客户信息系统 3 ) 生产管理信息系统 4 ) 办公自动化系统( o a ) 5 ) 输配电网管理系统 6 ) 调度生产管理系统( d p m s ) 3 电信支撑网1 ) 信令网业务 业务2 ) 同步网业务。 3 ) 电信管理网业务 浙江大学工程硕士学位论文 衢州电力通信网a s o n 应用可行性研究 2 5 2十一五规划实时业务带宽配置原则 表2 2十一五规划实时业务带宽配置原则 业务类型带宽配置原则 调度电话交地调至地区第二汇接点：2 2 m b i t s ； 换网 地调至县调远端模块：1 2 m b i t s ； 地调至调度对象：2 2 m b i t s ； 与生产管理电话交换网互联：2 2 m b i t s ； 地调至省调：2 2 m b i t s 。 生产管理电地调至县调、直属单位等远端模块：4 2 m b i t s 或8 2 m b i t s ； 话交换网 与调度电话交换网互联：2 2 m b i t s ； 地调至省调：2 2 m b i t s 。 调度自动化集控站等骨干节点之间环网：2 1 5 5 m b i t s + 2 芯光缆纤芯； 数据网1 1 0 k v 变电所至集控站：1 6 2 m b i t s ； 地调至县调：3 2 2 m b i t s ； 地调至电厂：1 2 m b it s ； 地调至省调三级网：6 x2 m b i t s ； 地调至2 20 k v 变电所三级网：2 2 m b it s ； 省直调电厂至省调三级网：2 2 m b it s 。 继电保护管2 2 0 k v 变电所：2 2 m b i t s 。 理系统 调度自动化2 2 0 k v 变电所至省调：1 6 4 k b i t s ( 利用2 m b i t s 通道) ； 常规通道 省直调电厂至省调：1 6 4 k b i t s ( 利用2 m b i t s 通道) 。 线路继电保 50 0 k v 线路：每回线2 2 m b it s 或4 芯专用纤芯或电力载波通道； 护2 2 0 k v 线路：每回线4 芯专用纤芯或2 芯专用纤芯+ 1x2 m b i t s 系统安全自2 2 0 k v 线路：2x6 4 k b i t s ( 与线路继电保护共用2 m b i t s 通道) 。 动装置 会议电视地调至县调、直属单位：1 2 m b it s ； 地调至省调：2x2 m b i t s ； 省直调电厂至省调：2 2 m b it s 。 变电站图像地调至集控站：1 1 0 0 m b i t s ； 监控变电所至集控站：1 1 0 m b it s 。 接入网地调至变电所：1 2 m b i t s 。 通信监控地调至变电所：利用接入网设备提供的环境监控功能以及并利用其子速率 通道传输电源监控信息，不需另外占用带宽； 9 5 5 9 8 联网 地调至县调：1 2 m b i t s 。 计费联网地调至县调：5 2 m b i t s 。 1 4 浙江大学工程硕士学位论文衢州电力通信网a s o n 应用可行性研究 2 5 3 十一五规划非实时业务带宽配置 非实时业务由信息网络统一传送，故按合计带宽考虑，所需通道带宽配置详见下表： 表2 3 十一五规划非实时业务带宽配置 传输通道带宽配置 地区局至省局 2x15 5 m b i t s 地区局骨干传输环网2 1 5 5 m b i t s + 2 芯光缆芯线 县局至地区局1 1 5 5 m b i t s 110 k v 变电所至集控 1 0 2m b it s 站 2 5 4 十一五规划电信支撑网业务带宽配置 表2 4十一五规划电信支撑网业务带宽配置 业务类型带宽配置 信令网地调至省调：2 2 m b i t s 同步网地调至省调：2 2 m b it s 电信管理网地调