电力通信网传输网络优化的问题和方式

电力通信网络是电网调度自动化、电网运营市场化和电网管理信息化的基础，是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段。目前电力传输网络日渐庞大复杂，网络管理日益重要。利用网络优化手段实现实现高效可靠地管理网络具有极其重要的意义。
　　一、梅州地区电力通信网NEC设备网管系统介绍
　　梅州地区电力通信网NEC SDH系统共设备123套，包括11套U-NODE、110套V-NODE、1套C-NODE和1套600V。覆盖了梅州地区所有局调度中心、220kV变电站、110kV变电站和部分35kV变电站。优化前NEC SDH网管系统示意图如图1所示。
　　NEC SDH系统内部网络中，网元与网元之间的带内网管通道（Dcc通道）采用TCP/IP协议进行通讯。网元通过动态路由信息协议版本1（Routing Information Protocol versinon1，RIPV1）来完成网管通道的建立和连接。NEC SDH网元和Dcc通道的IP地址使用151.151.0.0/16的网段地址；网管服务器使用134.102.16.0/24网段，用于网管服务器与网管工作站之间的通信。即NEC SDH上所有网元与网管服务器之间通过RIPv1协议实现互联互通，网管服务器与每个网元都可以获取全网所有IP地址段的路由（包括网元IP地址段以及网元之间DCC互联的IP地址段）。
　　图1 梅州地区电力通信网NEC SDH网管系统示意图
　　二、目前传输网络存在的问题和原因分析
　　2.1存在问题
　　随着梅州地区电力通信网络的发展，网络规模越来越大，网元设备数量剧增。维护人员在日常维护和故障处理中发现因网络引起的问题逐渐增多，主要由以下几个问题：
　　1）网络广播风暴容易导致部分网元脱管，特别对于路由表承载信息量较小的600V设备，经常性的发生脱管的现象；2）远程软件加载效率低，网管系统读取网元配置信息、告警信息时耗时比较长；3）主机频繁复位，严重时会影响保护倒换；4）通道堵塞，指示告警丢失或延迟上报，严重时影响业务配置和下载；5）网络管理层次不清晰，导致安全隐患。
　　2.2原因分析
　　在网络建成后，每个网元将学习到所有存在在的IP地址，并保存到路由表中，每个IP地址对应一条路由。随着网络的扩容，这个路由表中的路由数量也越来越多，当路由表变得庞大后，一旦网络发生变动（如断缆、割接、扩容等），设备重新寻找路由的过程中会有大量的广播包在整个网络中传播，甚至造成短暂地网管通道路由信息交换堵塞。
　　1）告警、性能等信息的传递，会造成管理信息数据流量增大，从而造成管理网络中的关键链路出现拥塞。
　　2）路由广播信息不断在整个网络中广播，可能造成路由不断重算，每个网元的路由表收敛时间不同，有的收敛时间较长，导致管理网络的拓扑长时间不稳定。
　　3）当网元不可达时，路由信息会广播到整个网络，让所有网元都知道该网元已经不可达。这一路由信息的扩散是需要一定的时间的，有可能在此期间，该网元又变为可达，或者有其它网元又脱网了，这样就会导致整个网络不停的震荡，产生网络风暴。
　　4）传输网络路由表刷新、接收到的数据包流量过大导致内存不够，产生的中断过于频繁，可能导致主机产生异常复位，影响复用段保护倒换、影响SNCP（子网连接保护）保护倒换、影响TPS（支路保护倒换）倒换、影响配置下发或网元数据下载。
　　三、优化思路
　　针对目前的网络拓扑情况，要解决上述所存在的问题，需要重新规划网管通道路由和IP地址分配策略，通过更改网元现有IP地址的方式，将整个网络较平均的分割为两个广播域，每个域内的IP地址同样设计成可以用一个大的IP网段进行汇聚的方式。
　　两个广播域在对方看来，都汇聚为一条路由，大大地减小了路由表并隔离了广播包。在每个区域内，由于网络本身已经是网格型结构，每个网元都存在两条或多条物理路径将网管信息送回到服务器，就天然地形成了网管通道的迂回路由。同时梅州局U1和梅州局U2分别作为两个区域的汇聚节点，分担了全网的路由负荷并且互为保护，从而极大的增强了网络的安全性，示意图见下图2。
　　四、网络分割规划
　　根据网络拓扑的特点，并结合分割后要保证每个网元都具备带内网管通道迂回保护的综合考虑。
　　以地区归属原则将原传输网网络拓扑平均划分为两个广播域，以梅州局U1和梅州局U2作为两个域的网管通道接入点。连接兴宁片-梅州局U1和梅州局2-梅县片 这两端的网管通道，使两个广播域均形成骨干环+支路的拓扑结构。  
　　五、对现网的影响
　　网元的控制层面与承载用户业务的数据层面是完全分离的，前者对后者没有任何影响，控制层面占用的是SDH系统中开销通道的一部分。网管优化主要涉及的工作即是修改网元控制层面上的IP地址，在修改网元IP地址的过程中不会对现有业务照成任何影响。
　　六、结语
　　优化改造结束后历经将近一年的，到目前为止，NEC网管系统未出现因网络阻塞和广播风暴引起的网元脱管现象，未发生通道阻塞，指示告警丢失或延迟上报，影响业务配置和下载的情况。
　　且经定期应急演练测试，作为广播域1和广播域2汇聚点的梅州局U1和梅州局U2互为网管通道迂回保护的效果良好，验证了优化方案的有效性。随着网络结构的不断增大，对网管系统的优化工作还要持续开展。
　　参 考 文 献
　　[1]郭庆.基于SDH传输网ECC局网分割的研究[J].科技导报，2008（36）：14-15.
　　[2]韦乐平.SDH 原理[M].人民邮电出版社.2006 年第二版.