基于IP over SDH河南电力调度数据网规划及互联

谢 波，王世文，刘永辉

（河南省电力通信自动化公司，河南 郑州 450052）

河南省电力调度通信中心（简称“省调”）基于IP over SDH的新一代智能调度技术支持系统（SG-OSS）正在建设中，新系统通过路由器绑定IP并基于SDH网络传输厂站调度数据信息，实现河南电网的实时监控功能。在河南省电力通信网全面建成基于ECI和华为（HUAWEI）的双平面通信网络基础上，使用把IP通过点对点协议（PPP）映射进SDH/SONET的组网技术（IP over SDH/SDNET），对调度数据专网进行完善和改造，增加河南电网调度信息传输可靠性[1]。

1 基于IP over SDH的河南省网调度数据网规划

1.1 IP over SDH原理

IP over SDH/SONET即Packet Over SDH/SONET，也叫PPP over SDH/SONET（POS），它保留了IP面向非连接的特性，具有线路利用率高、扩展性好、互通性好等优点。其分层模型和网络体系结构如图1所示[2]。

IP over SDH准确描述为IP/PPP/HDLC over SDH，根据IETF RFC1619，IP包映射到SDH帧的一般过程为：1）IP数据报被封装到PPP包中，PPP符合IETF RFC1661规范，提供多层封装、错误控制、链路初始化控制等。2）根据IETF RFC1662要求，封装IP数据报的PPP包组成HDLC（High-level Data Link Control）帧。3）将HDLC帧以字节同步方式映射如SDH的SPE（Synchronous Payload En⁃velope）中。

1.2 省网调度数据网总体构成

基于IP over SDH的河南电网调度数据网由骨干网和接入网两部分组成。骨干网用于数据的传输和交换，接入网用于各厂站接入[3]，如图2所示。

220 kV接入厂站分别通过省网传输网和地网传输网2M（本文中，2M代表2 Mbit/s，155M代表155 Mbit/s）接入到省调接入网和过渡期地市调度通信中心（简称“地调”）接入网。厂站接入地调接入网后经由骨干网双平面接入河南省调，厂站接入省调接入网经由省调接入网核心节点接入河南省调。500 kV厂站通过N×2M上联至汇接节点直接汇入省调接入网。

1.3 基于IP over SDH骨干网双平面规划结构

骨干网双平面河南子区由4个核心节点和15个汇聚节点组成，传输分别采用河南省电力通信主干网第一平面ECI设备和河南省电力通信主干网第二平面华为设备进行传输，构成SDH/SONET环[4]。

第一平面核心节点设置在河南省调、洛阳地调、平顶山地调和新乡地调，其他15个地调节点均为汇聚节点。第二平面核心节点设置在河南省调、洛阳地调、漯河地调和新乡地调。双平面核心节点与核心节点之间，采用155M/STM-1 POS两两互联，汇聚节点通过155M及POS上联至两个不同的核心节点，接口方式为155M/STM-1 POS。核心与核心、核心与汇聚节点之间网络传输带宽为155M/STM-1。网络构成如图3所示。

1.4 基于IP over SDH省网接入网规划结构

省调接入网由4个核心节点和15个汇聚节点组成。其中核心节点设置在省调、获嘉、嘉和及香山变电站。核心节点分别通过河南省电力通信网传输一网络（ECI）和传输二网络（华为）分别接入河南省调调度路由器节点R1和R2。R1和R2通过千兆网卡互联形成冗余备份[5]。

网络传输带宽为N×2M。接口方式为155M/STM-1 CPOS（Channelized Packet Over SDH/Sonet）。河南省 18个地区的220 kV以及500 kV厂站在各地区所在的汇接点接入，由汇接节点路由接入省调。每个接入厂站业务占用1个C类地址，地址中一半用作实时（RT）（包含8个地址用于RTU，8个地址用于功角测量），一半用作非实时（NRT）（其中8个地址用于电量计费，8个地址用于保护信息子站以及电力市场、保护信息）。河南省网调度接入网拓扑图及节点连接带宽如图4所示。

2 骨干网和接入网的通信侧保护规划

河南电网通信网各地调有省网ECI一平面和省网HUAWEI二平面两套独立通信设备。

骨干网接入时一平面和路由器EN1进行连接，二平面和路由器EN2进行连接，两个路由器EN1和EN2之间通过千兆网卡互联，形成1+1保护。汇接节点同时通过两条路径接入两个不同的核心节点接入河南省调。

省调接入网在进行SDH/SONET环规划时，核心节点新乡地区获嘉、洛阳地区嘉和、平顶山地区香山厂站拥有省网ECI和省网华为两套设备，且均为500 kV变电站。

图5为骨干网规划：郑州地调通过河南省网双平面ECI和华为直接接入省调和通过新乡地调核心节点汇接接入省调拓扑图。

基于IP over SDH的河南省调度数据网通信侧在构建SDH/SONET环时，在不同路由器光口和通信光设备对接时，接入不同光板的155M光口。图5中，郑州地调POS EN2的P4/2/0接入华为光板I5的第2个155M光口，P3/2/0接入华为光板I26的第1个155M光口，避免接在同一块光板上，防止当光板故障时该地区的所有直接路由和迂回路由至省调均受影响，由此加强调度数据网骨干网的安全性能，以此完成6重保护（1+1+1+1的4重保护和接入网1+1的2重保护）。

对省调接入网，图4中获嘉、嘉和及香山变电站也分别通过ECI第一平面和华为第二平面分别接入省中调CPOS路由器R1和R2，避免由于ECI或华为设备的损坏，而同时影响核心节点接入省中调CPOS的155M光路径。

3 基于IP over SDH的设备协议互联

3.1 STM-1骨干网互联

河南省网调度数据网骨干网各节点采用的路由器设备和节点互联设备如表1所示。

表1 骨干网设备列表

上述图3中，安阳局通过河南省通信主干网第一平面ECI 155M光路接入省调和新乡局核心节点。图6为新乡地调（新乡局）至安阳地调（安阳局）核心层第一平面核心层路由连接拓扑图。

新乡地调和安阳地调侧POS路由器P1/0/5和P8/2/0由S1.1光模块经尾纤接入河南省网主干网第一平面。S1.1光模块为短距，发光功率为-10 dBm。在路由器侧，以新乡地区第一平面R11/0/5端口至安阳地调方向说明端口的状态，显示如下（除IP需设置外，黑体部分需两端设置一致，部分参数省略）：

正常运行时，Physical即（Pos1/0/5 current state）和Protocol均为up，代表该端口对应的物理端口和协议均正常运行。

3.2 接入网CPOS与2M路由器互联

以图4中郑州地区接入汇聚节点博文变电站为例，该站汇聚节点包含两个155M CPOS口，其中1/0/0和8/2/0 SDH帧的前两个时隙（2M）分别与省调R1和R2对接。郑州地区的其他变电站分别以2M的方式交叉连接入CPOS的SDH时隙之中。图7中1/0/0的第15个2M接入徐庄变电站，8/2/0的第9个2M接入博文变电站。

以下对河南省网在对接过程中协议对接出现的问题以及解决说明进行处理。其中，博文变电站路由器CPOS具体端口显示如下（第15个2M和徐庄变电站对接）：

在E1条件下，需要帧格式两端一致，在PPP协议下，CRC两端一致时，物理端口和协议端口才能都为up状态。

4 小结

改造后的基于IP over SDH的河南省网调度数据网分别通过两个完全独立的路由以及完全独立的接入网路由接入河南省调，EMS、DTS、实时调度信息、变电站监控信息、电能量计量信息通过调度数据网络的多层覆盖，实现数据的安全、可靠、高效传输，为电网调度业务可靠的接入提供重要传输支撑。

[1]陈翔.三网融合时代广电光传输网络发展趋势分析[J].电视技术，2011，35（4）：49-51

[2]吴微，黄焱.IP over DVB中RTP视频的分析与提取[J].电视技术，2009，33（S1）：10-12.

[3]丁世勇，崔丽娟，刘继安.调度自动化及数据网络的系统设计[J].电力系统保护与控制，2008，36（4）:45-50.

[4]钱君霞，沈泓，霍雪松.江苏电网110、35KV变电站电力调度数据网络的建设与实施[J].中国电力，2008，41（10）：75-79.

[5]王益民.国家电力调度数据网的设备与实施.[J].电网技术，2005，29（22）：1-5.