电力行业数据通信网网络结构研究

郝成斌++王连鹏

摘要：随着我国电力数据通信网快速发展，为实现电力数据通信网技术体制演进，切实指导电力通信数据网建设，本文通过对数据通信网网络架构分析，然后对数据网网络结构通过以下进行了详细解析：网络架构层级划分、数据网BGP AS自治域划分、基于MPLS VPN形式的跨域对接，最后给予总结。

关键词：数据通信网 电力通信 网络结构

中图分类号：TN919.2 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）12-0032-01

电力数据通信网是国家电网公司数据、视频、语音等各类业务承载网络的统称，包括国家电网公司数据通信骨干网和省级及以下数据通信网络；是基于IP技术构建的MPLS数据通信网，主要由路由交换设备构成，通常由OTN/SDH网络承载。经过近几年的建设，数据通信网已覆盖各省变电站、供电所及售电营业厅，随着数据通信网的覆盖范围逐渐扩大，网络结构也存在部分差异，基于此，需对现网网络结构进行研究。

1 网络架构层级划分

电力数据通信网的网络架构包含四个主要网络层次：数据通信骨干网的核心层和汇聚层、各省公司网络骨干层以及地市公司的接入层。全网分为数据通信骨干网和数据通信接入网两级网络结构。

（1）数据通信骨干网。包括省公司广域网核心设备、省公司在各地市部署的组网设备、省调所辖主要汇聚节点变电站组网设备。（2）数据通信接入网。包括省公司本部所在大楼局域网和数据中心、省公司本部及直属单位广域网络、各地市公司网络、省调所辖汇聚变电站下属的各类厂站网络。网络架构层级划分图1所示。

2 数据网BGP AS自治域划分

电力数据通信网络总体架构中的 BGP 路由体系分为两个层级，其中以一个BGP AS号作为公司数据通信网的骨干网络的Global路由域，每个地市公司设置一个全网唯一的BGP AS号，作为该地市的Global路由区域，组成1+N的两级 BGP 路由层次。BGP AS域内路由反射层级分为两层，电力数据通信网的骨干网络Global路由域设置全网一级路由反射器即RR，在各网省及下属地市分别设立两级二级RR，其中省级RR负责反射省数据通信网络的Global路由和业务 VPN路由，地市级RR负责反射地市数据通信网络的Global路由和业务 VPN路由。BGP AS 路由反射配置图2所示。

3 基于MPLS VPN形式的跨域对接

MPLS VPN跨域技术有效地扩展了MPLS VPN架构的灵活性，使得部署方式满足了不断扩展的网络部署要求，成为一种非常成熟的VPN 业务部署架构。MPLS VPN 跨域方式包含三种可选方式：

option A：背靠背（back-to-back）VRF。

option B：单跳多协议 MP-eBGP。

option C：多跳多协议 MP-eBGP。

由于各省网络架构不统一，省数据网络与数据通信骨干网之间的跨域以及省数据网络和各地市数据网络的跨域方式都应选择option A的跨域方式。在数据通信骨干网出现大量的跨域业务VPN时，为便于管理，则应采用option C方式实现数据通信骨干网与地市数据通信接入网的跨域对接。

4 VPN总体部署

电力数据通信网骨干层承载的七个业务VPN被划分为一级VPN。除电力数据通信骨干网设备配置了一级应用业务 VPN外，各分部、各省公司建立运行的MPLS VPN均为二级业务VPN。目前有部分总部投资或组织建设的业务應用系统和设备部署在二级业务VPN中，由于此类业务系统和设备虽然与国网公司一级业务VPN或数据通信骨干网具有数据流转关系，但其业务路由IP地址空间并不属于一级业务VPN的地址家族，因此也应纳入二级业务 VPN范畴。

5 各节点设备类型分析

对包括省公司本部设备、省公司骨干网区域设备、地市BGP AS边界充当ASBR的PE设备给出必备的技术性能要求。配置满足数据通信网络整体性能的要求。由于此类设备将要负责转发的业务数据流量较高，对设备性能要求较高，对网络可靠性要求也较高，在目前普遍使用高速端口的情况下，对设备端口种类丰富性要求不高。同时应考虑设备安装地点机房空间、电源、散热等环境因素，因此，设备的选型和配置主要从性能和可靠性方面出发。根据网络层次，各种设备的具体要求如下：

5.1 省公司主节点核心路由器和省公司骨干路由器

基于高可靠性，应采用高端路由器，路由处理和数据交换应完全物理分离，具有全分布式业务处理，支持丰富的路由和 MPLS特性，支持NSF和FRR特性。核心路由器要求配置具有高可靠性，配置冗余电源、冗余路由处理器、冗余的交换引擎；配备相应数量的GE端口，满足连接需求，并可以通过端口绑定等技术扩展到40G 以上带宽，机箱插槽及端口数量要求较多。

5.2 地市公司骨干ASBR路由器

基于高可靠性，应采用高端路由器，路由处理和数据交换应分离，具有全分布式业务处理，支持丰富的路由和 MPLS 特性，支持 NSF 和 FRR 特性。由于节点（机房）可能单机运行，要求配置具有高可靠性，配置冗余电源、冗余路由处理器/交换引擎；具备10G端口的板卡能力，配备相应数量的GE端口以便满足连接需求。同时根据各地区机房现状，要求采用低耗电，小尺寸的设备，机箱插槽及端口数量要求较少。

5.3 县级公司核心设备

县级公司一般应考虑采用交换机设备作为核心，作为县级公司核心交换机，应采用高端交换机，具有较高的背板带宽和3层，2层处理能力，具备ISIS/OSPF/BGP路由能力，路由处理和数据交换应分离，具有全分布式业务处理，支持丰富的路由和QOS特性，支持NSF和FRR特性。要求配置具有高可靠性，配置冗余电源、冗余路由处理器/交换引擎。由于县级公司负责接入的CE设备较多，应配备相应数量的GE、FE端口，满足连接需求。同时根据各地区机房现状，要求采用低耗电，小尺寸的设备，整体机箱的插槽及端口数量要求较少。

5.4 接入设备

接入单位一般应考虑采用交换机设备，作为各级单位上联接入设备的 CE交换机，至少应具有VLAN功能，至少具备ISIS/OSPF路由功能，至少提供24个FE端口，2个GE端口，上述端口满足同时工作的全线速转发能力，具有较高的交换背板，具有3层路由能力，支持生成树，端口聚合，组播等功能，支持QOS标记功能传输链路要求。

6 结语

本文对目前电力数据通信网网络结构及运行方式的分析及比对，结合现网存在的问题，提出了数据通信网未来发展情况的预测及优化目标，为今后数据通信网的建设提供了参考。

参考文献

[1]谢希仁.计算机网络[M].大连：大连理工大学出版社，2005.

[2]张华.数据通信教程[M].北京：电子工业出版社，2008.

[3]王丽娜.数据通信技术[M].武汉：武汉理工大学出版社，2011.