现代电力通信网络综合管理系统设计与实现

◆李立达



现代电力通信网络综合管理系统设计与实现

◆李立达

（国网山西省供电公司 山西 030600）

伴随全国大电网互联的发展趋势，如果互联的大电网中某处发生故障，将可能会引起整个电网的振荡或崩溃，为了保证电网的安全和稳定地运行，电力通信网络已经在现代电力企业生产中有着举足轻重的地位，OTN 设备与电力光缆组成的电力通信网也逐渐成为支撑城市配网的传输技术。综合管理系统通过设备厂家网管接口自动实时采集网络中的告警信息，进行告警过滤、告警关联、告警同步、告警呈现、告警统计等相关功能。告警信息及时、准确地采集和存储，可为故障诊断等后继工作提供数据支持。电力通信网络综合网管的搭建，完成了对传输网和数据骨干网的集中监视，为电力通信网络的集中监视提供了有效的支撑平台，最大化地减小了网络监控的工作量，保证了电网的安全稳定运行。

电力通信网；管理系统；故障管理；告警机制

0 前言

电力通信网是电力企业的重要组成部分，作为电力企业的通信专用网络，涵盖了电力企业各个环节，有力地满足了电力生产、基础设施建设、行政、调度等不同专业的通信需要，以及多媒体办公自动化等业务信息的支撑。

随着大规模智能电网的建设，现代化的电网的安全、经济、稳定运行对传统电力通信网络的要求愈发严格、对电力通信网络的设备及光缆等资源的容量以及可靠性提出了更加严格地要求。电力通信网络是一个集合多种专业业务子网的复杂网络系统，各种专业业务都对应于不同的业务子网。目前电力通信网络已经形成了以光纤专网技术为主，电力线载波、无线网络技术为辅的多媒介通信方式。

随着光传送网（Optical Transport Network，OTN）在电网的大范围使用，作为电力通信网络的骨干网络，需逐步纳入综合网管系统进行统一监控与管理。由于OTN 网络与SDH网络的差异性，在告警、性能、配置三个方面的数据模型及特性都与传统SDH 不同，需要重新设计并进行标准化处理，实现对OTN 网络的综合管理。

1 网络管理技术

电信管理网（Telecommunication Management Network，TMN）的框架。TMN是国际电信联盟（ITU）于20世纪80年代后期引入的概念，它是一个逻辑上与电信网分离的网络。它通过标准的接口（包括通信协议和信息模型）与电信网进行传送、接收管理信息从而达到对电信网的控制和操作的目的。

1.1管理功能

TMN的各类管理功能支持TMN的管理业务的实现，满足对被管理网络的操作，维护和管理的需要，主要划分为以下五种管理功能域：

（1）性能管理（Performance Management）

性能管理是对通信设备的性能和网络单元的有效性进行评估，并提出评价报告的一组功能。包括性能测试、性能分析和性能控制。

（2）配置管理（Configuration Management）

配置管理功能包括提供状态和控制及其安装功能。对网络的状态、网络单元的配置、业务的投入、启用业务、等进行管理。

（3）计费管理（Accounting Management）

计费管理功能测试通信网中各种业务的使用情况，计算处理使用通信业务的应收费用，并对通信业务的收费过程提供支持。

（4）故障管理（Fault Management）

故障管理功能是对通信网的运行情况异常和设备安装环境异常进行管理，对网络的状态进行管理。包括告警监视、故障定位、故障校正和故障管理四个功能。

（5）安全管理（Security Management）

安全管理主要提供对网络及网络设备进行安全保护的能力。主要有接入及用户权限、用户域的管理，安全审查及安全告警处理。

1.2信息体系结构

TMN的信息体系结构应用OSI系统管理的原则，引入了管理者和代理（Manager/Agent）的概念，强调在面向事物（Transaction-Oriented）处理的信息交换中采用面向对象（Object-Oriented）的技术。在信息模型中，网络资源被抽象为被管理的对象（Managed Object）。模型决定了以标准方式进行信息交换的范围，模型中的活动（Activity）实现了TMN的各种管理操作，如信息的存储、提取与处理。

2 OTN 技术

OTN 是ITU-T 提出的一种新型的支持大颗粒业务传送的光传输网络，业务交换和传送分别在电信号域和光信号域内完成。OTN 是由一组通过光纤链路连接在一起的网元组成的网络，能够提供基于光通道的信号传送、复用、路由、管理、监控以及保护。

在电信号域内，OTN 完成业务到大颗粒传送单元容器——光通道数据单元的映射，并适配到传输段光转换单元，完成ODUk 在不同传输段方向OTUk 之间的交换连接。

在光信号域内，OTN 通过波分复用WDM技术构成光传输网，利用G.692 定义的光载波承载OTN 传输业务，多个光波道WDM 复用后进入光线路物理层传输。

从OTN 网络分层的角度来看，它可以划分为光传送段层、光复用段层和光信道层。同时，光信道层又划分成光信道数据单元和光信道传送单元，这一点和SDH 技术中的通道层和段层相似。从本质上来看，可以将OTN 技术看成是SDH 技术和WDM 技术的一种结合，它将WDM 技术和SDH 技术的各自优势进行了结合，并对组网功能进行了扩展，更适应多种业务的传送需求。

OTN 的优势：OTN 是以波分复用技术为基础、在光层组织网络的传输网，是下一代骨干传输网。当前的OTN 架构中有三种基于SDH 的接口速率，分别为2.5 G、10G和40 G。OTN 技术是符合G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T 规范。

OTN 具有大容量、灵活调度、高可靠、易维护等特点，特别适合应用于构建以高带宽业务为主的、端至端的数据业务承载网络。OTN 交叉调度颗粒比SDH 的VC-4 交叉调度颗粒要大得多，因此在提升传输效率、增强网络可靠性、降低管理与维护成本等方面都具有巨大优势。

OTN 不仅充分继承了SDH 在灵活性与可靠性等方面的优势，以及WDM 大容量与长距离传输方面的优势，同时兼顾了大颗粒传送和端到端维护等新需求，将业务信号的处理和传送分别在电域和光域内完成，从而形成了新一代的业务传送模式。目前，OTN技术已成为干线传输网的首选技术。

3 综合管理系统与OTN 网络对接

3.1OTN 网络管理方案

对现有电力通信网络综合网管系统进行扩容建设，实现OTN 网络的综合接入与管理，主要功能包括：

（1）OTN 故障管理

基于现有的系统采集适配平台实现OTN 网络各层告警的统一采集与管理，同时可进行相应的故障响应、集中、呈现和处理。

（2）OTN 配置管理

在实现OTN 网络配置采集、适配、管理的同时，展现OTN 网络拓扑与信号流图。

（3）OTN 性能管理

可基于统一的体系结构接口实现各类性能指标的采集与分析，实现性能信息采集。

（4）安全管理

将OTN 网络的管理功能纳入到通信网络综合网管系统的安全管理模块，做到分权分域。

3.2采集方式

OTN 网络采用统一的体系结构接口进行接入，实现对告警、配置、性能的采集与适配，如图1所示：

图1 OTN网络统一体系结构

综合管理系统通过设备厂家网管接口实时采集网络中的告警信息，进行告警过滤、告警关联、告警同步、告警标准化、告警等级升级、告警呈现、告警确认、告警查询、告警统计等相关功能。告警信息及时、准确地采集和存储，可为故障智能诊断等后继工作提供数据支持。

采用多协议适配，通过统一的体系结构接口等多种技术手段对原始告警信息实时采集，对所采集到的原始告警数据应以标准化格式保存，以便对原始告警数据进行再利用和二次开发。告警采集支持集中、分布或者混合式处理，对被管设备告警数据的采集应可独立运作，不因被管设备的信息缺失而影响告警信息采集。

4 系统功能

综合管理系统实现了包括告警管理、端到端业务管理、设备版本管理、性能管理等功能。

（1）告警管理

包括告警采集、告警标准化、告警比对、告警关联等，支持告警呈现视图的个性化定制。

（2）端到端业务管理

实现对跨域的电路进行全程路由呈现和告警采集上报，数据通过综合告警平台的接口来获取，通过录入省网资源信息管理平台进行路由还原，实现全程路由的呈现。

（3）设备版本管理

综合管理系统采集网元设备板卡软硬件版本信息，通过资源管理系统实现对在网设备板卡软硬件版本、网元版本的管理和更新。

（4）性能管理

实现网络性能信息、劣化预警、电路质量预警等参数进行分析，判断出可能出现的故障做出预期维护指令。

5 结语

利用综合网络管理系统对OTN 网络及现有传输网络进行管理，OTN 网络采用统一的体系结构接口进行接入，实现对告警、配置、性能数据的采集与适配。通过综合管理系统对传输网络的实时监测，保障了传输网络缺陷的及时发现，有利于提高现代电力通信网络的故障处理效率，全面提升网络运行水平。

电力通信系统的发展带动了电力网络监控系统的发展，随着科学技术日新月异的进步，综合电力通信网管理系统的技术也会不断的更新。增加对于网络拓扑结构的分析，告警实时性和入库操作量矛盾的解决，相信不久的将来，电力通信系统将能以统一的网络架构，透明地支撑电力系统更加安全、稳定、经济地运行。

[1]William Stallings.SNMP网络管理.中国电力出版社，2001.

[2]张方发.OTN与SDH相结合的福建广电省干传输系统[J].现代传输，2010.

[3]李启林.基于IP网实现变电站监控系统的远程维护.电力系统通信，2005.