CN103023136A - 电力信息通信优化骨干传输网系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电力信息通信优化骨干传输网系统，该系统覆盖并实现电网系统中三级网枢纽变电站、三级网变电站、三级网集控站和四级网变电站之间的通讯连接与控制，其特点是，该系统包含：核心层，其覆盖于三级网枢纽变电站；与核心层通讯连接的汇聚层，其覆盖于三级网变电站和三级网集控站；以及，与汇聚层通讯连接的接入层，其覆盖于四级网变电站。本发明将现有网络简化为核心层、汇聚层、接入层组成的清晰的三层结构；核心层采用网状网结构或自动交换光网络系统结构，为各种业务提供坚强、可靠和有效的骨干通信传输网络及交换网络，具有抗多点故障的优势，提高核心层的生存性和抗灾能力。

Description

电力信息通信优化骨干传输网系统

技术领域

本发明涉及一种电力通信网技术，具体涉及一种电力信息通信优化骨干传输网系统。

背景技术

信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，对提高企业竞争力至关重要。 但是企业的信息涉及面广，各种应用系统常常不能有效地共享数据，不断增加的安全威胁对数据的安全性提出了挑战，急剧增长的数据量使得既有的存储容量和应用系统难以适应企业的需要。因此建设高可靠、大容量的数据中心十分必要。

数据中心建设的必要性表现在以下几个方面：

第一，数据中心的建设成为企业信息化建设中的必经阶段。早期的企业信息化建设集中在网络等基础设施建设及管理信息系统开发等方面，现在的企业信息化建设将以数据中心建设为核心，并将其作为企业的知识中心及通用的业务平台；

第二，数据中心采取“数据集中、应用分布”的方式，可以有效地提高信息资源的利用率；

第三，企业知识的集中沉淀与优化应用，将成为企业扩张经营的必备条件，数据中心将在此方面扮演极为重要的角色； 第四，国际上许多大企业正在建设或已经建设了各自的数据中心，企业关键应用系统和关键硬件设施均统一集中在数据中心，支持企业的核心业务运作。 综上所述，数据中心的建设代表了企业信息化的方向，并成为一股国际潮流，将促进企业核心竞争力的提高。

如何合理地规划符合企业业务需求的数据中心，有效平衡效能与成本的比率，对所有正在建设数据中心的企业都是一大挑战。在数据中心规划建设过程中应着重考虑以下几个层面。

1) 技术层面

技术层面包括许多方面，如：数据中心功能及环境子系统、网络子系统、管理子系统和安全子系统等。对技术层面的要求首先体现在数据中心必须符合相关的国家技术标准、行业技术标准，甚至国际技术标准；其次还体现在数据中心对未来可以预计的企业业务需求的满足程度。

数据中心规划必须在细致分析的基础上提出较为明确的技术指标，如：数据中心需要处理的数据量，存储介质的存储容量，网络交换速度，可靠性程度等。这些技术指标的确定必须立足于企业信息化建设实际，充分考虑企业的行业特点与经营发展，符合企业业务需求，适当考虑企业未来业务发展。以此为原则确定的技术指标，可以使得数据中心建设投资规模既不过大，又能满足企业需求。

数据中心应有效集成企业已有的信息，注重实用性。企业应用集成EAI（Enterprise Application Integration）是数据中心建设的重要内容。EAI的实施可以提高企业应用系统的实用性、可扩展性、可管理性、数据的一致性和应用的安全性，可以使企业增加管理层对业务的可视性和全面监控、减少IT开销、降低运营成本和重复性消耗、降低销售和售后服务成本从而降低企业各种成本。

2） 业务层面

任何企业建立数据中心的目的都是为了更好地实现其业务系统，支持企业发展，提高管理效率。企业的业务系统通常是可以优化和改进的。因此在建立数据中心时就必须认真考虑企业目前及未来可能的业务。业务层面的考虑不仅需要信息技术工程师参与，还需要企业管理人员和业务人员的参与。要广泛征求企业管理人员和业务人员的意见，并对他们的意见建议加以认真归纳分析。 业务层面的考虑不足常常导致数据中心不能满足企业业务的需要，特别是未来企业业务的需要。

在建设数据中心同时，还应按ERP系统方法深入研究企业发展战略和管理规范，对企业流程进行优化。对企业业务流程认识越深刻，数据中心建设才会越贴近企业的真实业务需求，数据中心的规划才不会过于超前，亦不会落后。

3） 管理层面

管理层面包括两方面，一是对数据中心建设有直接影响的企业管理， 二是数据中心本身的管理。企业管理的规范化和业务流程的优化对数据中心有着很大的关联作用。以电力企业为例，电网公司、发电公司、供电公司的管理内容、规范程度各不相同，对数据中心的建设将产生不同的影响。

技术设施先进的数据中心，如果管理不规范，数据中心的作用就不能充分发挥。管理是多方面的，既包括数据中心日常的规章制度及规章制度的执行程度，还包括对数据中心中各系统运行的可靠管理。管理的范围包括数据中心的基础设施及环境、网络、服务器、数据库、应用系统、备份容灾系统等。

数据中心的性能主要体现在信息分析处理能力和可靠安全两个方面。可靠性/安全性不高，数据中心就没有存在的必要。

没有任何系统是绝对可靠的。但是高的可靠性可以保证数据中心对企业业务的高效支持。常用的两个指标是系统无故障时间MTBF（Mean Time Between Failure）和系统平均恢复时间MTTR（Mean Time to Cover）.系统无故障时间MTBF的增加可以通过系统冗余消除单点故障，还可以通过降低人为故障率、加系统可用性来实现。系统平均恢复时间MTTR减少常常通过采用模块化的热拔插系统来实现。系统可靠性的提高通常以成本的增加为代价，在数据中心规划时要合理平衡系统可靠性与成本投入之间的关系。

安全性是数据中心的生命。数据中心是企业信息资产的汇聚地，它的安全包括物理层的安全性、网络层的安全性和应用系统的安全性等。安全性的提高必须针对不同的安全问题采用不同的安全策略。通过门禁系统、闭路监视系统等防止人员非法闯入；通过防病毒系统、防火墙系统、入侵检测系统等保证网络的安全性；通过建立异地容灾备份中心保证应用系统和数据的安全性和可靠性；建立认证中心提高信息系统的安全性。

数据中心的实施是一项系统工程，有效控制实施数据中心过程中的各种风险是至关重要的。数据中心的风险是多方面的，如：数据和业务流程标准的不完备，旧系统集成难度过大，技术路线的延续性，产品选型的风险，组织协调不力，不断变化的需求，数据迁移等等。注重以下方面可以大大降低数据中心建设的风险：

1） 强化项目管理

首先从整体把握，统筹考虑，分阶段实施，目标细分，严格按项目进度执行，降低风险，提高成功机率。

其次从组织上保证，项目的实施应获得公司高层、业务部门和其他有关方面的高度支持。

再则，选择有经验的集成商，实施过程均按既定目标进行。

2） 执行技术标准

在数据方面，设定基本业务流程和数据标准；在软件开发方面，建立标准的开发生命周期流程和流程模板；在产品方面，选用业界领先的产品。

3）重视人才及培训工作

上海电力公司正在建立企业级的数据中心。该数据中心的建设以“数据集中、应用分布”为原则，遵循先进性、安全性、可扩展性、可靠性的基本要求，统一规划、严谨论证、分步实施，目标适当，结合企业实际，兼顾实用与先进，立足于上海电力公司目前企业业务的需要，面向企业未来5年业务发展的要求。

数据中心的建设目标如下：

建成存储容量TB级基于IPSAN架构的企业级数据中心，汇集下属省、市公司关键业务系统数据，对公司关键业务进行数据整合，实现跨业务系统的数据交换和数据综合展现，并建立异地备份中心。

建成风格统一的企业内部系统办公和综合业务处理平台、企业外部宣传和客户服务平台，实现上海公司本部B/S应用的单点登录，逐步开展关键业务的综合决策分析应用。

建成数据集成平台和应用集成平台，支持未来扩展公司本部流程级及应用级的业务重组和新建，为上海电力公司后续信息化项目提供技术标准和数据交互标准。

系统架构设计的主要策略为：

源数据库可直接开放的业务系统，通过企业级信息集成平台，可直接对目前各自运行的管理类业务系统进行跨业务的企业级综合查询。

对于实时的调度、运行控制系统，已提供了中间数据库或者数据网关并向外发送了可查询数据的应用，可同样通过企业级信息集成平台进行数据转存或者直接的信息联合查询。

对于不直接开放数据库，又没有对外提供中间数据库或不具备主动数据发送方式的系统进行改造，可选择建立中间数据库或者用消息中间件进行开发，将数据直接存储到数据中心数据库中进行综合处理

企业级数据中心转存后的规范数据，可根据企业级决策支持应用的需要，进行面向主题的历史数据的抽取、转换和加载（ETL），形成企业级数据仓库，并进行企业级的决策支持应用。

基于企业级信息集成平台支持在企业信息门户平台上实现协同办公功能。

企业级数据中心保证较高的系统可靠性，有效消除设备故障，支持业务应用系统持续运行。

数据中心是企业业务支撑平台，是企业知识和决策中心。但是数据中心建设不当，脱离了企业的实际，将会导致企业资金浪费，企业信息化失败。因此应该遵循严谨务实的原则，在数据中心建设前期必须精心规划、严密论证，在建设中实施有效的项目管理和风险控制，建成后进行规范管理和维护，使得数据中心既不过于超前，又能满足企业当前和未来若干年业务发展的需要，使企业的信息化投入产生良好的效益。

目前，上海电网高速发展，相应电力通信网也得到了快速的发展和建设。除调度自动化、继电保护等传统业务稳定增长外，诸如大电网安全稳定控制、广域相量测量、智能变电站、配电自动化、用电信息采集系统、智能用电小区等新业务、新技术将逐步开展并推广。接入对象的增加、业务范围的拓展以及电网服务水平的提高都对通信平台建设提出了更高要求。

我国电网的控制调度一般分为五级：国调（国家电力调度中心）、网调（区域电网，如华东、华南、华中、华北电网等）、省调、市调、地调（县、区调）。

如图1所示，上海电网现有传输网络的拓扑结构，三级网络包含核心层1’、 骨干层2’和汇聚层3’，四级网络包含区域骨干层4’、 市东区域5’ 市南区域6’、市西区域7’、崇明8’和长兴9’。顶层为核心层1’和骨干层2’，该核心层1’和骨干层2’分别连接有汇聚层3’， 核心层1’和骨干层2’并分别通过汇聚层3’与市东区域5’、市南区域6’、市西区域7’、崇明8’和长兴9’网络连接，在市东区域5’、市南区域6’、市西区域7’还分别设有区域骨干层4’，并通过区域骨干层4’分别与核心层1’和骨干层2’的汇聚层3’网络连接。

现有网络在技术水平、覆盖范围、安全保障能力、网络带宽、业务支持能力等诸多方面和电网发展要求尚存在以下的不足和差距：

1）现有的骨干通信网络结构复杂，网络层次太多，需要优化。通信网在与基础电网同步建设时，往往只满足当前的需求，当需要对网络资源整合或优化时，必须通过技术改造等项目来完成，缺少通信网建设初期的整体规划考虑。

2）智能电网、调控一体化等进一步发展都对通信网络提出了更高的保障要求，要求骨干通信网具备更高的网络生存性及业务恢复能力。现有网络可靠性不足，网络结构仍需加强。目前仍以环网结构为主，部分早期建设站点，存在整体性不强、光网络拓扑结构不尽合理（包括部分SDH支线未构成环网），不具备抵御多点失效故障能力，需要完善和优化。

3）传输网络带宽有待提高。近年来数据业务的快速增长给通信传输网络的带宽带来较大压力，迫切需要提升带宽容量，以应对各部门的数据业务。

4）部分传输设备不具备以太网数据业务传输功能。近几年来，信息化应用处于快速发展阶段，通信网络正处于由原TDM业务为主传输模式转换为TDM业务和以太网业务相结合的传输模式。早期设备多业务支持能力较差，且普遍存在智能化特性不足、网络带宽利用率低、无法抵抗双点以上故障、保护恢复机制单一、电路调度不便等问题。不能很好地适应未来业务IP化、宽带化和多样化的发展要求。

5）光缆网络需进一步加强。由于电网业务系统发展对光缆资源需求量较高，通信光缆资源虽然具备一定规模和数量，但光纤覆盖不均匀，光纤资源局部紧张，部分架空光缆可靠性不强，存在光缆路径单一等结构性安全隐患。同时也不适应核心和骨干网络向网状网的发展趋势。

6）需要完善新设备和新技术的电网应用的相关标准体系。随着智能电网和工作的不断推进，作为重要支撑系统的通信平台会在网络建设模式、新技术应用、接入模式、网络覆盖范围等方面产生较大变化，需要对现有技术标准体系做出相应调整。

发明内容

本发明提供一种电力信息通信优化骨干传输网系统，对现有骨干网络架构扁平化处理，实现网络结构简化。

为实现上述目的，本发明提供一种电力信息通信优化骨干传输网系统，该系统覆盖并实现电网系统中三级网枢纽变电站、三级网变电站、三级网集控站和四级网变电站之间的通讯连接与控制，其特点是，该系统包含：

核心层，其覆盖于三级网枢纽变电站；

与上述核心层通讯连接的汇聚层，其覆盖于三级网变电站和三级网集控站；以及，

与上述汇聚层通讯连接的接入层，其覆盖于四级网变电站。

上述的核心层包含若干光传输网设备，该若干光传输网设备通过光缆组成网状网结构或自动交换光网络系统结构。

上述的核心层包含N个10吉字节的光传输网设备，N小于16。

上述的汇聚层包含若干汇聚环；

每个汇聚环包含若干节点，该若干节点通过光缆组成环形网络结构或网状网结构。

上述的节点为多业务传输平台或分组传输网设备。

当三级网变电站和三级网集控站中通信的业务量小于2.5吉字节，汇聚环中组网的节点采用2.5吉字节的多业务传输平台或分组传输网设备；

当三级网变电站和三级网集控站中通信的业务量小于10吉字节、大于2.5吉字节，汇聚环中组网的节点采用10吉字节的多业务传输平台或分组传输网设备。

上述的接入层包含若干接入环；

每个接入环包含若干分组传输网设备，该若干分组传输网设备通过光缆组成环形网络结构。

上述的接入环在缺乏光缆的边缘四级网变电站，采用链形网络结构接入。

上述的接入层中信息传输的带宽为622兆字节。

本发明电力信息通信优化骨干传输网系统和现有技术的电力通信网络架构相比，其优点在于，本发明将现有网络简化为核心层、汇聚层、接入层组成的清晰的三层结构；

本发明核心层采用网状网结构或自动交换光网络系统结构，为各种业务提供坚强、可靠和有效的骨干通信传输网络及交换网络，具有抗多点故障的优势，提高核心层的生存性和抗灾能力。

附图说明

图1为现有技术中电网系统的电力通信传输网络拓扑图；

图2为本发明电力信息通信优化骨干传输网系统的网络拓扑图。

具体实施方式

以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。

本发明电力信息通信优化骨干传输网系统应用于电网系统的电力通信网中骨干通信网络架构。该系统覆盖并实现电网系统中三级网枢纽变电站、三级网变电站、三级网集控站和四级网变电站之间的通讯连接与控制。

如图2所示，一种电力信息通信优化骨干传输网系统包含清晰地三层结构：核心层1、汇聚层2和接入层3。汇聚层2与核心层1通讯连接，接入层3与汇聚层2通讯连接。

核心层1覆盖于三级网枢纽变电站和地调，其汇聚实现所有三级网枢纽变电站、三级网变电站、三级网集控站和四级网变电站对地调的全部业务。

核心层1采用光传输网（OTN）技术，其包含若干光传输网（OTN）设备11，该光传输网（OTN）设备11分别选择设置于三级网中具有多条光缆汇聚的500千伏和220千伏枢纽变电站中，并分别与地调通讯连接。

核心层1中，地调与设置于的各个三级网枢纽变电站中的光传输网设备11，相互间通过光缆组成网状网结构。核心层1还可以采用自动交换光网络（ASON）智能光网络技术，光传输网设备11通过光缆组成自动交换光网络系统结构。利用自动交换光网络（ASON）抗多点故障的优势，提高核心层1的生存性和抗灾能力。

本实施例中，如为实现核心层1的带宽要求达到5218Mbps与36525Mbps之间，则优选采用小于16个10吉字节的光传输网（OTN）设备11组成核心层1网络。

本实施例中，针对现有三级网的骨干层和四级网的区域骨干层进行整合和拆分形成新网络架构下的汇聚层2网络。汇聚层2覆盖于三级网变电站和三级网集控站。

汇聚层2包含若干分别与核心层1通讯连接的汇聚环21，每个汇聚环21包含若干节点22，汇聚层2中节点22采用多业务传输平台（MSTP）或分组传输网（PTN）设备，站点具备单信道10吉字节（GB）和2.5吉字节（GB）传送能力。

该些多业务传输平台（MSTP）或分组传输网（PTN）设备分别设置于三级网中500千伏、220千伏和200千伏集控站。

汇聚环21中的各多业务传输平台或分组传输网设备通过光缆组成环形网络结构，也可以采用组成网状网结构。

对于三级网变电站和三级网集控站中通信的业务量小于2.5吉字节的情况下，汇聚环21中组网的节点22采用2.5吉字节的多业务传输平台或分组传输网设备组网。

对于三级网变电站和三级网集控站中通信的业务量小于10吉字节、大于2.5吉字节的情况下，汇聚环21中组网的节点22采用10吉字节的多业务传输平台或分组传输网设备组网。

接入层3覆盖于各四级网变电站。主要覆盖于各市区电力公司所辖范围内的110千伏和35千伏变电站的网络接入。

包含有若干分别与各汇聚环21通讯连接的接入环31。每个接入环31包含有若干分组传输网（PTN）设备32。优选的，该若干分组传输网（PTN）设备32通过光缆组成环形网络结构。

接入层3所覆盖的站点中，在缺乏光缆的边缘站点，接入环31可采用链形网络结构接入。

本实施例中，优选的，接入层3中信息传输的带宽为622兆字节（MB）速率为主。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种电力信息通信优化骨干传输网系统，该系统覆盖并实现电网系统中三级网枢纽变电站、三级网变电站、三级网集控站和四级网变电站之间的通讯连接与控制，其特征在于，该系统包含：

核心层（1），其覆盖于三级网枢纽变电站；

与所述核心层（1）通讯连接的汇聚层（2），其覆盖于三级网变电站和三级网集控站；以及，

与所述汇聚层（2）通讯连接的接入层（3），其覆盖于四级网变电站。

2.如权利要求1所述的一种电力信息通信优化骨干传输网系统，其特征在于，所述的核心层（1）包含若干光传输网设备，该若干光传输网设备通过光缆组成网状网结构或自动交换光网络系统结构。

3.如权利要求2所述的一种电力信息通信优化骨干传输网系统，其特征在于，所述的核心层（1）包含N个10吉字节的光传输网设备，N小于16。

4.如权利要求1所述的一种电力信息通信优化骨干传输网系统，其特征在于，所述的汇聚层（2）包含若干汇聚环（21）；

每个汇聚环（21）包含若干节点，该若干节点通过光缆组成环形网络结构或网状网结构。

5.如权利要求4所述的一种电力信息通信优化骨干传输网系统，其特征在于，所述的节点为多业务传输平台或分组传输网设备。

6.如权利要求5所述的一种电力信息通信优化骨干传输网系统，其特征在于，当三级网变电站和三级网集控站中通信的业务量小于2.5吉字节，汇聚环（21）中组网的节点采用2.5吉字节的多业务传输平台或分组传输网设备；

当三级网变电站和三级网集控站中通信的业务量小于10吉字节、大于2.5吉字节，汇聚环（21）中组网的节点采用10吉字节的多业务传输平台或分组传输网设备。

7.如权利要求1所述的一种电力信息通信优化骨干传输网系统，其特征在于，所述的接入层（3）包含若干接入环（31）；

每个接入环（31）包含若干分组传输网设备，该若干分组传输网设备通过光缆组成环形网络结构。

8.如权利要求7所述的一种电力信息通信优化骨干传输网系统，其特征在于，所述的接入环（31）在缺乏光缆的边缘四级网变电站，采用链形网络结构接入。

9.如权利要求7所述的一种电力信息通信优化骨干传输网系统，其特征在于，所述的接入层（3）中信息传输的带宽为622兆字节。

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