遼寧電力通信網(wǎng)容災(zāi)體系建設(shè)

趙宏昊，孟凡博，王 杰，齊智剛

(遼寧省電力有限公司，遼寧 沈陽 110006)

電力通信網(wǎng)是電力系統(tǒng)的支撐系統(tǒng)，其穩(wěn)定性、安全性及生存性對(duì)電網(wǎng)調(diào)度和管理信息化的穩(wěn)定運(yùn)行起著決定性作用。為了配合電網(wǎng)備用調(diào)度系統(tǒng)和信息容災(zāi)體系的建設(shè)，結(jié)合遼寧省實(shí)際情況，制定傳輸網(wǎng)、調(diào)度交換網(wǎng)、綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)、監(jiān)控系統(tǒng)及網(wǎng)管系統(tǒng)的優(yōu)化改造方案，確保在地 (縣)調(diào)失效情況下，所轄各地 (縣)均可完成對(duì)各調(diào)度對(duì)象信息 (數(shù)據(jù)、語音、設(shè)備狀態(tài))的采集、上傳工作;并在省公司數(shù)據(jù)中心失效情況下，各單位用戶能訪問省公司備用數(shù)據(jù)中心 (備調(diào)、信息容災(zāi)中心等) 的相關(guān)數(shù)據(jù)［1］。

1 通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及分析

1.1 傳輸網(wǎng)現(xiàn)狀

1.1.1 省級(jí)傳輸網(wǎng)

遼寧省通信傳輸網(wǎng)主要由華為DWDM系統(tǒng)和ECI、NEC SDH系統(tǒng)組成。其中，DWDM系統(tǒng)由華為OSN6800設(shè)備組成40×10 G傳輸網(wǎng)，覆蓋遼寧省調(diào)、遼陽變、北寧變、渤海變、錦州地調(diào)和大連地調(diào)等站，主要用于承載大連、錦州和遼陽等地至遼寧省調(diào)GE及以上大顆粒業(yè)務(wù);SDH系統(tǒng)由10 G/2.5 G核心光環(huán)網(wǎng)、環(huán)沈10 G/2.5 G光環(huán)網(wǎng)、沈丹大2.5 G光環(huán)網(wǎng)、沈阜錦2.5 G光網(wǎng)絡(luò)組成，承載綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)和調(diào)度交換網(wǎng)等業(yè)務(wù)，是省電力通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)承載網(wǎng)。

1.1.2 地級(jí)傳輸網(wǎng)

遼寧省14個(gè)供電公司骨干層均形成了A/B網(wǎng)兩套光傳輸網(wǎng)絡(luò)，主要采用華為、中興兩廠家設(shè)備搭建10 G/2.5 G環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，覆蓋了地調(diào)、集控中心、500 kV變電站及220kV變電站;接入層主要覆蓋66 kV變電站，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以622 M/155 M環(huán)網(wǎng)、支鏈為主。

1.2 調(diào)度交換網(wǎng)現(xiàn)狀

遼寧省調(diào)度交換網(wǎng)覆蓋到了省調(diào)、地調(diào)、操作隊(duì)及變電站，形成了以省調(diào)、本溪備調(diào)為一級(jí)匯接中心，地調(diào)和集控中心為二級(jí)匯接中心，變電站及電廠為端站的多級(jí)匯接與環(huán)形結(jié)構(gòu)相結(jié)合的復(fù)合型網(wǎng)絡(luò) (見圖1)。

1.3 綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)現(xiàn)狀

1.3.1 省級(jí)綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)

遼寧省綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)已形成以省調(diào)2臺(tái)思科7613、本溪備調(diào)1臺(tái)思科7609為核心，各地調(diào)2臺(tái)思科7609雙星形上聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，核心節(jié)點(diǎn)設(shè)置已具備容災(zāi)能力，但各地調(diào)2臺(tái)思科7609安裝在同一物理地址，無法抗單節(jié)點(diǎn)失效 (見圖2)。

1.3.2 地市級(jí)綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)

地市級(jí)綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)分三層建設(shè)，其中地調(diào)為骨干層，集控中心、部分500 kV變電站及220kV變電站為匯聚層，220kV變電站、66 kV變電站及供電所為接入層。從鏈路結(jié)構(gòu)看，接入層至二級(jí)匯聚層為單鏈路、單節(jié)點(diǎn)上聯(lián)，二級(jí)匯聚層至一級(jí)匯聚層為雙鏈路、雙節(jié)點(diǎn)上聯(lián)，一級(jí)匯聚層至地調(diào)為雙鏈路、單節(jié)點(diǎn)上聯(lián) (見圖3)。

圖1 調(diào)度交換網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

1.4 通信網(wǎng)管現(xiàn)狀

遼寧省通信網(wǎng)管系統(tǒng)由傳輸網(wǎng)、調(diào)度交換網(wǎng)、綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)及動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)四大網(wǎng)管系統(tǒng)構(gòu)成。其中，綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)、調(diào)度交換網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)采用集中式架構(gòu)進(jìn)行建設(shè)，已經(jīng)具備容災(zāi)能力;傳輸網(wǎng)僅在各地調(diào)配置了網(wǎng)管服務(wù)器，不具備容災(zāi)條件;動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要由中興、艾默生兩廠家設(shè)備搭建，各變電站采集終端與地調(diào)數(shù)據(jù)服務(wù)器、視頻服務(wù)器采用2 M專線組網(wǎng)，不具備容災(zāi)功能。

1.5 存在問題及容災(zāi)能力分析

a.DWDM系統(tǒng)覆蓋區(qū)域不全，未設(shè)置本溪備調(diào)節(jié)點(diǎn)，不具備容災(zāi)能力;骨干層部分重要節(jié)點(diǎn)低階交叉能力不足、設(shè)備槽位受限，部分66 kV變電站未實(shí)現(xiàn)與骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的雙歸屬組網(wǎng)，存在單匯聚及支鏈組網(wǎng)的情況，具有一定的安全隱患［2］。

b.省調(diào)、本溪備調(diào)、地調(diào)、集控中心的調(diào)度交換網(wǎng)組網(wǎng)模式已實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)異地容災(zāi)，但個(gè)別供電公司2臺(tái)IP調(diào)度機(jī)在同一局址，無法抗單節(jié)點(diǎn)失效;各變電站、操作隊(duì)IP調(diào)度臺(tái)、IP電話通過綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)分別注冊(cè)于2臺(tái)IP調(diào)度機(jī)，已經(jīng)滿足容災(zāi)要求。

c.省級(jí)綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)邏輯路由已形成雙歸屬組網(wǎng)，具備容災(zāi)能力，但各地市的2臺(tái)思科7609核心路由器均安裝在同一機(jī)房?jī)?nèi)，無法抗單節(jié)點(diǎn)失效;地市級(jí)綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)接入層至二級(jí)匯聚層為單鏈路、單節(jié)點(diǎn)上聯(lián)，不具備容災(zāi)能力;二級(jí)匯聚層至一級(jí)匯聚層為雙鏈路、雙節(jié)點(diǎn)上聯(lián)，具備容災(zāi)能力;一級(jí)匯聚層至地調(diào)為雙鏈路、單節(jié)點(diǎn)上聯(lián)，不具備容災(zāi)能力。

圖2 省級(jí)綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 地市級(jí)綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

2 第二匯聚節(jié)點(diǎn)選擇原則

第二匯聚節(jié)點(diǎn)起到信息傳輸承上啟下作用。在地 (縣)調(diào)失效后，可完成所屬區(qū)域調(diào)度對(duì)象信息的數(shù)據(jù)采集、匯總、傳輸功能。具體選點(diǎn)原則如下。

a.物理位置應(yīng)與地 (縣)調(diào)、備調(diào)所在地不同，相對(duì)獨(dú)立，并與地 (縣)調(diào)保持一定距離。

b.優(yōu)選交通便利、機(jī)房空間充裕、光纜資源豐富的集控中心、500 kV、220kV變電站，便于維護(hù)和管理。

c.地市級(jí)第二匯聚節(jié)點(diǎn)至省調(diào)、本溪備調(diào)電路，不應(yīng)與地調(diào)至省調(diào)、本溪備調(diào)有共同的交叉節(jié)點(diǎn);縣調(diào)至地調(diào)、地市級(jí)第二匯聚節(jié)點(diǎn)電路，不應(yīng)與縣級(jí)第二匯聚節(jié)點(diǎn)至地調(diào)、地市級(jí)第二匯聚節(jié)點(diǎn)有共同的交叉節(jié)點(diǎn)，即各市、縣應(yīng)具有兩個(gè)及以上的物理出口。

3 網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)方案

3.1 傳輸網(wǎng)容災(zāi)方案 (見圖4、圖5)

a.逐步建設(shè)大容量OTN網(wǎng)絡(luò)，使其覆蓋省調(diào)、本溪備調(diào)、地調(diào)及地市級(jí)第二匯聚節(jié)點(diǎn)，主要用于承載GE及以上大顆粒業(yè)務(wù)。

b.核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)與各地市本地網(wǎng)建議采用大顆粒通道對(duì)接，盡量減少低速率小顆粒電路轉(zhuǎn)接。

c.匯聚節(jié)點(diǎn)的設(shè)備盡量利用舊設(shè)備，以擴(kuò)容為主;新增設(shè)備應(yīng)選擇大低階交叉、多槽位的傳輸設(shè)備，配置密度高的光/電口板，以節(jié)約有限的設(shè)備槽位。

d.組建雙歸屬型網(wǎng)絡(luò)，匯聚環(huán)網(wǎng)/接入環(huán)網(wǎng)上節(jié)點(diǎn)控制在5～6個(gè)，盡量避免組建邏輯環(huán)網(wǎng);資源單薄的星型縣級(jí)網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)縣級(jí)光纜環(huán)網(wǎng)。

e.為提高三級(jí)、四級(jí)傳輸網(wǎng)所承載業(yè)務(wù)網(wǎng)的可靠性和安全性，應(yīng)以復(fù)用段、通道和SNCP幾種保護(hù)方式相結(jié)合的方式對(duì)不同業(yè)務(wù)類別制定不同的保護(hù)方式，根據(jù)實(shí)際情況采用“雙路由”方式承載，最大限度保證通道安全，電路示意圖如圖6所示。

圖4 傳輸網(wǎng)容災(zāi)示意圖

圖5 傳輸網(wǎng)容災(zāi)分層結(jié)構(gòu)示意圖

f.縣級(jí)傳輸網(wǎng)的容災(zāi)重點(diǎn)在于節(jié)點(diǎn)選擇和目標(biāo)架構(gòu)搭建上，結(jié)合各縣傳輸網(wǎng)的現(xiàn)狀，選擇不同模型組建網(wǎng)絡(luò)，具體如圖7所示。

3.2 調(diào)度交換網(wǎng)容災(zāi)方案

a.省級(jí)調(diào)度交換網(wǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)異地容災(zāi)，只需在省調(diào)增加3個(gè)調(diào)度臺(tái)，作為調(diào)度交換網(wǎng)容災(zāi)專用調(diào)度臺(tái)使用，并將各地市調(diào)度交換機(jī)上聯(lián)至本溪備調(diào)的2 M電路調(diào)整至各地市第二匯聚節(jié)點(diǎn)即可，無需對(duì)調(diào)度交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整 (見圖8)。

圖6 電路通道組織示意圖

圖7 傳輸網(wǎng)容災(zāi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

b.集控中心在調(diào)度交換系統(tǒng)中處于樞紐位置，將成為容災(zāi)體系建設(shè)的重點(diǎn)。1個(gè)集控中心的供電公司，2臺(tái)IP調(diào)度交換機(jī)在同一局址，無法抗單節(jié)點(diǎn)失效，需將其中1臺(tái)IP調(diào)度交換機(jī)搬遷至其他節(jié)點(diǎn)，并對(duì)各集控中心至省調(diào)、備調(diào)的電路路由進(jìn)行優(yōu)化;多個(gè)集控中心的供電公司，調(diào)度交換機(jī)分布在不同局址，已滿足異地容災(zāi)要求，僅需調(diào)整2 M中繼電路路由。

圖8 調(diào)度交換網(wǎng)容災(zāi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

c.因縣調(diào)的備調(diào)在地調(diào)，所以需在各地調(diào)增加2部IP調(diào)度臺(tái)，并設(shè)置專用坐席，作為所轄縣調(diào)的備用調(diào)度臺(tái)使用;各變電站、操作隊(duì)IP調(diào)度臺(tái)、IP電路通過綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)分別注冊(cè)于2臺(tái)IP調(diào)度交換機(jī)，即可滿足容災(zāi)要求。

3.3 綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)容災(zāi)方案

a.地調(diào)2臺(tái)核心路由器在同一局址，不具備容災(zāi)能力。建議相鄰地市第二匯聚節(jié)點(diǎn)之間建立備用鏈路，實(shí)現(xiàn)該地市綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)的雙物理出口。但考慮到要減輕傳輸網(wǎng)帶寬壓力，組網(wǎng)方案宜以光纖直驅(qū)為主，MSTP承載為輔，具體示意圖如圖9所示。

圖9 綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)容災(zāi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

b.增加一級(jí)匯聚層至第二匯聚節(jié)點(diǎn)、接入層至匯聚層的鏈路路由，實(shí)現(xiàn)逐層雙歸屬;部分偏遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)可采用“物理單路由、邏輯雙歸屬”組網(wǎng)，以達(dá)到抗單節(jié)點(diǎn)失效目的。

3.4 網(wǎng)管系統(tǒng)容災(zāi)方案 (見圖10)

a.綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)、調(diào)度交換網(wǎng)在省調(diào)、備調(diào)設(shè)置網(wǎng)管系統(tǒng)，采用分權(quán)分域管理，各地調(diào)、地市級(jí)第二匯聚節(jié)點(diǎn)采用遠(yuǎn)程終端模式進(jìn)行訪問，以滿足容災(zāi)要求。

圖10 傳輸網(wǎng)管系統(tǒng)容災(zāi)示意圖

b.傳輸網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)采用異地備份方式實(shí)現(xiàn)，在各地市第二匯聚節(jié)點(diǎn)增加相應(yīng)傳輸網(wǎng)管設(shè)備，并與第二網(wǎng)關(guān)網(wǎng)元及原網(wǎng)管服務(wù)器互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的定期備份。在主網(wǎng)管系統(tǒng)故障情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)本地網(wǎng)絡(luò)的管理功能。

c.全省動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要由中興、艾默生兩廠家設(shè)備搭建，各變電站采集終端與地調(diào)數(shù)據(jù)服務(wù)器、視頻服務(wù)器采用2 M專線組網(wǎng)，不具備容災(zāi)功能。建議各地市第二匯聚節(jié)點(diǎn)增加數(shù)據(jù)、視頻服務(wù)器及前置機(jī)各1臺(tái)，并將原有2 M專線承載的業(yè)務(wù)調(diào)整為綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)承載，以滿足容災(zāi)要求。

4 結(jié)束語

本文通過對(duì)遼寧電力通信網(wǎng)現(xiàn)狀分析，闡述了省調(diào)、地調(diào)及其第二匯聚節(jié)點(diǎn)選取原則，提出了傳輸網(wǎng)、調(diào)度交換網(wǎng)、綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)、網(wǎng)管系統(tǒng)容災(zāi)體系建設(shè)方案，使得通信系統(tǒng)抵御自然災(zāi)害及突發(fā)事件的能力進(jìn)一步增強(qiáng)，從而確保電力調(diào)度指揮及信息管理等系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，為建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)提供堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)支撐和技術(shù)保障，同時(shí)也為后期通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提供有力的理論依據(jù)。

［1］王慕維，劉文軍，胡紅艷.河南電力通信網(wǎng)容災(zāi)建設(shè)探討［J］.電力系統(tǒng)通信，2011，32(11):13－16.

［2］陳守用.OTN的保護(hù)方式及應(yīng)用探討 ［J］.信息通信，2011(3):35－37.