基于MSTP技术的地调调度数据网第二张网规划设计分析研究

张学钦

摘 要：对电力调度数据网的发展和现状进行了分析，说明额电力调度数据网所需要克服的问题，电力调度数据网第二平面构建有助于解决单一路由平面网络的缺陷，能显著提高业务系统的可靠性和业务保障能力。还对MSTP技术进行了简要分析，其对SDH技术进行了充分的应用，经过一些列改造后，能够适应更多类型的业务应用，同时支持各种类型的数据传输，是业务提供的速度显著提，改善了网络的扩展性，也有效的降低了网絡的运营维护成本。基于MSTP技术，对调度数据网第二张网进行建立，二者优势结合，更够更大程度的提升调度数据网的可靠性、安全性以及高效性。

关键词：MSTP技术;SDH技术;调度数据网;第二平台;双平台网络

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）08-0178-05

Analysis and Research on the Planning and Design of the Second Network of the Ground Dispatching and Dispatching Data Network Based on MSTP Technology

Zhang Xueqin

（Bayannaoer Electric Power of Inner Mongolia Electric Power Group， Bayan Nur 015000， China）

Abstract：This paper analyzes the development and current situation of electric power dispatching data network， and points out the problems that electric power dispatching data network needs to overcome. The construction of the second plane of power dispatching data network helps to solve the defects of single routing plane network， and can significantly improve the reliability and service guarantee ability of business system. MSTP technology is also briefly analyzed， which makes full use of SDH technology. After some column transformation， it can adapt to more types of business applications and support various types of data transmission. This is a significant improvement in the speed of service provision， improving the scalability of the network， and effectively reducing the operation and maintenance costs of the network. Based on MSTP technology， the second network of dispatching data network is established. The combination of the two advantages can improve the reliability， security and efficiency of dispatching data network to a greater extent.

Key words：MSTP technology; SDH technology; dispatching data network; second platform; dual platform network

电力调度数据网主要是用来传输电网自动化信息、继电保护和安全自动装置控制信息、以及调度指挥指令等等，同时也是一种电力生产调度控制大区服务的专用的数据网络，调度数据网的存在实现了电力的实施控制和在线生产交易等多种电力业务，另外它也是智能化电站建设的技术支撑。因此，建立一个安全、可靠、高效、经济的调度数据网十分重要，它不仅能够起到保护系统安全的作用，还能确保不同业务系统之间能够有效隔离，进而有效提高业务保障能力，网络可靠性也得到大大提高，对加强智能电网调度系统建设有着十分重要的意义。目前的调度数据网大多都是单一路由平面的网络，这就导致它所支持的业务都是单机方式，尽管其网络的可靠性可以依靠设备的双重化来提升，但是也存在一些弊端，比较显著的就是其网络设备和系统的耦合度较高，如果调度数据网出现了故障，对网络的可用性会造成很大的影响。所以，有必要给调度数据网建设第二张网，实现调度数据网的双平面网络，二者平面间相对独立，都可以实现与业务层面的配合，业务也能够通过正常的网络平面进行转发，这样就很好的解决了单一路由平面网络工作时出现的问题。调度数据网络第二平面的建设，可以显著提高业务系统的可靠性，业务保障能力也大大提高，并且它保证了调度机构在正常状态和应急状态下信息传输的要求都能够得到满足。

安全、可靠、高效、经济的调度数据网的建设离不开先进的通信技术的支持，尤其是信息传输技术，而传输技术也经历了由SDH到ATM再到MSTP的发展，近些年来，应用层IP业务急剧增长，城域网主要是以千兆以太网技术，利用MPLS技术组网实现网络平台的建立。而随着电力技术的迅猛发展，业务的种类也变得更加多样化，出现许多新的业务，例如变电生产MIS联网、调度数据网以及营销系统等生产管理数据业务业务的接入要求，现在电力通信传输往需要解决的问题就是入耳提高数据业务的传输效率，客服新业务发展的瓶颈，而MSTP技术的出现则可以在一定程度上解决这些问题，这里详细介绍了MSTP技术，以及基于MSTP技术调度数据网第二平面的建设研究。

1 MSTP技术介绍

1.1 MSTP技术的发展历程

MSTP技术即多业务传输平台，它是基于SDH平台，与此同时进行ATM、TDM以及以太网等业务的传送、接入、处理，实现统一网管的多业务平台[1]。MSTP技术已经有了很长时间的发展，主要有4个技术发展阶段。

第1阶段，最开始的MSTP技术是将IP传送接口添加到原有额SDH设备上，通过一种简单的方式使IP都集成到SDH设备中，以此来给数据包提供点对点透明传输，但是这种数据传输方式无法实现数据宽带的共享，也不能支持以太网结构，所以对数据业务的市场要求无法达到，这也促进了MSTP技术的第二阶段发展。

第2阶段，第二代MSTP技术，在第一代的基础上对IP进行了优化处理，其中重点对分组数据传输的效率进行了提升，同时改善了对QoS的保证，使其能够支持以太网结构以及完整的二层数据功能，也能够支持更多的传送协议，此外还进一步增强了SDH的基础功能，重点提升网络的传输效率及管理效率，同时减少网络的运行成本和设备成本。第二代MSTP涉及的技术主要有链路容量调整机制（LCAS）、虚级联（VC）、弹性分组环（RPR）以及通用成帧规程（GFP），现在使用较多的就是第二代MSTP技术[2]。

第3阶段，这个阶段主要是RPR技术的应用，在MSTP中完全融入RPR处理功能，以此实现了公平的宽带分配、以太网宽带统计复用、更加安全的用户隔离以及更加严格的QoS和CoS。

第4阶段，在此阶段的重点就是智能化的实现，也就是将智能化的控制层面增加到SDH传送网的层面上，以此实现业务层宽带实时申请的快速响应，另外在建立SDH波长或电路通道时更多地利用交换式连接，也能够根据实际的运营需求，随时对电路或通道进行更新、拆除或者重建，为光虚拟专网宽带租用等运营场合提供了智能化的技术支撑。

1.2 MSTP技术的特点

MSTP技术的主要特点就是使用了LCAS、VC以及SFP等技术，与此同时它还增加了ATM交换能力和以太网二层交换能力[3]。其中GFP技术可以实现将各种数据信号透明地封装到现有的网络中，它是一种通用标准信号适配映射技术，其主要特点是效率高、灵活简单、对各种网络拓扑都支持、有利互联互通。而LCAS则提供了一种改变虚级联信号宽带的动态无损、灵活地方法，能够实现自动地与业务相适应。在提高了宽带指配速度的同时还不会对业务造成任何损伤，此外在系统发生故障的时候，LCAS可以对系统宽带进行动态地调整， 不需要人工干预，拥有软保护模式，这样就既保证了服务的质量，还显著提高了网络的利用率。

MSTP設备能够支持多种业务接口。对数据、语音等多种业务都能提供支持，业务类型丰富，还能够通过灵活的更换接口模块适应业务的发展变化。

MSTP设备的宽带利用率高。MSTP具有ATM和以太网业务的二层传输能力，传输链路的宽带能够进行配置，同时支持统计复用[4]，所以宽带的利用率高。

MSTP设备的组网能力较强。能够支持多种形式的组网，如环和链，因此其组网能力较强。

另外MSTP技术在网管方面，能够实现智能、统一的网络管理，其互操作性和兼容性都十分优良。MSTP还能够和SDH网络进行统一管理，这样就可以和原有的网络实现兼容和互通。图1是MSTP智能网管模型示意图。

2 电力调度数据网第二张网的建设

2.1 调度数据网的现状

国家调度数据一级网、区域二级网，以及省级三级网加上地级四级网、县级五级网共同构成了电力调度数据网，它们的覆盖范围极广，包括了发电厂、直调变电站自己各级调度中心。目前我国的电力调度数据网基本都是由单一的路由平面网络构成的，因此它所支持的业务绝大部分都是单机方式的，并且单一网络平面中系统和设备的耦合度较高[5]，会对网络的可用性产生较大的影响，进而导致业务系统的可靠性降低。

接入层、骨干层和核心层三者共同构成了调度数据网的网络结构，3个层级是通过国网调与省调度数据网实现互联的。省调度数据网的接入层是由省调的若干个地调点构成的，核心层和骨干层则是由路由器双节点实现互备的，省调和相关的地调来负责省调度数据网的管理和运行，其覆盖了省调、地调、统调，备调以及水电站等等。

电力调度数据网目前采用的是单网双机模式，接入层的网络带宽为2M，骨干层的为10M。整个网络采用的是网状拓扑结构。省调度数据网是基于IP over SDH的技术体制，以电力通信传输网络为基础的，而其AS内部IGP所使用的是OSPF路由协议[6]。

2.2 调度数据网双平面的建立

调度数据网第二平面的建设方案在很早之前就已经被提出来了，电力调度数据网是调度核心业务数据通信平台，因此需要进行双平面建设，这样各种调度业务的实时性、可靠性自以及安全性都能够通过统一规划的网络得到很好的保障，另外适当调整网络结构，还能够实现可持续发展。在建设调度数据网的双平面时，需要对现有的调度数据网的实际情况进行充分了解，这样可以有效节约建设成本，也是对现有的设备的一种充分利用，建设双平面时还要使第一平面和第二平面之间存在互备关系，加强调度数据的可靠性，以此满足更加复杂的调度业务。

（1）网络的技术点。接入网。所有国调直调厂站节点构成国调接入网。网调直调厂站和国调直调厂站所在网调区域的节点构成网调接入网。省调直调厂站和网调直调厂站躲在省调区域节点构成省调接入网。地县调直调厂站和省调直调厂站所在的地调区域节点构成地调接入网。如图2所示。

网络的技术体制。IP over SDH技术体制是调度数据网络所使用的技术体制，主要是由于调度数据网是一种专用网络，因此需要在整个网络部署MPLS/VPN，将各相关业务根据安全分区选择接入相应的VPN，进而使调度数据网的技术体制实现统一。使用电力专用通信网来实现网络宽带和业务链路的设计，优先使用光通信链路，与此同时使用SDH进行专线组建，与其他网络实现物理隔离。其中骨干网个几点之间互联，同时主要选用155链路，在设计冗余链路时要确保物理路由不重合。

（2）设计路由协议策略。MP-IBGP协议是调度数据网第二张网所使用的主要协议，通过此协议可以实现信息和内部VPN路由的传递，其跨域互联是通过使用MP-EBGP协议实现的，域内IBGP互联则是通过路由反射技术实现的， 因为网络使用的是OSPF路由协议，可以很容易达到路由冗余配置的目的，其主要是通过冗余物理链来实现的，网络节点使用的是支持QOS的具有CQS体系结构的路由器设备。同时其接入网所使用的是双路由设计，通过骨干网可以实现各调度机构之间的信息互换，并且双平面网络是互为备份的。

（3）网络设计原则。骨干网按照双平面建立。根据国家电网的相关要求，骨干网的双平面必须与省、地调的主站应用业务系统相连接。并且需要使用双机配置，连接不同的接入网，所连接的接入网可以不需要按照双平面建设，这些接入网通过对调度厂站的双覆盖，再加上接入网之间存在互备关系，网络的可靠性大大提高。

承载的业务。安全Ⅰ区业务、安全Ⅱ区业务和应急指挥系统业务共同构成了省调所需要承载的业务。与此同时，不同种类业务信息的传输可靠性、传输优先级、传输频率以及传输时延等都有一定的差别[7]。业务主要有：电力市场技术支持系统、能量管理系统、水调自动化系统、广域向量测量系统。保护故障信息系统、点能量采集系统以及保护行波测距系统等等。地调承载的业务则包括“五防”系统、调度自动化系统、能量计量采集系统、安控装置、保护管理系统以及故障录波系统等等。厂站端承载的业务有变电站监控系统、升压站NCS系统、综合自动化系统、电量计量采集装置、远动终端装置、保护信息管理机、故障录波器等。

（4）不同种类业务系统的接入方案。省地调业务系统接入方案。调度端的业务应用系统与骨干网必须要相互连接，并且要使用域内MPLS-VPN来达到业务应用系统间的互联的目的。使用双机双卡使调度端分别接入双网，使用跨域MP-EBGP方式实现调度端到厂站的通信互联，同时确保只跨一个域，而厂站端的业务应用系统则要求接入对应的接入网。此外以改造后的网调和省调为基础，完善扩充地调的接入网，使其可以将所有的本地域、县调统调的电厂、220kV变电站、110kV变电站和拥有通信条件的35kV变电站都覆盖到。将地调接入网与国网调度数据网的骨干网的省子区所设立的地调机房骨干节点相连接。下面是省、地调业务应用系统的接入图。

厂站端业务应用系统接入方案。采用双卡双机与不同的两个接入网相连接，下图是厂站端为应用系统接入方案示意图。

（5）網络安全二次防护。根据国家的相关规定，要求在厂站端和调度端的广域边界，需要设置硬件防火墙以及IP纵向加密认证网关，以此保护广域网的边界。此外，广域路由器和实时业务VPN之间需要设置纵向加密认证网关，而广域路由器和电网应急业务VPN、非实时业务VPN之间需要设置硬件防火墙[8]。通过加密和防火墙的设置来达到网络专用、安全分区、纵向认证、横向隔离的目的。

（6）网络管理。在调度数据网中，各级接入网及骨干网的核心节点都可以部署一套网络管理系统，这样就能很好的进行区域内各个站点的运行维护和日常管理。调度数据网的第二张网的网络管理利用的是分布式管理结构，第二平面骨干域的网管中心则是网调和国调。利用带内管理的方式对网络进行管理，也就是不用额外的端口和链路，利用数据传输的宽带即可。另外王阔管理系统需要一些必备的功能，包括故障管理、网络拓扑管理、安全管理、配置管理、定制报表、流量分析等等功能。

3 结语

单一路由平面的调度数据网，其大部分业务为单机方式支持，尽管其可靠性通过设备双重化得以提高，但是其系统和设备的耦合度较高，网络出现故障时，就会对网络的可用性造成较大影响。为了解决这个问题，需要建立调度数据网第二张网，使双平面网络得以实现，同时确保两平面间具有相对独立性，并且二者同业务层面的配合，以此来达到业务在正常网络平面的转发的目的。第二张网的建立能够显著提高业务系统的可靠性，也使得业务保障能力大大提高。而对着应用层IP业务的急剧增长，传统的SDH技术已经无法满足大量数据的传输，而MSTP技术应运而生，MSTP对SDH技术进行了充分的利用，尤其是它的确保演示性能及保护恢复性能，通过一系列的技术改造后，能够适应对中业务应用系统，同时支持数据的传输，对电路的配置也进行了一定的简化，业务提供速度得以提升，网络的扩展性得以完善，大大降低了运营维护成本。以MSTP技术为支撑，进行调度数据网的第二张网的建立，能够更好地建立起一个安全、可靠、高效、经济的调度数据网。

参考文献

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[2]崔晓莉，王岚，张成良.基于MSTP组网的新型网络管理思路[J].通信世界，2003，10：32-36.

[3]黄杨洁，多业务传输平台MSTP的发展现状和趋势[J].电力系统通信，2004（8）：23-29.

[4]郑建国.IP over SDH技术在店里系统数据网中的应用[J].计算机与发展，2006，16（7）：192-196.

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[7]方继宇，宋奕.调度数据网应用业务接入安全研究[J].贵州电力技术，2009，12（11）：65-68.

[8]牟善科，秦莹.网省级电力调度数据网第二平面建设方案探讨[J].华东电力，2011，39（2）：320-325.