一、基于Internet的电力调度自动化系统
基于Internet/Intranet的电力调度自动化系统
 |
随着电力城网改造的逐步实施，如何有效、灵活利用电力现有通信资源，保障电力数据采集设备和控制设备（如RTU、电表）的数据传输，对电力调度自动化系统提出了新的要求，同时新投入到电力调度自动化系统的智能设备大部分已经能够支持TCP/IP数据传输功能，因此，基于TCP/IP技术面向Internet服务的电力调度自动化系统是未来的发展方向。基于Internet的电力调度自动化系统目前主要服务于电力生产调度部门，便于生产信息的共享与一致性。如图中具备Web查询界面的生产调度系统，完全基于IP网络系统采集变电站的电表、RTU数据，好处体现在以下几个方面。
第一，由于IP具有路由功能，网络的构成可以采用层次结构，便于网络的扩展。
第二，对物理信道的有效利用。电力通讯系统为保障可靠性，不论微波通讯还是光纤通讯都采用环网，信道划分采用时分复用方式；环网中所有变电站信道汇集到中心控制点，造成中心控制点信道资源极为紧张。采用图中的IP环网方式，提供了IP备份路由，从而可提高网络系统可靠性；同时，充分利用变电站之间信道资源，缓解了中心控制点的物理信道资源紧张状况。
第三，提高带宽有效利用率。传统网络结构下，即使某一变电站没有数据传输，在变电站到控制中心的点对点固定带宽连接方式下，带宽也不可以被其它信息利用，特别是带宽汇集的控制中心，物理端口和带宽极为紧缺，同时又有大量带宽得不到有效利用。基于IP技术的网络系统，由于采用包交换技术，彻底改变时分复用下带宽固定分配的方式，有效提高了带宽利用率。
第四，采用IP QoS技术建立基于IP的综合业务信息网。随着网络带宽的逐步提高，IP QoS服务质量技术的迅速发展，在IP网络下实现电话通讯、视频通信已经转变为现实。由于大理数据设备采用IP技术，使得IP多媒体技术被广泛的应用，图中IP电话、IP电视及监控应用是IP多媒体技术实现综合业务信息网的有利工具。
基于IP网络技术的EA/EMS/DMS系统体系结构图
 |
应用系统实现过程
应用系统的实现，对数据业务的传输较为简单，对于话音、图象信息的传输相对较为复杂，下面将以某个变电站的生产应用为例，分析网络系统对多业务综合应用的传输过程。
一个变电站通常拥有3类应用――数据、话音、图象（工业电视）。对于数据传输，网络管理人员为第一个具备IP通信能力的数字设备都分配有一个唯一的IP地址，通过IP地址分析解析和网络路由，全网中的任何一点都可以和网络中的其他点和多点完成数据；通信对于话音通讯，由具备多业务带有话音接口的路由器完成，首先电话拨号通过电话进入路由器中的话音接口，按照路由器中预先配置的目的地IP地址完成电话信令的转移，当对方电话摘机之后，话音经过数模转换，将模拟和话音信号转换为数字信号，按照目的地IP地址封装，同IP网络完成话音传送；对于图象输送，类似于话音传送，图象信号经过适配卡转换形成MPEG-1格式的标准数据信号，进入到具备IP电视功能的PC机中，由预先配置的节目单服务器向网络中的所有用户广播网络中的节目信息，收看者利用节目单服务器预先配置的IP电视服务器的IP地址，收看来自所需站点的图象信号。
所有多业务路由器中都为不同业务配置有相应的优先级，IP网络按照不同优先级类别在网络传输过程中进行排队，确保对时延敏感信号的有效传输。
IP EA/EMS/DMS具有以下优点：
1、采用Internet中广泛应用的IP标准，开放性好；
2、利用防火墙、IP地址过滤和路由器热备份等网络安全技术，确保调度安全；
3、IP QoS及优先级划分技术确保调度和远动等关键任务优先；
4、实现数据、话音和图象全网自动交换，信息共享，构成电力市场的基础设施；
5、采用IP这一面向未来技术，既可兼容现有设备，保护已有投资，又可保证当前及将来的技术先进性。
二、基于IP+ATM的城域网/广域网解决方案
如何将IP业务与ATM基础网络技术结合在一起？传统的做法是简单地采用租用专线将路由器连接在一起，这种做法费用昂贵，不利于中继带宽的有效利用，速率难以提高；还有最重要的一点就是随着网络规模的增加，路由器的不断增加，IP连接数目会呈N2（N为路由器的数目）增长，从而给网络的管理带来极大的困难，导致网络可扩展性的问题。采用不同IP与ATM结合技术会带来完全不同的结果。有很多技术都是针对解决IP+ATM而设计，如Classic IP Over ATM(RFC1577)、NHRP、MPOA、LANE、MARS等等。这些技术都试图在IP与电路之间建立一种映射关系。这些技术的实质是在IP与Q2931之间加入一个翻译层。
由于IP与ATM技术之间有许多不协调的方面，IP与ATM之间的翻译存在着很多的困难。主要的不同表现在：
・ IP技术是基于广播方式的，而ATM技术是基于点到点连接的；
例如为了协调它们之间在广播上存在的不同，我们必须在网络中建立一个大型的服务器。这不仅造成管理上的困难，也会增加成本。
・ IP为面向非连接的业务，路由是动态的，而ATM为面向连接业务，源端与终端之间的连接是固定的；
由于二层的ATM不认识三层的路由，在路由器之间需建立庞大数量的虚电路，当路由器数目增加时，虚电路连接数目趋于“N的平方”；同时，在IP环境下，信令的传送与返回可能是两条不同的路线，这就造成一个IP端对端的对话形成两条虚电路。虚电路数量的庞大无疑给管理带来了极大的困难，而且这些虚电路发送的路由表也给主干造成了不必要的压力。
ATM城域网解决新概念――IP + ATM
 |
・IP技术采用三层IP地址，而ATM采用NSAP或E164地址方式；
为了在ATM网络传递IP数据，必须将IP地址翻译成ATM地址。这会增加网络负担，影响网络的有效传输。
最好的办法就是将第三层与ATM直接连接起来。这就是IP最直接控制ATM交换――Tag Switching/MPLS。它是未来大型网络所采用的最广泛的方案。它的用户端是IP，用ATM机制进行传输。它去掉了两个不必要的中间层，实现了IP对硬件的直接操作。Tag Switching/MPLS将路由与交换合二为一。多协议标记交换将第三层（路由层）的智能、灵活性和可扩展性与第二层的交换机器（不包括它面向连接的服务）结合起来。ATM与路由器的结合必须依靠两个条件中的一个：
・带有Tag Switching/MPLS功能的路由器；
・带有Tag Switching/MPLS功能的ATM交换机。
Tag Switching/MPLS的主要特点有：
・结构的灵活性
它可以同时支持路由与ATM交换机。这就不会失去ATM的原有功能。因此，它可以随硬件技术共同发展。Tag Switching/MPLS与ATM使用同样的交换，它不受制于传输介质。网络层同时也不受制于链路层。
・增强的可扩展性
传统的IP与ATM的结合是依靠中间层的翻译。这种方式带来了一系列的后果，如虚电路“N的平方”的问题等等。而Tag Switching/MPLS有效地解决了这一系列的问题，使ATM的可扩展性得到了提高。
・直接在ATM交换上进行IP服务，这就允许提供RSVP、多点广播、以及未来IP服务。
・支持多种业务级别
Tag Switching/MPLS将IP的优先级别与ATM的不同服务等级相对应，充分利用ATM的单个VC排队和缓存功能，对于带宽，优先级与时延等多种不同的需求，相应地应用OptiClass的带宽预留，缓冲区分配与缓冲区分配标定等特性，以满足信息变换的需要或根据IP业务的情况定义转换为不同的ATM业务级别，实现真正端对端的QoS（服务质量）保证。这样，服务提供商可以提供不同QoS的服务给不同的用户，以满足他们的不同的要求。
・网络资源的有效利用率
Tag Switching/MPLS采用VC合并技术，更好的利用VC资源。Tag Switching/MPLS还具有有效利用网络资源的传输工程技术（Traffic Engineering）。Traffic Engineering可以允许业务提供商，根据业务流量调整网络链路的应用需要时，可以把过载链路上的流量调整到未饱和链路。
・可靠性
当网络发生故障时，Tag Switching/MPLS通过标准的IP路由协议，对故障路由进行平滑的迂回处理，而无需重新建立成百上千的SVC。
・安全性
Tag Switching/MPLS网络，除具有传统IP网络所具有的所有安全性设置功能外，还将面向用户越来越强烈的利用公用网络建立自己的安全保密专用网络的要求，提供虚拟专用网服务（IP VPN）。
业界认为在ATM网中支持IP的最佳途径是采用MPLS多协议标记交换技术。MPLS系列标准正由IETF组织MPLS工作小组标准化且很快将完成，其中RFC/MPLS/LABEL/ENCAP标准已经完成最后标准化工作。MPLS是以Cisco的Tag Switching为蓝本，Cisco是该标准的主要贡献者。MPLS工作小组由业务提供商和厂商300多个成员组成，由Cisco主持。Cisco已有MPLS的前身产品，一旦MPLS系列标准完成，这些产品通过软件升级将实现100％的完全标准化的MPLS。
MPLS――路由和交换的有机结合，网络发展的有力工具
基于MPLS的标记交换是被建立在简单而强大的概念之上的，即给经过一个ATM网络的IP包附加上标签（或标记）。每个标记代表着网络中的一个边缘端门，它们共同向ATM网络提供促进穿过交换所要求信息。标记交换的一个重大好处是它基于拓扑结构的，而不是基于流量的。由于建立标记是为了代表2个边缘路由器之间的一个连接，因此在那2个边缘路由器之间移动的所有IP通信信号可以使用相同的标记。
标记交换就像使用邮政编码寄信一样。在邮政编码出现以前，邮局的工作人员不得不阅读整个地址，然后决定哪个支局应收到信。借助邮政编码，邮局的工作人员立即知道向哪个地方送信。借助标记交换，ATM网络立即知道向哪传送任何特定的IP包。在其他方法，例如通过ATM（MPOA）的多协议交换，每个IP流要求一个被ATM交换的虚拟电路（SVC），以便经过网络。当网络只有几千个流时，使用SVC发送IP流的方法才管用。当网络中有数百万个IP流（在服务提供商网络中较为典型）时，每个流的交换成本就变得日益昂贵。
标记交换优于其它集成系统的另一个好处来源于它的在一个共享主干中端到端地实施多级IP服务质量能力。借助基于用户端口和应用标记，JP+ATM主干可以区别任务关键型SNA和IP通信上的语音等对延迟敏感和对丢弃敏感的通信与Web冲浪等不敏感的通信。区别通信的能力使服务提供商能够把IP通信分成特级、普通和折扣服务等级和相应地给他们定价，允许用户选择适合于他们的应用的服务等级。通过提供一个在ATM主干上传送IP流的一流方案，标记交换使服务提供商能够支持传统服务和提供将构成明天的服务组合基础的高增长的IP服务。
三、基于POS的城域网解决方案
Internet/Intranet通信流量的爆炸性增长对现有传输基础设施产生了深远影响，通信内容、方式和行为都发生了史无前例的变化。它改变了多服务网络的设计，产生了以每秒超过千兆比特的速度运行的IP网络的商业需求。
Cisco系统公司的Packet over SONET/SDH将IP层直接放在SONET层之上，并且在提供服务保证的同时避免了管理SONET之上及ATM之上的IP所需的间接费用（见下图）。
新一代城域网解决方案――POS
 |
Cisco系统公司的POS能够更好地适应迅速发展的Internet/Intranet通信流量、提供第一个创建基于IP的多服务网络的可靠方法，这已被GTE Internetworking、Qwest、Sprint和UUNET等领先的服务供应商所采用。它还希望取消居于中间的ADM。IP交换速度的提高、它的经济性以及基于语音和视频产品的发展使这种配置在1998就成为现实。转换到POS技术的原因是因为企业网络需求和应用的实际情况发生了变化。
Cisco系统公司的POS优点
为了真正掌握POS的优点，有必要比较一下传统ATM over SONET/SDH体系结构。
ATM拥有不俗的实力。它可以以OC-12(622MBPS)速率在SONET链路上运行。它还提供服务质量保证，使之适合于语音和视频服务。它还可以容纳多种服务和协议。对于传送无数次语音通话大电信网络来说，它仍旧是可行的方式。
对于现在基于ATM网络的IP通信来说，POS将效率提高了25％-30％，这是因为它避免了所要求的额外开销（在ATM信元标记中，IP over ATM封装和SAR功能）。
直接连接IP网络与SONET环的商端路由器，如Cisco12000和7500系列，不再需要昂贵的ADM。通过将SONET自动保护交换（APS）支持与长距离和中程光纤接口结合起来，APS可防止纤维电缆被切断或模块发生故障。最终的结果是通过使用和管理较少的平台为服务供应商节省巨额成本。
由于POS提供了高速IP骨干交换网，使得IP多媒体的应用不再受带宽和距离的限制，同时IP QoS服务质量也确保了基于IP技术综合业务服务。
 |
免责声明：
本站系本网编辑转载，会尽可能注明出处，但不排除无法注明来源的情况，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如涉及作品内容、版权和其它问题，请在30日内与本网联系， 来信: liujun@soft6.com 我们将在收到邮件后第一时间删除内容！
[声明]本站文章版权归原作者所有，内容为作者个人观点，不代表本网站的观点和对其真实性负责，本站拥有对此声明的最终解释权。
