CN103346909A - 一种电力通信带外网络管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力通信带外网络管理系统，包括：带外网络管理中心，以及通过带外网络通道接入所述带外网络管理中心的至少一个网元接入装置，所述带外网络通道具体为卫星通信网络或运营商无线网络或专用宽带网络，所述网元接入装置与电力通信网络中的通信设备连接。本发明技术方案由于通过专门的带外网络通道，将网络管理数据与业务数据分开，带外网络通道只传输管理控制信息与统计信息等管理数据，从而，实现了对通信设备的带外集中管理和远程维护，提高电力通信网络的延续性和可用性以及可靠性，提高了电力通信网络突发故障时的应急处理能力。

Description

一种电力通信带外网络管理系统

技术领域

本发明涉及电力通信技术领域，具体涉及一种电力通信带外网络管理系统。

背景技术

随着智能电网的不断推进，电力通信网络日益庞大、复杂，并且业务系统对通信网络传输稳定性要求越加严格，保障电网通信的高可靠性和高有效性是电力通信网络管理正面临的挑战。

目前，电网通信网络管理一般是带内管理(in-band)，所谓带内管理，是指电力通信网络的管理控制信息与用户网络的承载业务信息通过同一个逻辑信道即业务网络传送。带内管理系统，充分利用骨干网链路，通常采用光传输机制，稳定性好；但是，带内管理有其不可弥补的局限性，即，一旦业务网络因故障而中断，网络管理数据也将不能传送，因此，无法实现对电力通信网络中通信设备的远程修复，也不能监视通信设备的状态。

发明内容

为了解决上述带内管理方式带来的问题，本发明实施例提供一种电力通信带外网络管理系统。

本发明提供的一种电力通信带外网络管理系统，包括：带外网络管理中心，以及通过带外网络通道接入所述带外网络管理中心的至少一个网元接入装置，所述带外网络通道具体为卫星通信网络或运营商无线网络或专用宽带网络，所述网元接入装置与电力通信网络中的通信设备连接。

本发明实施例采用带外管理(out-of-band)方式，即，通过专门的带外网络通道，将网络管理数据与业务数据分开，带外网络通道只传输管理控制信息与统计信息等管理数据，从而，实现了对通信设备的带外集中管理和远程维护，提高电力通信网络的延续性和可用性以及可靠性，提高了电力通信网络突发故障时的应急处理能力。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电力通信带外网络管理系统的逻辑结构图；

图2是本发明实施例提供的电力通信带外网络管理系统的架构图；

图3是采用运营商无线网络作为带外网络通道的架构图；

图4是采用卫星通信网络作为带外网络通道的架构图；

图5是电力通信带外网络管理系统的系统模型结构图；

图6是网元接入装置的功能结构图；

图7是一种实施方式中通信设备带外通道维护流程图；

图8是带外网络管理中心的组件结构图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种电力通信带外网络管理系统，可以解决现有技术中一旦业务网络因故障而中断，网络管理数据也将不能传送的技术问题。以下分别进行详细说明。

实施例一、

请参考图1，本发明实施例提供一种电力通信带外网络管理系统，包括：

带外网络管理中心100，以及通过带外网络通道200接入所述带外网络管理中心100的至少一个网元接入装置300，所述带外网络通道200具体为卫星通信网络或运营商无线网络或专用宽带网络，所述网元接入装置300与电力通信网络中的通信设备400连接。

可选的，所述带外网络管理中心采用SVG图形对象描述通信设备，建立起通信设备模型，采用CIM对象描述通信设备之间的结构关系，建立系统结构，并建立SVG图形对象的ID属性与CIM对象的URI的映射关系。

可选的，所述带外网络管理中心为所述至少一个通信设备建立层次化模型结构，每一个通信设备模型采用一组属性值描述。所述的一组属性值可以包括：URI、设备名称、设备类型、通讯地址、设备型号、制造厂家和软件版本。

可选的，所述网元接入装置根据所述带外网络管理中心的指令为连接的通信设备建立标准通信通道，并根据所述带外网络管理中心的指令切换或关闭所述标准通信通道。

可选的，所述网元接入装置用于获取所述通信设备的信息，并将所述信息上传所述带外网络管理中心，以及根据所述带外网络管理中心的指令，对所述通信设备执行相应的操作。其中，所述网元接入装置具体可以用于根据所述带外网络管理中心的指令，控制通信设备的启停、监视接入设备状态，将执行情况、配置参数、设备状态上传给带外网络管理中心。

可选的，所述带外网络管理中心采用组件化结构，将各个功能模块通过组件组合实现，各个组件之间通过软总线连接，通过基于SOA的订阅和发布的方式实现组件间的相互调用，完成特定的功能。

综上，本发明实施例提供了一种电力通信带外网络管理系统，该系统采用带外管理方式，通过专门的带外网络通道，将网络管理数据与业务数据分开，带外网络通道只传输管理控制信息与统计信息等管理数据，从而，实现了对通信设备的带外集中管理和远程维护，提高电力通信网络的延续性和可用性以及可靠性，提高了电力通信网络突发故障时的应急处理能力。

实施例二、

在实施例一的基础上，本实施例对本发明提供的电力通信带外网络管理系统作进一步的描述。

本发明提供了一种采用独立于电力通信网络之外的带外网络通道，实现对电力网络设备及传输设备等通信设备的应急运营维护的建设方案，在通信设备发生故障时能够及时处理和恢复，充分保证电力网络通信传输的可靠性。

本发明实施例中，构建所述电力通信带外网络管理系统的过程如下：

步骤1：利用电力通信网络之外通道，如卫星通信网络，或运营商无线网络或专用宽带网络，作为电力通信的带外网络通道；所述运营商无线网络具体可以是GPRS网络或CDMA网络，所述专用宽带网络具体可以是电力2M宽带。基于该带外网络通道建立应急管理用的所述电力通信带外网络管理系统。系统架构如图2所示，为两层结构，接入层采用网元接入装置，即图中的智能网元控制器，连接站内所有通信设备；管理层由带外网络管理中心，即图中的带外网管中心，通过带外网络通道连接所有网元接入装置，实现对全部区域例如全省通信设备的带外管理。具体的，采用运营商无线网络作为带外网络通道的方案如图3所示，采用卫星通信网络作为带外网络通道的方案如图4所示。

步骤2：采用SVG(Scalable Vector Graphics，可缩放矢量图形)图形标准来避免图形格式之间的不兼容，即，利用SVG图形对象描述实现站内所有通信设备图形，建立起通信设备模型。每一个通信设备模型采用一组属性值描述。

步骤3：通信方面采用扁平结构，管理方面采用层次化模型结构，语义结构层次化，准确的、具有完整语义和语义约定表现，建立标准化信息模型，站内通信设备模型与其它通信系统设备建立映射关系。具体的，采用CIM(Common Information Model，通用信息模型)对象描述通信设备之间的结构关系，建立系统结构，如图5所示。并建立SVG图形对象的ID属性与CIM对象的URI(Uniform Resource Locator，统一资源定位符)的映射关系。

步骤4：对站内通信设备不同管理接口如串口或网口，提供统一访问通道，并对通信传输控制；在不涉及厂家设备协议的前提下，对网络中的传输设备和网络设备的管理，采用设备标准信息模型，保证所有设备能够满足一致性、交互性及标准化的要求，实现对装置接入，自动识别和管理。

步骤5：维护方面，由系统提供通信设备紧急访问通道，带外网络管理中心通过网元接入装置和带外网络通道，完成对具备通信接口的通信设备提供透传加密通信功能，实现接收通信设备返回信息，点对点维护。所有设备置于同一通信平台下，实现不同通信设备信息即时加密信息的上传，以及加密信息的制指令的解析和下达。

步骤6：应急带外管理系统平台采用三层结构、面向对象设计，模块化、组件化结构，便于系统维护和软件升级，提高系统的可扩展性。将各个功能模块通过组件组合实现，如图6所示。系统通过软总线的方式，进行各个组件之间的相互通信，通过基于SOA(service-oriented architecture，面向服务的体系结构)的订阅或发布的方式进行系统事件的交互，组件间相互调用，完成特定的功能。

请参考图3，上述的采用运营商无线网络作为带外网络通道的方案，主要分为3个部分：一是建立无线终端与运营商通信基站之间的通信业务，二是运营商通信基站与调度中心之间通信，考虑电力企业信息安全要求高，可以要求运营商把所有终端信息汇集到同一个APN路由器，通过专线光纤通信到调度中心；三是通过安全网关、交换机和专用无线APN服务器并绑定固定IP地址接入到调度中心的内部网络，与Internet公网完全隔离有效避免非法入侵。

请参考图4，上述的采用卫星通信网络作为带外网络通道的方案中，如何利用已有的卫星通道是解决系统带外网络通道的关键。本发明实施例利用电网常用的一种卫星通信方案作为带外应急网管通道加以说明，由集成商/运营商提供卫星控制主站，由省调度中心建立控制子中心站，并与每个端站直连，构成星状卫星通信网络，实现端站-子中心站的卫星一跳通信方式。变电站内网元接入装置通过通讯端口如IP接口接入端站，经卫星通道进入子中心站，子中心站再将数据通过交换机、安全网关送入调度中心的应急带外网管系统，充分利用原有卫星通道构成一个完整的应急带外网络通道。

所述通信设备均可通过管理端口配置及维护，但管理端口设计不尽相同，如传输设备厂家大多采用网络RJ45管理接口，网络设备如交换机、路由器等厂家使用串口RS232/485，网元接入装置需兼顾两种接口方式。考虑到GPRS及卫星通信流量带宽的约束，因此可以先定信道每次只提供给一个通信设备使用，这就要求网元接入装置具有能够灵活的为每个通信设备创建、切换及关闭维护通道等功能，使得每个通信设备都能获得GPRS或者卫星信道的使用权。网元接入装置根据应用需求，功能设计可以如图6所示，利用软件实现对不同类型设备访问点如网口/串口的控制，并定时巡查连接通信设备的在线状态，当有状态发生改变会及时通过上行通道报告给带外网络管理中心的后台系统；网元接入装置与后台系统通信采用IEC104规约，根据后台系统命令完成通道搭建、切换与关闭，提供传输控制、安全认证及数据缓存服务，确保数据安全、完整到达指定的通信设备，并把通信设备返回的信息上传到后台系统。

下面对所述电力通信带外网络管理系统中采用的建模方法做进一步描述：

1、系统结构建模

应急用的带外网络管理中心平台独立于带内通信网络管理系统，同时又服务于带内通信网络管理系统。因此，需要统一建模规范，充分体现出系统之间联系。系统采用树形结构建模，如图5，根节点为省电力公司，地、市级电力公司及变电站和发电厂，依次按管理关系形成子节点，各节点均有网元接入装置，通信设备隶属于网元接入装置，所有设备均有唯一路径，采用与电力系统URI域命名一致规则，除网元接入装置外，所有设备均与带内通信网管系统设备建立映射关系。通信设备结构模型如图6所示，通过属性描述所有通信设备，包括以下对象：URI、设备名称、设备类型、通讯地址、设备型号、制造厂家和软件版本。URI域名按照如下规定：域名起始为csg.gz，供电局为g(grid)加下列缩写，电厂为p(Plant)加电厂名缩写。如深圳供电局500kV鲲鹏变电站的URI为：csg.gd.gsz.skp；域名后的局部标识符使用15位编码分别描述设备类型与设备编号以及扩展功能。

2、图模一体化

采用SVG图形描述通信设备，系统结构模型采用CIM描述，他们之间关联以SVG对象的Id属性与CIM对象URI关联来实现图模一体化。

下面对带外网络管理中心的软件结构及实现功能做进一步描述：

如图8所示，带外网络管理中心平台采用模块化、组件化结构，将各个功能模块通过组件组合实现。系统通过软总线的方式，进行程序的相互通信，通过基于SOA的订阅、发布的方式进行系统事件的交互，组件间相互调用，完成特定的功能。以下简单介绍组件与模块调用组合实现平台功能：

1、公用组件

数据库访问组件，对外提供统一的数据库接口；图形库组件和模型库组件共同实现图模一体化；事件通道组件：通过此组件来注册、订阅所需要的事件，来完成整个系统的事件更新功能；软总线组件来实现各个程序、组件间的数据通信、事件通知等；报表、曲线、事件报警、数据查询等各个组件与其它各组件组合，实现不同的电力通信应急带外网络管理系统功能模块。

2、服务组件

前置服务组件与通道组件以及规约组件等组成，通过相互之间的调用，实现对实际通道建立、打开关闭、数据通信、规约解析、数据预处理并发送至实进服务器等功能；实时服务组件实现实时数据处理功能。

3、系统功能

系统具备分级授权管理、操作日志记录、故障告警等基本功能，并能通过带外通信对通信设备图形化节点监视，查看设备在线状态；网元接入单元布置在变电站、电厂以及地市级电力局，实现与带外网管系统信息交互式以及通信设备的信息接入与控制，该单元包括安全网关、网元接入装置、路由器等。采用专用安全网关硬件防护装置确保系统安全，网元接入装置可执行远方命令，控制通信设备的启停、监视接入设备状态等，可实现双向信息交互，既能接收控制指令，也能将执行情况、配置参数、设备状态等上传给上层系统，一种实施方式中通信设备带外通道维护流程如图7所示。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机读取存储器、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的电力通信带外网络管理系统进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电力通信带外网络管理系统，其特征在于，包括：

带外网络管理中心，以及通过带外网络通道接入所述带外网络管理中心的至少一个网元接入装置，所述带外网络通道具体为卫星通信网络或运营商无线网络或专用宽带网络，所述网元接入装置与电力通信网络中的通信设备连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述带外网络管理中心采用SVG图形对象描述通信设备，建立起通信设备模型，采用通用信息模型CIM对象描述通信设备之间的结构关系，建立起系统结构模型，并建立SVG图形对象的ID属性与CIM对象的URI的映射关系。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述带外网络管理中心为所述至少一个通信设备建立层次化模型结构，每一个通信设备模型采用一组属性值描述。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：

所述的一组属性值包括：URI、设备名称、设备类型、通讯地址、设备型号、制造厂家和软件版本。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述网元接入装置根据所述带外网络管理中心的指令为连接的通信设备建立标准通信通道，并根据所述带外网络管理中心的指令切换或关闭所述标准通信通道。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述网元接入装置用于获取所述通信设备的信息，并将所述信息上传所述带外网络管理中心，以及根据所述带外网络管理中心的指令，对所述通信设备执行相应的操作。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：

所述网元接入装置具体用于根据所述带外网络管理中心的指令，控制通信设备的启停、监视接入设备状态，将执行情况、配置参数、设备状态上传给带外网络管理中心。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述带外网络管理中心采用组件化结构，将各个功能模块通过组件组合实现，各个组件之间通过软总线连接，通过基于SOA的订阅和发布的方式实现组件间的相互调用，完成特定的功能。

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