国产芯片数据网络设备在电力系统中的混合组网试运行研究

国产芯片数据网络设备在电力系统中的混合组网试运行研究

郑晓俊

广东电网有限责任公司汕头供电局   广东 汕头   515000

摘要：随着中国的发展，现阶段国产芯片和数据网络设备等高新技术已逐渐步入成熟阶段，并以优良的性能和便宜的价格，逐步取代进口产品，成为电力系统建设中的主流设备。本文对国产芯片数据网络设备在电力系统中的混合组网试运行进行探究，根据电力系统的实际生产需求对设备进行分类，将国产芯片数据网络设备分为四大类，并分析国产芯片数据网络设备在电力系统中的混合组网运用方式，包括专用网与公用网组合以及宽带网与窄带网的组合。最后结合汕头供电局承接的国产芯片数据网络设备在电力系统中的应用实例进行分析。

关键词：国产芯片数据网络设备；电力系统；混合组网

前言

传统的电力系统中，几乎所有的电力设施和相关设备都是依赖进口产品，特别是工业强国的技术为基础生产的高新设备。但随着中国自身的不断发展，现阶段国产芯片和数据网络设备等高新技术已逐渐步入成熟阶段，未来，国产芯片数据网络设备将以更优良的性能和更便宜的价格，逐步取代进口产品，成为电力系统建设中的主流设备。本文在此探究国产芯片数据网络设备在电力系统中的混合组网试运行的发展历程。

1  国产芯片数据网络设备在电力系统中的应用分类

1.1  管理信息类设备

电力系统中的管理信息类设备的应用主要可分为两个方面，一个方面是与信息资源相关的应用，另一方面是与公文的流通转变相关的应用。信息资源相关的应用采用的是Web技术，而公文的流通转变相关的应用一般采用的是流控技术。这两者在网络层面上的共通点是他们都是在TCP/IP的基础上进行运行。而管理信息类设备相关的多媒体服务也是在TCP/IP的基础上进行。可见，所有与管理信息类相关的设备应用均是在TCP/IP的基础上运行，这一类设备的处理突发事件的频率相对于其他类设备较高，因此其具有突发性，对网络速率的要求较高[1]。

1.2  生产控制类设备

电力系统中生产控制类设备是最为核心的设备，目前的主要核心设备已逐渐被国产芯片数据网络设备所替代。国产芯片数据网络设备中的生产控制类设备也是基本依赖于TCP/IP数据网络。但其中的继电保护一次侧和二次侧相关装置以及安全保护装置的使用是在SDH/PDH专线上运行[2]。这种数据网络属于一种较为特殊的窄带网络，其网络速率要求较低，数据以一个恒定状态在流动，具有较强的时效性，因此对数据的保密性和安全性有重大作用。生产控制类设备集中应用于发电站或者变电站等重要电力生产供应场所，以及输配电线路中的关键节点[3]。除此之外，为保护电力系统生产数据的安全性，需要设置必要的宏观意义上的物理隔离，将内网和外网完全隔离开，从而保障生产控制类设备的安全运用。

1.3  信息交流类设备

信息交流类设备主要用于电力系统中日常工作中的信息交流和信息传递。在供电企业中，除了企业微信，内邮等信息交流类设备外，最常见的设备类型为语音类和视频类设备。语音类主要包括行政电话、调度电话以及会议电话三大类。信息交流类设备主要建立在SDH/PDH专线上，以保证一定的通话安全性，也可将其运行在ATM体制上，能够保证设备正常运行，但不能运行在IP体制上，否则会影响实际使用效果。

1.4  对外经营类设备

电力系统对电能的传输，最终是用于电力用户的生产生活上，因此，开发针对供电企业来说的对外经营设备至关重要。对于供电企业而言，最直接的对外经营设备便是电费收费软件的开发，用于回收电费，使供电企业的资金得以更便捷的回笼。除此之外，还需根据相应的市场调研和评估，确定其他对外经营类设备的开发条件。

2  国产芯片数据网络设备在电力系统中的混合组网

2.1  专用网与公用网组合

国产芯片数据网络设备应用于电力系统中，依旧面临着网络规划的问题，这其中最为突出的便是专用网与公用网的使用。专用网与公用网在一定程度上具有相同功能，但由于服务的群体差异，因此需要根据具体设备进行搭建网络系统。这其中，公用网服务的群体是广大人民群众，其网络容量巨大，使用公用网最大的意义在于追求流量，以获得超额收益，但由于公用网的开放性，其网络安全性较差，不利于保护数据安全。而专用网则是服务于特定群体，用于满足特定群体的特殊需求，网络容量较公用网有一定差距，但其保密性较强，网络安全性高，还具备相应的监控手段。综上所述，对于管理信息类设备和生产控制类设备等对网络安全要求高的设备应该采用专用网，而对于对外经营类设备应当采用公用网，至于信息交流类设备则可根据实际需求使用公用网或者专用网。

2.2  宽带网与窄带网的组合

宽带网与窄带网的划分主要是通过干线带宽进行区别，带宽大小在155Mbit/s以上的称为宽带网，以下的称为窄带网。宽带网的一个显著优势是其网络质量的大幅度增高，而这一优势主要是传输技术的发展。而在国产芯片数据网络设备应用于电力系统中，并非一味采用宽带网进行传输数据，而是根据实际情况和经济性等原则对宽带网与窄带网进行选择。

3  国产芯片数据网络设备在电力系统中的应用实例

我局本次承接混合组网挂网试运行工作，针对多厂商混合组网网络采用BGP MPLS VPN和SRv6等技术进行业务隧道建立并开展相关功能性验证测试，同时接入现有综合数据网，验证自主可控设备与现网设备的兼容性，及不同厂商设备之间的兼容性，并检验业务承载及业务转化的可行性，测试设备在实际承载业务状况下长期运行的可靠性和稳定性。

测试网络按照核心层、汇聚层、接入层三层结构组网。核心层由4台高端路由器组成，汇聚层由4台中端路由器组成，接入层由4台低端路由器组成。核心层、汇聚层设备原则上部署在220kV或以上电压等级变电站、地调及备调等重要通信站点，接入层设备原则上可部署在110kV变电站、供电所、营业厅、办公大楼等。核心层、汇聚层设备组成典型网络骨干，接入层设备就近接入骨干网络。核心层、汇聚层设备互联链路带宽原则上应不小于155M。为达到测试要求并尽最大程度保护现网业务，测试网络与现网区分不同AS域，通过OptionA方式实现跨域，两张网络通过防火墙互联，防火墙按业务需求最小化原则进行访问控制和安全隔离。

本次测试所有设备组网涉及的远程管理地址、Router-ID、LSR-ID等按照测试需求采用IPv4或者IPv6的Loopback地址。各厂商设备统一使用ISIS路由协议构建基础路由，所有设备同属于一个区域。在IGP基础上启用MP-BGP，所有设备同属一个AS域。每台核心层设备与所有核心层、汇聚层设备建立BGP邻居并作为一级RR；汇聚层设备与其直连的接入层设备建立BGP邻居并作为二级RR。

设备功能验证通过后进行模拟业务测试，测试成功后对挂网站点进行业务地址优化以减小影响面，后方可开展现网业务挂网试运行，接入方式以业务为单位割接至测试网络的业务接口，接入业务选择变电站办公业务和语音视频两大类，业务地址保持不变，在防火墙以最小方式允许业务通过。

4总结

本文分析了国产芯片数据网络设备在电力系统中的混合组网试运行的发展历程，根据电力系统的实际生产需求对设备进行分类，将国产芯片数据网络设备分为四大类，分别是管理信息类设备、生产控制类设备、信息交流类设备和对外经营类设备。并且分析了国产芯片数据网络设备在电力系统中的混合组网运用方式，包括专用网与公用网组合以及宽带网与窄带网的组合。最后结合我局承接的国产芯片数据网络设备在电力系统中的应用实例进行分析。

参考文献：

[1]邹谊,汤汉伊,李锐,etal.基于IMS行政交换网的国家电网财务数据集中管理系统的设计与实现[J].新型工业化,2017,7(4):49-54.

[2]颜江腾.关于电力SDH光纤通信网络组网优化探讨[J].中国新通信2018，20（18）：1-2.

[3]朱瑞杰，于昉，夏增极.EPON技术在配电网自动化中的应用[J].电力建设，2011（32）：49-53.