覆盖网络技术在电力信息网络中的应用研究-1引言

1、覆盖网络技技术在电力力信息网络络中的应用用研究陈 伟 民民（金华电业业局科技信信息处 浙江 金华 3210001）摘要：本文文首先介绍绍了Oveerlayy网络，然然后引出了了Overrlay技技术下的电电力调度系系统，分析析了该系统统的原理，得得出该系统统比传统系系统的优点点，最后介介绍了多种种业务在该该系统下的的应用。该该系统具有有较好的扩扩展性和较较强的灵活活性关键字：OOverllay网络络、电力调调度、应用用层组播、P2P技技术1 引言言全国范围内内超大规模模互联电路路系统的形形成,对电电力系统调调度运行提提出新的要要求1-2,。电力通信网业务不不再是最初初的语音通通信和电网网调度实

2、时时监控信号号的传输等等窄带业务务，而是逐逐渐发展到到同时承载载电网调度度自动化、电力营销销自动化、配电网自自动化、变变电站继电电保护自动动化以及办办公自动化化、视频监监控和视频频会议、IIP电话和和其他数据据传输等多多种业务的的接入。因因此针对广广域分布数数据进行分分布开放式式处理成为为必然。当当前分布开开放式调度度自动化开开放系统存存在一些缺缺点：1）大量遗留系统存在，无法迅速更换或升级，部分陈旧的软硬件已经不再被支持，改造现有应用的系统以适应新的系统结构又要投入巨大的工作量；2）国际电工委员会所制定的IEC 619703-5系列标准不能大规模推广，数据接口跟系统功能还不能很好的紧密结合；

3、3）“开放”仅局限于调度中心内部，互操作性很差。因此将ovverlaay（覆盖盖网）技术术引入电力力系统，有有助于解决决大规模电电力系统的的全网统一一调度和分分析计算问问题。本文文结合电网网调度自动动化系统结结构，提出出了基于ooverllay模型型的电力调调度系统，接接着分析了了在oveerlayy模型下的的优势，最最后分析了了overrlay模模型下电力力调度系统统的多种业业务应用。2 ooverllay网络络介绍overllay网络络是建立在在一个或者者多个已存存在网络之之上的网络络，通过增增加额外的的、间接的的、虚拟的的层，来改改善下层网网络部分领领域中的一一些属性，提提高网络的的性能

4、。ooverllay网络络有以下特特性：第一一扩展性好好，一个ooverllay 网络不需需要改变已已有的网络络结构，不不需整个网网络范围内内的网络组组件的支持持，这一思思想的实施施将会加快快新型的网网络功能和和服务的部部署；第二二灵活性强强，oveerlayy网络所建建立的是一一个抽象的的连接，这这些连接可可根据应用用程序的需需要，进行行优化；第第三健壮性性，一个ooverllay网络络比下层的的网络设施施更加健壮壮。因此，overlay网络概念一经提出，就引起了人们的重视。特别是近几年以来，在现有的Internet传输网络之上构建的完全位于应用层的overlay网络系统发展很快。例如提出了

5、监测路径失效的弹性overlay网络（Resilient Overlay Network, RON）6，为现有的Internet提供端对端服务质量保证的服务overlay网络（Service Overlay Network, SON）7等。21 OOverllay概念念覆盖网络是是由一系列列分布于IInterrnet各各自治系统统内部的覆覆盖服务节节点以及连连接它们的的逻辑链路所组组成的虚拟拟网络，它它能有效地地利用Innternnet给终终端用户提提供更为可可靠的服务务。覆盖节节点通常具具有路由、数据处理理和数据保保存等功能能，而逻辑辑链路（即即覆盖链路路）通常对对应底层的的一条或多多条物理

6、路路径。图11所示就是是一个覆盖盖网络的例例子。 覆覆盖网络大大致可以分分为两大类类：基于终终端主机的的覆盖网络络和基于固固定节点的的覆盖网络络。在基于于终端主机机的覆盖网网络中，终终端主机只只是逻辑上上相连（在在网络层），没没有得到IISP的任任何支持。它要求终终端主机同同时和其它它多个终端端相连。图1 覆盖盖网络示意意图22 OOverllay网络络优点Overllay网络络技术具有有以下优点点：不需要大规规模改变现现有网络架架构就能提提供更为可可靠、容错错性更好的的服务。有有了覆盖网网络,即使网络层层出现错误误，应用系系统也可以以凭借覆盖盖网络快速速找到替代代路由，并并且可以根根据应用服

7、服务的不同同服务质量量要求寻找找相应的最最优路径。2） 可以以方便地通通过针对特特定应用的的覆盖网络络提供在现现有网络层层基础结构构中难以提提供的新业业务，如应应用层多对对多的可靠靠多播，而而不需要改改变现有网网络架构，实实现起来也也是很方便便。3） 通过过采用能更更好地利用用网络资源源信息的算算法来提高高现有Innternnet已有有的业务性性能，如VVoIP的的语音质量量。3 ooverllay模型型下的电力力调度指挥挥系统随着电力调调度自动化化系统的广广泛开发和和使用，人人们所熟悉悉的电力抢抢修车在街街上出现的的次数将会会越来越少少，甚至消消失。电力力调度自动动化技术的的核心是通通信，基

8、于于覆盖网技术术的电力调调度自动化化将能够很很好地实现现对远方的的电气装置置进行遥控控、遥信和和遥测，以以实现对配配电网变压压器及重要要节点的在在线监测，对对大量的远远动装置进进行实时远远方监控，并并能对配电电网络故障障、接地区区段进行识识别与隔离离，以保证证供电的可可靠性，同同时在通信信管理方面面还可以实实现自动漫漫游、自动动登录、远远方复位和和远方整定定参数等功功能。采用用overrlay网网络的优点点是增加了了网络的稳稳定性，使使网络具有有弹性，便便于扩展。例如某地地区级电力力调度数据据网按ovverlaay结构设设计见图11。 图图1 Ovverlaay下电力力调度系统统图其中一级地地

9、区网是一一个自治域域系统，聚聚集所有下下一级调度度的信息和和它本身所所在自治域域系统内的的节点信息息，下一级级调度系统统除了包含含自身系统统内的节点点信息以外外还有包含含接入该层层节点的信信息。除此此之外，对对于同一个个局调度系系统内，每每个终端主主机都有一一个覆盖服服务节点，然然后采用多多播机制进进行数据转转发。对于于具有相同同或者相似似条件下的的终端主机机，采用PP2P技术术来实现文文件共享等等。根据电力调调度系统需需求和通信信原理，系系统分层图图见图2。 图2 ooverllay下电电力调度系系统分层图图1）oveerlayy下电力调调度系统的的组播应用用我们采用PPackeet Ree

10、flecctionn技术来实实现一个局局调度系统统内的组播播应用。每每个终端主主机都是一一个覆盖服服务节点，在在所有成员员之间建立立一颗组播播分布树，组组播数据的的复制在终终端实现。如图3所示示的应用层层多播树，在在数据从源源S1发送到目目的地E11时，终端端主机E11可以给RR4发送Reeflecctionn请求，要要求当有数数据从S11发送给EE1时，路由由器R4要把数据据同时转发发给E2、E3。图3 Paackett Refflecttion技技术应用图图2）P2PP技术实现现资源共享享具有相同或或相类似的的局调度系系统中,每每个终端用用户主机都都是对等的的,且保存存着数据和和信息。在在

11、这个系统统中数据不不存放在控控制中心的的服务器上上，所有信信息的传输输和服务的的实现都直直接在终端端用户上进进行，无需需中间环节节和服务器器的介入。4 利用OOverllay组建建高效综合合电力调度度网的优势势Overllay网络络是建立在在一个或者者多个已存存在网络之之上的网络络，本身该该网络具有有较好的扩扩展性和较较强的灵活活性，把OOverllay技术术应用在电电力调度系系统上，具具有以下优优势41 更更灵活的组组网方式Overllay网的的拓扑结构构是任意构构造和建立立，每个拓拓扑建立可可以根据下下层物理网网络的拓扑扑信息和实实际节点信信息等进行行最佳组合合，而且OOverllay节点

12、点节点都具具有网络拓拓扑的自动动发现功能能，能够自自动识别网网络结构的的变化并对对业务的传传送作出相相应的决策策，这种自自动的网络络更新机制制能够避免免在城域网网络发生变变化时复杂杂的、人为为的网络调调整。42 电电信级的网网络安全性性和可靠性性 在电电力调度系系统会遭到到很多恶性性攻击从而而导致数据据丢失，OOverllay网络络凌驾于已已有的网络络之上，为为电力调度度系统提供供了一个安安全覆盖服服务网络，并并且采用了了安全覆盖盖隧道、相相容哈希和和过滤等技技术来防止止他人恶性性攻击。43 承承载多业务务的能力Overllay作为为新一代的的网络技术术具有同时时承载视频频、数据和和话音的能能

13、力。使用用服务等级级SLA方式式区分业务务，并采用用强大的QQos质量量控制技术术，保证了了各个业务务都能获得得所需的带带宽，有效效地避免了了业务之间间的冲突和和网络的拥拥塞。44 更更高的资源源利用率Overllay网络络采用P22P资源共共享技术能能够有效利利用电力调调度系统散散布的大量量普通节点点，将计算算任务或存存贮资料分分布到所有有节点上，利利用其中闲闲置的计算算能力或存存贮空间，达达到高性能能计算和有有效利用资资源4.5 更更高的带宽宽利用率 现有有的电力调调度系统网网络中，由由于路由器器不支持组组播，因此此很多应用用都是通过过单播实现现，从而导导致时间延延时和差错错等，而OOve

14、rllay网络络采用应用用层组播技技术能够在在现有的网网络上避开开路由器，从从而实现应应用层组播播。46该系系统优点1）互操作作性：异种种系统之间间的应用和和资源的协协同能力很很强。2）延续性性：能够兼兼容现有系系统应用，在在新旧系统统之间平滑滑升级。3）可移植植性：系统统运行于不不同软硬件件平台的能能力。4）可扩展展性和分布布性5 各种种业务在OOverllay下电电力调度系系统中的应应用电力调度系系统中的业业务包括程程控交换、调度、远远动通道、会议电视视、视频监监控、电力力市场技术术支持等数数据量不大大但实时性性要求极高高的业务，以以及各类管管理信息和和宽带上网网等突发数数据量大但但实时性

15、相相对不高的的业务。网网络将根据据不同业务务的质量需需求和特性性，制定不不同的服务务级别和带带宽保证，以以满足多种种应用。Overllay网络络中各种业业务见表11所列。业务传送方式服务级别带宽延时优先级语音交换22M点对点汇集集EFN2M有有保证极小1事件检测、电力市场场点对点EF每条线路有有保证的22M极小1视频调度点对点、广广播EF 有保证 22M极小1信息发布专线EF有保证 22M极小1信息管理专线AF 设定带宽小2宽带上网以太网汇集集BE动态共享带带宽无需求3 表表1 ovverlaay下各种种业务1）语音调调度业务这些业务是是网络中最最重要的业业务，要求求网络对其其提供最可可靠的带

16、宽宽保证、最最小的时延延和最高的的优先等级级，所以指指定为最高高的服务级级别EF类。2）视频高高带宽实时时性业务这类业务包包括会议电电视业务、视频监控控系统业务务和图像广广播业务。这类业务务面向连接接，对带宽宽和时延的的要求严格格，所以也也同样属于于EF类业务务。在Ovverlaay网络上上可以同时时支持H.263和Sip的视视频会议电电视系统，也也支持图像像的广播功功能。Ovverlaay提供的的P2P资资源共享技技术能够为为建立高带带宽的动态态图像监控控系统提供供丰富的带带宽。3）用户服服务、Innternnet等普普通业务对于电力系系统中的没没有实时要要求的业务务，如用户户宽带上网网业务

17、，可可以根据业业务重要性性划分不同同的业务等等级和业务务速率，有有些业务按按突发性业业务处理，因因此采用OOverllay技术术能够较好好的保证业业务，提高高容错性。4）各类管管理信息业业务这些业务必必须要求严严格的质量量保证。利利用Oveerlayy技术，能能够更好大大的保证高高效率、低低延迟、低低丢包等6 总结采用Oveeralyy技术，使使电力通信信平台既能能够提供传传统的、高高质量的各各类话音图图像、数据据管理等业业务，也能能应对电力力调度系统统信息化发发展提出的的各种不同同要求、不不同质量等等级的网络络业务需求求。因此，将将Overrlay技技术在电力力系统的应应用是下一一代网络发发

18、展的必然然趋势，并并且能够使使电力通信信能够真正正做到面向向用户和面面向未来。参考文献：1 赵遵廉廉。中国电电网的发展展与展望.中国电力力,20004.377 (1):1-662 卢强。数字电力力系统。电电力系统自自动化 22000.24（99：1-443 Hisssey T W, Pecca J G.Oppen AArchuuretuure DDistrributted PProceessinng thhe Moodernn Dessign for Elecctricc Powwer NNetwoork AAutommatioon. IIn: PProceeedinng off 19990 IEEEE CCollooquiuum inn Souuth AAmeriica.NNew YYork:IEEEE,19990.1550-16614 Murrphy L,Wuu F FF.An Openn Dessign Apprroachh forr Disstribbutedd Eneergy Manaagemeent SSysteems. IEEEE Traanas on PPWRS.19933,8(33):11172-111795 Hisssey T W, Pecca J G.Oppen AArchuuretuure DDistrributted