电力SDH/MSTP传输网主站侧设备以太网资源优化

张亚洲，陈小龙，吴朝文，王 勇，刘单华

（1.国网安徽合肥供电公司，安徽 合肥 230000；2.国网安徽省电力科学研究院，安徽 合肥 230000）

0 引 言

SDH技术是各级电力传输网的主要技术方式之一[1-2]。随着电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的迅速发展，以太网业务已成为电力通信网传输的主要对象，其传输方式向多业务和高带宽方向发展。基于此类需求，基于SDH平台的MSTP（Multi-Service Transfer Platform，多业务传送平台）技术得到了广泛应用。MSTP技术是在SDH技术的基础上，采用GFP（通用帧映射规程）、虚级联和LCAS（动态链路调整）等技术，直接向用户提供具有高安全性、高可靠性和Qos保证的以太网专线通道[3]。在MSTP技术框架内，根据ITU-TG.etnsrv规定，以太业务类型共有4种[4]：EPL（以太网专线业务）、EVPL（以太网虚拟专线业务）、EPLAN（以太网专用局域网业务）和EVPLAN（以太网虚拟专用局域网业务）。其中，使用最多的是EPLAN，能够将业务终端与主站之间形成虚拟局域网（VPN），在SDH网络中共享带宽、端口专用，能同时兼顾电力业务对带宽和网络安全需求，在SDH传输网中得到了广泛应用。

但是，随着以太网业务终端种类和数量的快速增长，特别是国网公司泛在电力物联网建设的大力推进，众多以太网业务接入SDH传输网中，然后统一汇聚到主站侧落地，占用大量SDH主站侧网元设备的以太网资源，亟需开展优化工作。本文讨论如何对电力通信网以太网业务进行优化配置，以解决SDH/MSTP传输网主站侧以太网业务VCTRUNK（虚拟接口）资源占用过多的问题。

1 SDH/MSTP传输网中EPLAN配置方式特点和不足

EPLAN是MSTP技术以太网业务配置方法的一种，能够在主站侧设备网元以太网板内部将指定的外部物理端口和多个VCTRUNK端口在虚拟交换机中挂接起来，建立起数据转发的固定关系，实现点到多点的业务连接，且具有接入带宽可调、用户独占带宽以及安全性好等特点[5]，能够完全满足核心站点汇聚不同业务时的数据安全性和带宽可靠性要求。

EPLAN配置方式存在不足，此种方式需要在主站侧设备网元设备内为不同业务和不同站点分别分配相应的VCTRUNK。主站侧设备占用VCTRUNK数量与业务终端站点的数量一一对应，占用大量的以太网资源。在传输设备槽位资源和板卡资源有限的前提下，随着业务种类和终端站点数量的不断增加，主站侧设备将无法提供所需的VCTRUNK资源。需要采取措施，在保证业务安全性和可靠性的基础上，对主站侧网元以太网资源分配方式开展优化配置，如图1所示。

图1 SDH/MSTP传输网EPLAN以太网业务通道示意图

2 主站侧设备以太网资源优化方案

当前，电力SDH/MSTP传输网在承载继电保护、调度数据网以及远动等传统业务的基础上，随着IP网络业务需求的推进，承载的以太网业务呈现爆发式增长。同时，各供电公司建设了由路由器、三层交换机等设备组网的综合数据网，但尚且缺乏SDH/MSTP传输网和综合数据网之间承载业务的整体优化配置方案。此外，综合数据网也有自己的局限性：一方面网络覆盖范围未能达到SDH传输网的深度；另一方面出于安全性考虑，尚有部分业务只能由SDH/MSTP网络承载。因此，SDH主站侧网元以太网资源优化需要结合SDH传输网和综合数据网统筹考虑。

国网公司基于业务在安全性和可靠性要求的不同，将数据划分为生产控制大区和管理信息大区数据[6]。虽然以太网业务由综合数据网承载在技术上能够完全实现，但是生产控制大区业务之间的隔离要求较高，在综合数据网中承载需满足MPLS VPN级别隔离，而管理信息大区业务承载在综合数据网中一般能够满足要求。因此，综合以太网业务类型和终端规模的不同，可以采用以下方式减轻主站侧SDH/MSTP传输设备的以太网业务需求压力：对处于管理信息大区的业务数据，优先转移至综合数据网承载；处于生产控制大区的业务数据，仍优先由SDH网络承载，但可以在网络内部优化调整，具体方案如下。

（1）业务承载网转移。生产控制大区原则上仍然选择SDH承载，具备条件的管理信息业务可以选择在综合数据网中承载。对于末端综合数据网尚未覆盖的站点，可以在SDH/MSTP传输网开通以太网业务，至就近变电站SDH设备落地，然后接入综合数据网。

（2）SDH二次汇聚方式。将全网划分几个区域，每个区域选取一个站点作为二次汇聚点，将该区域业务分别用EPLAN方式汇聚到二次汇聚站点，然后在汇聚站点内部经VCTRUNK转接再统一汇聚到主站侧。此种方法适合站点数量多、分布分散和数据量小的业务，即可保证数据有足够的带宽交互，又能将主站以太网资源需求压力下移，充分利用汇聚层设备的以太网资源实现优化配置。

（3）修改以太网业务配置方式。采用EVPL或EVPLAN方式配置，让几种业务共享VCTRUNK和带宽，以节约中心站以太网资源。但是，不同业务之间用VLAN、QINQ或MPLS等技术实现通道共享，不能独享带宽，业务无法保障，且业务之间隔离为逻辑隔离，无法保障安全性，适用于管理信息大区业务之间共享汇聚，局限性较大。

3 案例分析

合肥电力SDH传输网组建于2009年，目前网元数量已经达到160多个，承载多种以太网业务，其中以太网业务（EPLAN）占用很大比例。这些业务具有共同特点，即数据配置以中心机房主站侧网元为核心，呈放射状分布；主站侧以太网板需要为每个终端侧网元提供一个虚拟接口（VCTRUNK），统一汇聚到外部端口（PORT）接入业务主站。采用EPLAN方式配置的汇聚业务主要包括配电自动化、无线专网、供电所内网、调度IP电话以及SCADA网络等，具体占用的VCTRUNK资源如表1所示。

表1 合肥公司SDH承载的EPLAN以太网业务类型和资源占用情况表

从表1可以看出，SDH/MSTP传输网主站侧EPLAN业务分为两大类，其中生产控制大区占用资源116个，管理信息大区占用98个，共计需要214个VCTRUNK资源。此外，随着以太网业务种类和数量的增长，资源需求压力不断增加。

针对具体业务类型，采用下列方案开展优化工作，如图2所示。

（1）配电自动化业务作为生产控制类业务，出于网络安全和保障带宽的需要，可以在SDH/MSTP网络中通过二次汇聚方式汇聚到中心站点。

（2）无线专网生产控制大区业务因信息安全的需要，必须由SDH/MSTP承载。此类业务具有点多面广的特点，可以通过以太网二次汇聚技术，在区域汇聚点接入后统一由汇聚点接入主站侧网元。无线专网管理信息大区业务可在SDH/MSTP和综合数据网承载。考虑到传输网IP化进程的趋势，采用综合数据网承载。

（3）SCADSA-A/B网、SCADA-前置机A/B和变电运维远程工作站全部属于调度SCADA系统，接入站点主要为县公司中心站和变电集控站，站点较少，且需要保证通道安全性和可靠性，花费主站侧资源不多，可保持原传输方式不变。

（4）新能源电站只配备1套SDH设备，站点调度IP电话只能靠SDH传输网承载，可以通过方案二将IP电话业务在就近变电站落地，然后直接接入综合数据网中承载，而无需通过SDH传输网汇聚到主站侧。

（5）供电所内网业务可通过光纤直连方式转移至就近变电站接入信息内网，无需SDH网络承载。

（6）县域变电站通信传输设备只配备1套SDH设备，综合数据网尚未覆盖到县域变电站，视频监控只能靠SDH传输网承载，可通过方案二将县域视频监控汇聚到县公司调度中心站点，落地后直接接入综合数据网传输。

图2 合肥公司SDH/MSTP传输网以太网EPLAN业务优化方案

综合以上方法，对SDH主站侧以太网业务资源统筹规划，优化前后以太网占用情况如图3所示。可以看出，经资源优化后，SDH主站侧传输设备VCTRUNK资源由原来的214个减小到44个，减小了79.4%。此外，优化后业务资源中管理信息类业务转移至综合数据网承载，或在终端侧就近变电站SDH网元中途落地后接入综合数据网承载，剩余生产控制类业务继续由SDH/MSTP承载，符合前期方案优化思想，达到了预期效果。且采用二次汇聚方式优化后，由汇聚点至中心站的业务数据流由原来分散接入变为汇聚接入，业务流量整合后的颗粒度变大，可以利用大颗粒度VC资源汇聚到中心站，方便管理和运维，特别是对ASON智能传输网而言，提高了带宽利用率。

图3 优化前后SDH/MSTP主站侧设备VCTRUNK数量比较

4 结 论

本文简要介绍SDH/MSTP电力传输网承载以太网汇聚业务的现状，对当前以太网业务统一汇聚到主站侧传输设备占用VCTRUNK资源过多的问题进行分析，根据业务数据处于生产控制大区和管理信息大区的不同，在满足安全性和可靠性的前提下，提出采用业务资源在SDH/MSTP网络中途落地、业务二次汇聚和转移到综合数据网3种解决方案，并将方案应用于合肥电网中。网络资源优化后，电力SDH/MSTP传输网主站侧核心网元以太网业务资源压力明显减轻，证明了方案的可行性。