中興通訊新一代電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)解決方案

一、電力網(wǎng)絡(luò)面臨的變革

電力行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和國(guó)家整體網(wǎng)絡(luò)建設(shè)經(jīng)歷了相同的過(guò)程。在初期，重點(diǎn)考慮信息的數(shù)字化，在這一階段，電力系統(tǒng)形成了許多大大小小分散的、獨(dú)立運(yùn)行的事務(wù)處理系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)和通信系統(tǒng)。一個(gè)一個(gè)的信息孤島被連接起來(lái)，形成網(wǎng)絡(luò)，這是第二階段，信息的網(wǎng)絡(luò)化階段。網(wǎng)絡(luò)化階段不僅僅讓應(yīng)用和通信更加暢捷和易于部署，而且也把電力的產(chǎn)業(yè)鏈從工業(yè)時(shí)代的直線型推向信息時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)型。

在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步融合應(yīng)用，挖掘IT價(jià)值，于是進(jìn)入第三階段，深化應(yīng)用，融合通信的階段。以中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布高規(guī)格，涉及面廣的《2006-2020年國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略》文件為標(biāo)志。預(yù)示我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入到全面深化應(yīng)用，融合通信的階段。而電力系統(tǒng)以“SG186工程”為信號(hào)，也標(biāo)志著電力信息化進(jìn)入了第三階段。

IT建設(shè)在全球范圍內(nèi)，很長(zhǎng)一段時(shí)間里都沒(méi)有借鑒經(jīng)驗(yàn)，處于摸石頭過(guò)河的探索階段，在中國(guó)也不例外，在這個(gè)明顯階段化的建設(shè)模式就是在實(shí)踐中先肯定后自我否定而來(lái)。

探索式的建設(shè)模式，難于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的統(tǒng)一的規(guī)劃設(shè)計(jì)，而規(guī)劃的缺失導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)處于分散狀態(tài)，分散帶來(lái)的直接后果就是出現(xiàn)了搭積木的建網(wǎng)方式：看到一點(diǎn)需求就建設(shè)補(bǔ)充一點(diǎn)，今天看到性能不足，則增加性能，明天看到安全性弱，則強(qiáng)化安全，好像搭積木一般，雖然看起來(lái)是一個(gè)整體，但是各個(gè)子系統(tǒng)之間缺乏關(guān)聯(lián)性，不是一個(gè)有機(jī)的整體，難以形成合力共同構(gòu)筑有效的承載平臺(tái)，更難以實(shí)現(xiàn)與業(yè)務(wù)、應(yīng)用及通信系統(tǒng)的深度融合。

另一方面，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)缺乏自成長(zhǎng)性也是導(dǎo)致出現(xiàn)這種局面的一個(gè)主要原因。目前的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用多元化，發(fā)展也多方向，一個(gè)在當(dāng)時(shí)考慮周密設(shè)計(jì)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)，在這種應(yīng)用多元化、多方向化面前，很難適應(yīng)未來(lái)應(yīng)用和業(yè)務(wù)發(fā)展的要求。

電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷增加，各類設(shè)備越來(lái)越多，網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的不斷采用;應(yīng)用對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的依賴越來(lái)越強(qiáng);網(wǎng)絡(luò)管理者較之以前，面臨更大的管理壓力。

這些限制都成為阻礙應(yīng)用進(jìn)一步融合，降低企業(yè)生產(chǎn)力和生產(chǎn)效率的問(wèn)題。但是電力的IT建設(shè)在信息化的第三階段還在進(jìn)一步加劇，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和處理要集中化，通訊資源要高帶寬和大容量，網(wǎng)絡(luò)的觸角延伸到發(fā)電廠、變電所、集控站、變電站、營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、設(shè)計(jì)院、家屬區(qū)和輔業(yè)單位等等，視頻和語(yǔ)音需求納入業(yè)務(wù)應(yīng)用范疇進(jìn)入融合等等。

因此，現(xiàn)在電力的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)腹背受敵，一方面要考慮舊有系統(tǒng)不斷暴露的問(wèn)題，同時(shí)還要考慮新上系統(tǒng)必須要面對(duì)和解決的問(wèn)題。在這雙重壓力下，推倒這些限制，融合應(yīng)用與通訊，讓網(wǎng)絡(luò)更加“扁平”是電力網(wǎng)絡(luò)的解決之道。

二、中興通訊電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案

1.中興通訊電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)理念

電力調(diào)度體系是一個(gè)嚴(yán)格的分層組織架構(gòu)，國(guó)調(diào)下攜各網(wǎng)調(diào)，各網(wǎng)調(diào)管理本網(wǎng)的省調(diào)，而各省調(diào)管轄自己的地調(diào)，最后地調(diào)連接縣調(diào)。因此，在網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)上，充分遵循管理上的層次劃分，采用層次化的模型進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，每級(jí)網(wǎng)絡(luò)原則上都分成核心，骨干和接入三層。層次化的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模型具有許多優(yōu)點(diǎn)：

首先帶來(lái)管理的便利：各級(jí)網(wǎng)絡(luò)分層的網(wǎng)絡(luò)模型可以方便的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理的邊界劃分，各級(jí)別管理維護(hù)自己層次的網(wǎng)絡(luò)，管理責(zé)任明晰。

其次，層次延伸，降低匯聚骨干和核心設(shè)備壓力：每級(jí)網(wǎng)絡(luò)都分成了核心、骨干，接入，有效的減少了連接到同一臺(tái)設(shè)備上的下接設(shè)備，使得骨干和核心設(shè)備壓力小。

在次，層次化模型能夠故障就地隔離：各級(jí)的網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于上級(jí)網(wǎng)絡(luò)而言，都是一個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)，一旦該網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問(wèn)題，能夠?qū)崿F(xiàn)本地隔離，避免故障向上傳遞，波及其他。

第四，層次延伸，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展靈活：層次化的結(jié)構(gòu)能夠方便靈活的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。

各級(jí)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的層次化參考模型如下：

圖1 電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層次化模型

實(shí)時(shí)、可靠和安全是電力調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的永恒主題，中興通訊充分考慮到搭積木式的建設(shè)弊端和網(wǎng)絡(luò)管理的現(xiàn)實(shí)壓力，在網(wǎng)絡(luò)層次化的設(shè)計(jì)模型中不但要關(guān)注實(shí)時(shí)、可靠和安全，而且決不偏廢網(wǎng)絡(luò)的自成長(zhǎng)性能力和管理能力。這是中興通訊電力網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)理念，具有自成長(zhǎng)性和高管理能力的、滿足安全、實(shí)時(shí)和可靠性要求的新一代電力網(wǎng)絡(luò)解決方案。

2. 中興通訊新一代電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)

中興通訊新一代電力調(diào)度業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)型數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)由五個(gè)關(guān)鍵要素組成：可靠、實(shí)時(shí)、安全、自成長(zhǎng)性和網(wǎng)管性。

· 可靠性

中興通訊通過(guò)設(shè)備可靠、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可靠和業(yè)務(wù)部署可靠來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)的高可靠性。設(shè)備級(jí)可靠包括中高端設(shè)備主控單元、交換網(wǎng)、管理總線、電源及風(fēng)扇關(guān) 鍵部件冗余，熱拔插，設(shè)備間冗余備份;匯聚/接入設(shè)備：智能、環(huán)境適應(yīng)(溫度、濕度、抗雷擊)等;網(wǎng)絡(luò)級(jí)可靠性包括備份網(wǎng)設(shè)計(jì)、雙歸屬設(shè)計(jì)，VRRP，動(dòng)態(tài)路由收斂，MPLS TE保護(hù)等;業(yè)務(wù)級(jí)可靠性包括報(bào)告，流分類、流分發(fā)、VPN QoS保證等。

中興通訊高中端設(shè)備均為雙CPU設(shè)計(jì)架構(gòu)，即協(xié)議處理和控制板設(shè)計(jì)有兩套處理器：主控CPU和輔助CPU。主控CPU用來(lái)專門運(yùn)行動(dòng)態(tài)路由協(xié)議如BGP和OSPF等，而輔助CPU則用于運(yùn)行系統(tǒng)控制、維護(hù)、配置、管理等雜散功能的軟件部分。當(dāng)處理大流量報(bào)文和復(fù)雜業(yè)務(wù)占用大量RPU處理資源時(shí)，依然能夠保證設(shè)備可管理可控制，確保設(shè)備的可靠性。低端產(chǎn)品上的CPU保護(hù)技術(shù)能夠：根據(jù)控制報(bào)文的關(guān)鍵程度劃分處理優(yōu)先級(jí)，在資源競(jìng)爭(zhēng)的情況下，優(yōu)先保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)的處理;即使設(shè)備在異常的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中(惡意攻擊)運(yùn)行，也可以保證CPU利用率在一定范圍之下，一般在30%以下;可以通過(guò)命令調(diào)整CPU保護(hù)參數(shù)，針對(duì)特殊網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化。中興通訊產(chǎn)品的CPU架構(gòu)設(shè)計(jì)有力的保障了設(shè)備的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。

通過(guò)多種技術(shù)機(jī)制確保了數(shù)據(jù)的不間斷轉(zhuǎn)發(fā)。在任何情況下，包括業(yè)務(wù)升級(jí)、主控板/交換網(wǎng)單板故障等情況下不中斷業(yè)務(wù)。其技術(shù)包括：熱補(bǔ)丁和在線升級(jí)、冗余備份、路由協(xié)議的支持等。利用ZESR技術(shù)，在鏈路故障的情況下可以保證在50uS內(nèi)倒換到另一鏈路，確保業(yè)務(wù)不會(huì)中斷。IP和MPLS快速重路由技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)業(yè)務(wù)可以快速切換到新的路由上，OSPF、IS-IS路由協(xié)議具有快速收斂算法，可以在網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)和鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，路由快速收斂，避免業(yè)務(wù)的中斷。

中興通訊通過(guò)對(duì)RSVP-TE GR擴(kuò)展，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)同時(shí)重啟時(shí)，仍然能夠保證數(shù)據(jù)不間斷轉(zhuǎn)發(fā)。

· 實(shí)時(shí)性

中興通訊通過(guò)設(shè)備的先進(jìn)處理架構(gòu)和深度業(yè)務(wù)感知能力確保業(yè)務(wù)能夠被識(shí)別和高效轉(zhuǎn)發(fā);通過(guò)廣域的高速鏈路和高效的廣域封裝協(xié)議，以及MPLS TE流量調(diào)度實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的高效傳遞;配合全網(wǎng)業(yè)務(wù)專用VPN的保障和全程QoS的保障，確保業(yè)務(wù)端到端的實(shí)時(shí)傳遞。

中興通訊的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用自主研發(fā)的ASIC芯片，NP和TCAM以及其他相關(guān)優(yōu)勢(shì)技術(shù)的融合，能夠確保設(shè)備不僅在輕載應(yīng)用的情況下性能優(yōu)良，而且在復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)性能也能夠達(dá)到恒定。

中興通訊的DPI(深度報(bào)文檢測(cè))技術(shù)能夠配合服務(wù)器，感知流量中的VOIP、數(shù)據(jù)、多媒體等幾類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整帶寬以及Qos，為用戶提供最優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)資源。配合網(wǎng)管系統(tǒng)和策略服務(wù)器，能夠充分考慮和利用電力網(wǎng)帶寬資源，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能QoS。

MPLS TE技術(shù)能夠有效解決傳統(tǒng)IP網(wǎng)存在的“菲氏問(wèn)題”(魚型問(wèn)題)，合理利用電力網(wǎng)絡(luò)的鏈路。

· 安全性

電力二次系統(tǒng)防護(hù)要求對(duì)電力系統(tǒng)的安全提出了嚴(yán)格要求。而網(wǎng)絡(luò)的安全是應(yīng)用和業(yè)務(wù)部署的根本。中興通訊通過(guò)設(shè)備內(nèi)核中的集成化安全特性來(lái)為網(wǎng)絡(luò)安全提供技術(shù)保障。

集成化的安全特性能夠?qū)崿F(xiàn)單點(diǎn)控制到全面控制，粗放控制到精確控制，用戶控制到業(yè)務(wù)控制的全面部署。例如ACL限制已知危害，抗DOS攻擊技術(shù)避免未知危害;OSPF和BGP路由MD5認(rèn)證，廣域鏈路CHAP認(rèn)證等等。MPLS VPN技術(shù)更可實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的安全隔離，中興通訊支持全面的L2 VPN，基于draft-ietf-l2vpn-vpls-ldp-08的MPLS VPLS L2 VPN和基于draft-ietf-pwe3-arch-06的VPWS L2 VPN;支持全面的L3 VPN：基于RFC2547bis的L3 VPN。中興通訊在MPLS VPN方面實(shí)現(xiàn)了許多創(chuàng)新技術(shù)，并提交給IETF標(biāo)準(zhǔn)化組織，這些創(chuàng)新技術(shù)能夠更好的滿足電力對(duì)VPN的各類需要。

· 自成長(zhǎng)性

網(wǎng)絡(luò)的自成長(zhǎng)性是滿足未來(lái)需求的關(guān)鍵，也是網(wǎng)絡(luò)能夠充分深化應(yīng)用，融合通訊的關(guān)鍵。中興通信通過(guò)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力、設(shè)備的融合能力和開放性，以及網(wǎng)絡(luò)的虛擬化能力來(lái)確保電力網(wǎng)絡(luò)的自成長(zhǎng)性。

網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展能力包括帶寬擴(kuò)展能力，接口擴(kuò)展能力，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模化能力，IPv6支持能力和管理擴(kuò)展能力。電力網(wǎng)絡(luò)通過(guò)帶寬的無(wú)縫提升和設(shè)計(jì)滿足現(xiàn)在及將來(lái)一段時(shí)間要求的廣域鏈路來(lái)保障帶寬的擴(kuò)展;通過(guò)提供64K-10G的廣域接口和10M-10G的以太網(wǎng)接口來(lái)保障接口擴(kuò)展;通過(guò)廣域服務(wù)部署無(wú)級(jí)擴(kuò)展，網(wǎng)絡(luò)各級(jí)節(jié)點(diǎn)自由擴(kuò)展，MPLS VPN跨域部署來(lái)保障網(wǎng)絡(luò)規(guī)�；瘮U(kuò)展的能力;通過(guò)集成三方設(shè)備，被系統(tǒng)級(jí)管理軟件集成和分布式分級(jí)分權(quán)管理等，來(lái)確保管理的擴(kuò)展能力;通過(guò)支持IPv6，無(wú)縫擴(kuò)展到將來(lái)的應(yīng)用。

IPv6已經(jīng)在IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢(shì)，各科研院校、運(yùn)營(yíng)商都已經(jīng)對(duì)IPv6網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了相當(dāng)?shù)某潭鹊膶?shí)驗(yàn)與建設(shè)，電力網(wǎng)絡(luò)向IPv6網(wǎng)絡(luò)的遷移也將是隨著電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)深入后的必然趨勢(shì)。作為國(guó)內(nèi)首家通過(guò)“IPv6 Ready”認(rèn)證的廠商，中興通訊目前已經(jīng)通過(guò)“IPv6 Ready”Phase-II的認(rèn)證，全線路由器和中高端交換機(jī)均支持IPv4/v6雙棧功能，支持各種過(guò)渡技術(shù)，能夠提供真正的IPv6 Ready的電力網(wǎng)。

設(shè)備的融合能力和開放性體現(xiàn)在，全系列路由器采用同一OS網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),能夠融合各類通用功能，從物理傳輸功能、交換功能，路由功能簡(jiǎn)單的融合到應(yīng)用支撐功能、應(yīng)用提供功能等深度的融合，只要是網(wǎng)絡(luò)中通用的功能，路由器都應(yīng)該可以進(jìn)行融合。這些要求實(shí)際上是要求路由器本身要進(jìn)行前所未有的自成長(zhǎng)。中興通信MSMR(多服務(wù)消息路由)技術(shù)是業(yè)務(wù)支撐和業(yè)務(wù)提供方面融合的創(chuàng)新技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)用支撐和應(yīng)用提供全程化的融合，MSMR更可提供第三方接口，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)全業(yè)務(wù)，全通信的融合。

網(wǎng)絡(luò)的虛擬化能力一方面確保網(wǎng)絡(luò)資源的靈活調(diào)度，增強(qiáng)對(duì)電力不斷發(fā)展和變化的業(yè)務(wù)和應(yīng)用的適應(yīng)能力，另一方面，虛擬化能夠讓單點(diǎn)功能擴(kuò)展到全網(wǎng)，快速的全網(wǎng)響應(yīng)業(yè)務(wù)和應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求。中興通訊除支持傳統(tǒng)的VPN，VLAN，VR等技術(shù)外，還支持網(wǎng)絡(luò)全程功能的虛擬化，例如全程的Qos，全程的業(yè)務(wù)/應(yīng)用消息控制等。

· 管理性

中興通訊在運(yùn)營(yíng)商領(lǐng)域有20多年的服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的管理有深入和獨(dú)到理解。中興通訊希望自己在網(wǎng)絡(luò)管理方面投入更多的精力，從而解決用戶的管理壓力。這意味著中興通訊耗用大量的人力物力去開發(fā)和完善自己的強(qiáng)大管理軟件，而不要求用戶去自己學(xué)習(xí)，成為網(wǎng)絡(luò)各領(lǐng)域的頂級(jí)專家。一般而言，用戶只需要了解簡(jiǎn)單的技術(shù)原理和具有基本的邏輯能力，就可以通過(guò)中興通訊的網(wǎng)管進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維管理。

中興通訊高中低端交換機(jī)和路由器均采用相同的OS，保證了電力網(wǎng)絡(luò)管理風(fēng)格的統(tǒng)一，以及功能特性的一致。

三、結(jié)束語(yǔ)

在深化應(yīng)用和融合通訊的電力網(wǎng)絡(luò)新的建設(shè)背景下，中興通訊電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)解決方案基于實(shí)時(shí)、安全、可靠、自成長(zhǎng)性和管理性提出了新一代電力網(wǎng)絡(luò)解決方案。該方案不但能夠夷平現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的所有障礙，滿足電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前應(yīng)用的開展，而且能夠適應(yīng)新的信息化建設(shè)，成為與業(yè)務(wù)系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)有機(jī)融合，協(xié)調(diào)發(fā)展的整體。

來(lái)源：通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)