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电力数据网设计条例探讨 |
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| 电力数据网设计条例探讨 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2009-3-5 9:14:59  |
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0 引言
电力部门围绕电力综合网和调度专网的争论随着国家经贸委关于网络安全文件的下发而暂时告终。各网、省公司将分别建设电力调度数据网(SPDnet)和电力信息网(SPInet)。为规范网络设计的内容深度，笔者总结多年来在电力数据专网设计方面的经验，整理出此文，以期对建设和设计SPDnet或SPInet的单位有所帮助。为叙述方便，本文将以SPDnet为主，适时补充SPInet的内容。
1 初步设计文件的总体要求
a．编制初步设计文件的主要依据是批准的可行性研究报告和设计任务委托书。设计单位必须认真贯彻国家的有关技术方针政策，执行国家和电力行业颁发的有关规范、规程、规定和标准。
b．数据网络工程的初步设计宜在较为明确的通信传输网络规划的基础上进行。设计单位应向建设单位等部门搜集资料，准确掌握设计的基础资料和条件。
c．设计文件的深度应满足下列基本要求：(1)作为施工图设计的依据；(2)供主要设备和材料采购用；(3)供控制基建投资用；(4)供施工准备和生产准备用等。
d．鉴于数据网络技术的快速发展，初步设计文件应详细说明设计中所采用的新技术及其在技术上的优越性、经济上的合理性和在本工程采用的可能性，并说明其在科研、试验、设备制造方面已进行的工作和在其他公网或专网中的应用情况，以及在本工程中所能发挥的实效和其在施工、运行中需注意的事项。
e. 初步设计概算应准确反映设计内容，其深度应满足控制投资、计划安排的要求。
f．初步设计文件应确切、清楚、完整、统一，签署齐全，文字说明简练，印制质量良好。
2 初步设计文件
工程初步设计文件应包括下列内容：(1)初步设计说明书；(2)设计图纸；(3)设备和主要材料清单；(4)工程概算书；(5)必要的附件。
3 初步设计说明书内容
3.1 总则
3.1.1 设计依据
以下文件是设计的依据：(1)工程设计任务书或设计委托书；(2)工程设计合同；(3)工程可行性研究报告及其批准文件；(4)电力通信传输网规划及其批准文件；(5)其他有关的审批文件。
3.1.2 工程概况
概述项目的规划设计及可行性研究等前期工作情况、拟建和扩建的数据网性质和规模、采用的技术体制和承载的业务类型以及在电力系统中的作用。
3.1.3 设计范围
设计范围应以工程设计任务书或工程设计合同中明确的范围为准，一般包括下述内容：(1)电力数据网络的技术体制；(2)网络拓扑结构、电路安排和路由分区；(3)网络功能和业务范围；(4)交换节点、接入节点及网络管理中心等设备的配置方案和布置要求；(5)各类承载业务的入网方案；(6)相关网络之间的互联方案；(7)网络安全；(8)网络性能指标；(9)网络设备的技术要求；(10)网络地址编码原则；(11)网络管理；(12)主要设备清单。
3.1.4 设计原则
a．设计水平年原则上应与电力通信传输网络规划的设计水平年相一致，也可按设计任务书中确定的设计水平年。初步设计要考虑设计水平年和远景年两个阶段，设计水平年用于确定网络投产年应达到的功能、承载业务和配置规模；远景年用于确定网络容量和相关设施的扩展裕度。
b．设计原则可在设计任务书中明确，也可以与设计委托单位或有关主管部门商定后以纪要或协议的方式明确。设计原则一般包括网络技术体制、网络承载业务范围、网络容量和规模、网络的标准化要求、设备的配置和布置要求等。
3.2 电力系统概况
a. 概述电网的现状、特点及设计水平年的发展规模，说明承载业务的类型及数量、网络的用户范围等。
b. 概述电力微波、光纤等主干传输网和各接入厂站传输电路的现状及设计水平年的发展规划。
c. 概述调度系统各种数据(SPinet需增加话音、视频、多媒体)承载业务的现状及设计水平年的发展规模。可用表格方式列举拟承载的各类应用业务现有设备的软硬件接口配置情况。
d. 概述拟互联网络的现状及发展规模。
3.3 业务类型和需求分析
a．网络业务划分：SPDnet的数据业务可按实时应用和非实时应用划分，也可从网络安全角度按安全区域划分。SPInet的业务类型可按数据业务、话音业务、视频业务和多媒体业务划分。为确定网络技术性能指标，也可按照ITU-T的有关规定，按业务的特性划分。
b. 用户业务类型：根据网络的现状和发展，说明调度范围或电力企业内各类应用业务的具体内容以及连接方式传输时延等方面的要求。
c．网络需求分析和业务流量统计：网络的需求分析应以设计水平年的近期业务需求为主，兼顾远景年的业务发展。应说明各类业务的传输频度和速率、在网络节点间的主要流向等，并进行主要交换节点的业务流量统计。业务流量统计时，对质量和可靠性及时延要求高的业务要详细分析，并按峰值进行统计计算。一般的非实时业务可用估算的方法按平均值统计计算。
3.4 网络技术体制
a．网络技术体制和通信协议：根据网络需要承载的业务类型和通信传输通道状况，结合网络技术体制和通信协议的发展情况，针对SPDnet和SPInet的实际要求，对各种可能应用的网络技术从网络连接方式、纠错能力、流量控制方式、传输时延、传输通道的利用程度、通信协议的支持程度等主要技术性能方面进行详细说明。
b．分析比较并确定方案：根据拟建和扩建网络的业务类型、对传输质量的要求，以及传输通道的现状和发展规划，结合对不同网络技术体制和通信协议的主要性能特点的说明，从技术性能和投资等方面分析比较采用不同网络技术体制和通信协议方案的优缺点，以确定拟建或扩建网络应采用的技术方案。
3.5 网络功能
电力数据网络应具有如下功能：(1)提供多种传输接口和适配功能；(2)连接和差错管理功能；(3)提供不同业务质量等级；(4)流量管理和拥塞控制；(5)同步和定时功能；(6)支持各种网关协议和互联网络协议。
3.6 网络拓扑结构
a. 网络层次：概述网络层次结构及拟建或扩建网络在电力专网中所处位置。
b．网络拓扑结构：根据电力传输网的现状和规划，说明拟建网络的形状(网状网、星形网或混合网)
和拓扑结构。确定网络的拓扑方式和骨干、核心交换节点的设置地点，以及接入节点的设置地点。根据网络业务流量的统计分析，确定网络中继带宽和接入带宽要求。
3.7 网络安全
应从逻辑、物理、管理等方面说明电力专网的安全设计要求。尤其对SPDnet应详细描述其安全性要求、安全防护措施及与离线业务的隔离措施，并说明电力专网与因特网的安全隔离要求。
a. 网络安全要求：从广域网和局域网分别叙述网络层安全要求。
b．网络安全技术：分别叙述防火墙、加密和验证、口令和安全策略等网络安全技术，并提出在工程中的应用意见。
c．网络安全方案：分别提出对广域网、局域网的安全访问控制方案，以及电力数据网的网络安全管理原则和机制。
3.8 传输链路
a. 传输链路的质量和标准：针对光纤、微波等不同类型的传输电路，分别说明对传输链路的质量要求。
b．中继电路组织：用图纸或表格的方式，详细说明核心节点之间、核心节点与骨干节点之间以及骨干节点之间每一条中继链路的具体安排和走向(如起点、终点、中继容量、经过的主要传输电路)。
c．接入节点的链路组织：用图纸或表格的方式，详细说明接入节点与核心节点或骨干节点之间每一条链路的具体安排和走向(如起点、终点、中继容量、经过的主要传输电路)。
3.9 入网方案
根据工程具体情况，说明各类业务的入网方案。
a．数据业务入网方案：用文字或图纸的形式逐项说明不同数据业务的入网方案。其接入方案一般包括采用的网络通信协议、连接方式、端口速率以及需要增加的接口设备等。入网方案中应说明实时数据业务与其他业务的安全隔离措施及质量等级要求。
b. 话音业务入网方案：用文字或图纸的形式逐项说明不同话音业务的入网方案。其接入方案一般包括采用的网络通信协议和信令标准、连接方式、端口速率以及需要增加的接口设备等。入网方案中应说明不同话音业务的质量等级要求。
c．视频业务入网方案：用文字或图纸的形式逐项说明不同视频业务的入网方案。其接入方案一般包括采用的网络通信协议、连接方式、端口速率以及需要增加的接口设备等。入网方案中应说明不同视频业务的质量等级要求。
3.10 网间互联
根据工程实际情况，说明本网络与其他相关网络的互联方案。网络的互联设计内容包括被连网络配置概况、网络互联的连接地点、采用的网络技术和通信协议、通道流量、互联中继带宽、端口速率、网络安全性、费用估算。网络互联方案可用图纸的方式表示。方案中应说明与网管中心互联的要求。
3.11 网络容量和性能
a．说明设计水平年和远景年网络各类中继线路的传输速率。
b．按设计水平年和远景年确定网络各层次交换节点的交换容量。
c．提出网络质量要求，明确节点处理时延、路由传输时延、包丢失率、网络故障时路由重构时间等指标。
d．从链路、节点和路由3方面的可靠性确定网络可用率，并分别说明网络设备的平均无故障时间（MTBF）、网络设备可用率、对主要网络设备重要模块的备份要求。
e. 确定各类中继端口和用户端口的技术规范,如应符合的国际标准名称和编号、端口传输速率、匹配阻抗等。
f．说明网络的时钟同步方式和对时钟源的接口要求以及时钟同步精度指标。
3.12 网络地址编码和分配
网络的地址编码必须严格执行国际标准和电力行业的有关规定。设计文件中可说明拟建网络的地址分配原则、编码方式、编码结构和数量。
3.13 网络管理
a．确定网管中心的设置地点，概述网络管理原则。
b．分别说明网管系统的配置管理、性能管理、安全管理、故障管理、计费管理等具体功能要求。
c．确定网管中心的软硬件平台、人机界面要求以及与上下级网管中心交换信息应支持的通信协议。
d．确定各节点与网管中心以及本网管中心与上下级网管中心之间的网管信息传输通路。
3.14 网络设备配置
a．提出数据网络设备和仪器仪表的配置原则。
b．交换节点设备配置：根据网络拓扑图中各交换节点在设计水平年的中继通道数量和中继带宽设计，确定各交换节点设备各种端口的配置数量和技术性能要求；根据远景年的规划容量，确定各交换节点的机箱或机柜配置要求。交换节点的设备配置可用表格形式按节点分别列出。
c．接入节点设备配置：根据各接入节点在设计水平年的业务类型和数量，确定各接入节点设备各种端口的配置数量和技术性能要求；根据各接入节点远景年规划发展，确定各接入节点的机箱或机柜配置要求。接入节点的设备配置可用表格形式按节点分别列出。
d．网管系统设备配置：确定网管系统工作站／服务器、显示器、打印机等设备的软硬件配置要求。
e．辅助设备配置：按网络设备的耗电情况，确定各节点电源设备的配置容量等要求；根据具体工程情况，确定有关通信传输设备及配线架的配置要求。
f．测试仪器配置：列出数据网络安装、调试、运行维护过程中必须配置的专用工具和仪器、仪表，并说明专用工具的技术要求和仪器、仪表的技术指标。
3.15 网络设备布置
a．交换节点设备布置：提出交换节点的设备布置要求，内容包括机房平面布置图、网络设备对机房楼板的负重、机房的环境温度和湿度、供电电源的类型和电压值、接地电阻数值、防尘和防静电及抗干扰等要求。
b．接入节点设备布置：提出接入节点的设备布置要求，内容包括机房平面布置图、网络设备对机房的环境温度和湿度、供电电源的类型和电压值、接地电阻数值、防尘和防静电及抗干扰等要求。
c．网管系统设备布置：提出网管系统硬件设备的布置要求，内容包括机房平面布置图、工作站／服务器对机房的环境温度和湿度、供电电源的频率和电压值、接地电阻数值、防静电等要求。
3.16 设备和主要材料清单
应根据初步设计的推荐方案编制设备和主要材料清单。该清单是编制初步设计概算书的依据之一。
根据网络设备的配置要求，列出各个节点的设备清单。设备清单可附在初步设计说明书中，也可单独成册。
为保证概算书编制的准确性和设备采购中费用的控制，设备清单可分站按节点分别列出。清单的要素包括设备名称、设备中继／用户端口类型、性能要求、单位、数量等。
设备和主要材料清单可分为2种表，一种是按网络节点的统计表，另一种是汇总表。
4 主要设计图纸
根据SPDnet和SPInet不同承载业务要求，可绘制下列部分或全部图纸：(1)现有及设计水平年电网地理接线图；(2)电力传输网现状图及设计水平年规划图；(3)调度自动化信息传输网现状和规划图；(4)各类管理信息传输网现状和规划图；(5)数据网络拓扑结构图；(6)交换节点业务入网典型接线图；(7)接入节点业务入网典型接线图；(8)数据业务入网典型接线图；(9)话音业务入网典型接线图；(10)视频业务入网典型接线图；(11)多媒体业务入网典型接线图；(12)交换节点设备典型配置图；(13)接入节点设备典型配置图；(14)网络设备机房平面布置图；(15)供电电源系统图。
5 其他
设计内容还应包括工程概算书以及附件，如：(1)工程设计任务书或设计委托书；(2)工程前期规划、可行性研究的审查意见；(3)主管部门的有关文件和主要设计原则纪要或协议。
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