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1、河南电力通信网综合网管系统建设方案高维忠,吴 博,宋宁希,韦 婷(河南电力调度通信中心,河南 郑州450052)摘要:随着河南电网的建设和发展,河南电力通信网已无法满足科学化、信息化、精细化管理需求。文章简单介绍了河南电力通信网概况和综合网管的发展趋势,分析了河南电力通信网综合网管系统的设计建设原则、思路和需求,并对其整体建设方案进行了阐述。关键词:综合网管系统;分层管理体系;软硬件平台;监控;资源管理中图分类号:TN915.07文献标志码:A 文章编号:1005-7641(2008)10-0005-06收稿日期:2008-06-240 引言随着河南电网的建设和发展,河南电力通信网已建设成为集
2、光传输网、微波传输网、调度(行政)交换网、调度数据网等诸多网络于一体的大型电力通信专网。其网络结构复杂、设备种类数量繁多、网络资源数据庞大、承载业务丰富等特点越来越显著,加之现阶段以手工管理为主、计算机管理为辅的管理方式的粗放和简单,以及通信机构设置的多样性等诸多因素的共同制约,便形成了这样的局面:与公司加快落实集团化运作、集约化发展、精细化管理、标准化建设的发展要求不相适应;与实现通信管理方式向科学化、信息化、精细化转变的要求不相适应;与通信系统作为信息化基础设施和调度生产重要支撑的地位不相适应。因此,以建设河南电力通信综合网管系统为契机,将公司的工作思路融入通信管理工作中,转变现有落后的管
3、理方式,实现全面实时掌握、合理规划和利用现有资源,有效监控管理通信网络,提高通信网络的监管水平,保证河南电力通信网络安全稳定、高效优质运行便成为迫在眉睫的任务。1 河南电力通信网简况河南省电力通信网管辖18个地区供电公司,包括197个通信站,光缆里程近8 000 km。光传输基础网络由省网诺基亚光传输网和河南电力通信主干传输接入网2部分组成,网络覆盖省调、各地区供电公司和220 kV及以上变电站。省网诺基亚光传输网由2个2.5 Gbit/s环网、4个622 Mbit/s链路,共计120个网元构成;河南电力通信主干传输接入网由3个10 Gbit/s核心环网、3个2.5 Gbit/s骨干环网和18
4、个2.5 Gbit/s接入网,共计130个网元构成(南部为ECIXDM-1000型设备,北部为华为OptixOSN-7500/3500型设备)。18个地区供电公司均建设有各自的地区光纤网络,网络覆盖地调、所辖220 kV变电站及110 kV变电站。微波传输基础网络由鸭郑微波、郑开商微波和新濮微波,共计29个网元构成。业务网络包括调度交换网、电视电话会议网、调度数据网等。承载业务包括调度电话、远动信息、继电保护、稳定措施等。辅助设备包括各通信站配置的电源设备、配线设备、机房环境设备等。综上可见,河南电力通信网已经无法满足科学化、信息化、精细化管理需求。因此,对河南电力通信网综合网管系统进行研究、
5、规划、设计与建设是十分必要的。2 综合网管发展趋势综合网管是现代通信网三大支撑系统(同步网、信令网、网管网)之一,遵循ITU-T提出的具有标准协议、接口和结构的综合、智能、标准化的T MN技术规范,采用对象化数据库技术、分布式数据采集存储技术、实时数据联网技术、规范化协议转换技术、标准接口(CORBA,SNMP,TCP/IP,Q3等)技术的分布式综合网管代表了该领域较为成熟的发展模式。从相关技术应用来看,综合网管发展趋势体现在资源动态采集管理、运用GIS技术和集成光缆在线监测等方面。从具体实现技术来看,综合网管所涉及的中间5第29卷 第192期 电 力 系 统 通 信 Vol.29 No.19
6、22008年10月10日 Telecommunications for Electric Power SystemOct.10,2008 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/件、工作流等已基本趋于成熟。但在具体标准规范、业务相关技术、管理业务/功能、网管接口、平台技术与集成、信息共享与应用挖掘等方面,尚存在一些需要解决的问题。因此,对综合网管的认识将是一个长期的过程。根据国内外对综合网管系统的研究和实际建设情况看,综合网管系统的发展趋势将会呈现下列特点:有限
7、相关的综合;有限信息的综合;由简单的信息集中管理向应用挖掘过渡;端到端业务流程自动化,流程控制和系统实现相分离。3 综合网管系统的设计原则及思路河南电力通信网综合网管系统的设计遵循原则:遵循相应的国际、国家和行业标准;软硬件平台架构的先进性、合理性、规范性、可移植性;系统设计的分布式、模块化;系统的可扩展性、开放性;系统的安全性、可靠性。系统设计思路考虑了5个方面的内容:符合通信网实际的管理组织、管理过程和应用需求;适应通信管理机制、管理模式和管理方法的转变;结合通信资源建模、管理流程和应用功能的规范化建设;兼顾与国网、华中网等综合网管系统的互联;统筹与变电站综自系统、OMS(自动化管理系统)
8、、光缆在线监测系统、时钟系统、图像监控系统等的互联。4 综合网管系统定位及需求整个系统定位为通信网综合网管系统,包括通信网实时监控子系统、资源管理子系统和业务管理子系统等。各子系统按照“统一平台,统一建模,统筹考虑,同步实施”的原则进行设计建设。各子系统之间是功能独立的实体,共同构成完整的通信网管理平台。从系统管理的角度出发,需要建立以河南省调为一级监控中心站、18个供电公司为二级监控主站和覆盖省网220 kV及以上变电站为监控子站的“全省联网、数据共享、分级管理”的统一通信网管理平台。从功能角度出发,需要实现以下几个目标。1)全网性能和故障统一监控。即通过对设备和网络的运行状态信息、告警信息
9、的实时采集、存储和综合处理,实现多方式、多角度、多层次的全网实时监视。以各种组合条件对全网性能和故障信息进行查询和统计分析,达到对电力通信网全网运行状况进行监测、统计、分析和评估的目的,为全网运行、管理和规划提供参考依据。2)实现全网资源综合统计分析。即通过查询和统计网络内各种通信设备的物理和逻辑资源,实现通信资源的有效管理,为网络结构优化、资源智能调配等运行管理工作提供依据。3)实现全网工作流程统一管理。即通过规范工作流程,理顺工作环节,形成闭环管理,达到提高工作效率的目的。从系统互联角度出发,需要实现与OMS系统、站内综自系统的互联,预留与时钟系统、光缆监测系统、图像监控系统以及国网/华中
10、网等外部系统的互联和数据共享接口。5 综合网管系统方案5.1 分层管理体系结构按照河南电力通信网的管理模式及系统整体管理需求,系统实现的管理体系分为省调、地调、220 kV及以上变电站三级,分层管理体系结构如图1所示。图1 分层管理体系结构Fig.1Structure of hierarchicalmanagement省调与地调之间相对独立,每一级系统按照业务管理层、告警监测层和资源数据层构建,每层由一系列模块和系统组成,每个模块负责提供一方面的业务功能。每一层针对不同的目标组建,底层作为基础来支持上层的功能实现。通过基于资源数据、实时数据统一数据库平台的省、地分层多点联网的分层管理体系结构,
11、组建涵盖全省范围的通信管理网络,实现河南电力通信网络“全省联网、数据共享、分级管理”。5.2 层次化、模块化软件平台河南电力通信网综合网管系统软件采用三层体系架构,分别为数据采集层、应用服务层和用户表示层。6 电 力 系 统 通 信 2008,29(192)1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/数据采集层完成各种实时信息和资源配置信息的采集,包括接口模块适配池和通用代理模块。其中,接口模块适配池向下适配设备所提供的不同类型接口,向上转化为同种类型的接口供通用代
12、理模块调用;通用代理模块向后台应用层提供一个统一的网管接口,对于不同厂家的设备分别实现适配,支持CORBA,Q3,FTP文件,TCP/IP,MML命令,SQL,RS-232等各种接口。应用服务层完成各种实时和非实时的应用逻辑服务功能,主要包括通信网监控子系统、资源管理子系统、业务管理子系统、自身支持系统、集成子系统和外部接口等功能模块。用户表示层完成用户界面展现和用户交互。包括C/S和B/S结构。5.3 三大子系统及其数据流结构简介5.3.1 网络监控子系统网络监控子系统功能模块主要包括告警管理、告警配置管理和性能信息管理。网络监控子系统实现的整体功能为:通过协议转换方式实现智能设备(电源、交
13、换、传输/接入等)的告警信息监测;通过直采方式实现非智能设备主要告警和环境量(温湿度、烟感)的监测;接入监控子站的监控信息并实现远程配置;通过省/地联网实现省调与地调之间的监控信息共享;存储、处理、配置监控数据,通过列表、图形、语音、短信等方式呈现监控信息;实现监控信息的查询和统计功能。5.3.2 资源管理子系统资源管理子系统的功能模块主要包括资源数据管理、拓扑管理、配置信息管理、高级应用(资源统计分析、方式调度管理、故障智能诊断、检修预处理等)。资源管理子系统实现的整体功能为:资源管理、拓扑管理、配置管理;资源利用率分析、资源使用趋势分析、资源负荷预警分析;资源相关性分析;三项制度分析(设备
14、分析、运行分析、安全分析);方式调度管理;故障智能诊断;检修预处理。对于资源管理子系统建设来讲,上述功能实现的关键点在于通信资源建模和资源动静态管理。1)通信资源建模。它包括资源定义、资源统一命名、资源统一数据模型等内容。其实施遵循的原则和方法为:模型的全面性,全面涵盖河南电力通信网中的各种资源类型;资源命名的统一性、规范性,参考相关规范,考虑上下级系统共享和互联,结合实际坚持唯一性、可扩充性、统一性等原则制定了河南电力通信网资源命名规范;资源模型的科学性、规范性,资源模型设计参考了诸如T MF513,T MF608,T MF814,IT U-T X.711,IT U-TG.744等标准,良好
15、的资源模型在综合网管界面呈现上表现为清晰的资源层次分支树、图模库一体化和符合标准规范的设备图形布局。2)资源动静态管理方式。根据资源信息更新和录入方式的不同,资源管理子系统可分为动态性资源管理和静态性资源管理2部分,分别对应智能设备和非智能设备(哑设备或无法提供北向接口的设备)。从动态性资源管理的实现方式方面,主要通过厂家网管提供的北向接口来获取各种信息,接口协议通常有CORBA,Q3,SNMP以及厂家提供的私有协议等。河南电力通信主干传输接入网由ECI和华为设备组成,其传输网管分别为Lightsoft2.0和i Manager T2000,均提供了基于T MF814规范的CORBA接口。因此
16、,资源管理子系统采用CORBA接口与ECI和华为的网管互联,使用tao1.4 corba或者jacorb2.2平台开发CORBA接口适配器,以完成无缝对接,实现河南电力通信主干传输接入网的动态资源管理。而对于静态性资源管理而言,如河南省网诺基亚光传输网,其网管NMS10本身无法提供标准北向接口,但它可以将网元的硬件配置信息和交叉连接信息导出成规范格式的TXT文档。因此,采用分析计算处理这些TXT文档的方法,间接获得网络通道配置信息,从而实现河南省网诺基亚光传输网的静态资源管理。5.3.3 业务管理子系统业务管理子系统从通信专业功能需求方面,与正在建设的OMS有许多相同或类似的模块,如值班日志、
17、工单管理、报表管理等。因此,必须结合实际的管理模式,明确两大系统的功能定位、业务覆盖范围和实际应用需求,基于“符合实际,便于应用,满足需求,避免重复”的原则,考虑各功能模块的合理分配。凡是各个功能模块涉及调度各专业协同配合的情况(如工单流转),均应涵盖在OMS中;若是涉及到本专业应用广泛、人员配合较多的功能模块(如排班管理、设备管理、专业管理等),建议将其放入OMS中;其他必须借助于综合网管平台实现的功能模块(如工单生成等),均应包括在业务管理子系统中。现阶段业务管理子系统中所含功能模块暂时设计如下。1)工单管理。实现基于工作流的电路调度、7 综合网管及其应用 高维忠 等 河南电力通信网综合网
18、管系统建设方案 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/计划检修、故障和缺陷等流程管理。2)值班日志管理。记录关键字段与资源子系统、监控子系统关联,实现信息自动导入或菜单式选择输入,可自动生成缺陷报告、运行月报。3)日常安全管理(可放在OMS)。实现安全简报管理、安全记录管理以及安全教育培训管理。4)公文发布(可放在OMS)。实现基于任意文档格式的公文管理,提供公文编辑、查询和维护界面。5.3.4 子系统数据流交互结构网络监控、资源管理、业务管理等子系统之间的数
19、据交互结构如图2所示。子系统之间数据流交互表现在以下几个方面。1)数据采集系统采集通信资源的实时运行状态和配置信息,将告警和性能数据送往网络监控子系统,将资源配置信息送往资源管理子系统。2)网络监控子系统调用平台的实时信息服务接口,对告警和性能数据进行实时的处理;调用资源信息服务接口完成告警的资源对象绑定和告警存储;利用平台提供的资源信息服务接口访问电路和业务资源信息,完成告警故障影响范围分析和故障智能分析,确定故障点和影响业务范围后,向业务管理子系统输出相应工单。图2 子系统之间数据流交互Fig.2Data exchange among subsystem s3)资源管理子系统调用平台提供的
20、实时信息服务接口以及资源信息服务接口,对资源配置及性能信息进行接收、处理和存储。同时从综合监控子系统获得资源的实时运行状态信息,并在通信资源的动态属性上实时反映。4)业务管理子系统主要完成各类工单的流程处理,同时向外部系统(如OMS系统)提供数据接口。5.4 系统硬件平台系统硬件网络结构如图3所示。图3 硬件网络结构Fig.3Hardware network structure8 电 力 系 统 通 信 2008,29(192)1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.htt
21、p:/1)组网说明。综合网管系统利用河南电力通信MSTP光传输网的以太网接入能力,构建基于TCP/IP协议的互联网络平台。具体接入及信息传送方式为:省调与地调之间通过MSTP光传输网(FE口)进行三层网络交换机互联;500 kV监控子站通过MSTP光传输网(FE口)同时接入省调和地调,主要告警通过接口服务器RS-232/485或10/100M以太网接口转发站内综自系统;220 kV监控子站通过MSTP光传输网(FE口)接入地调,重要告警信息通过地调转发至省调,主要告警由接口服务器RS-232/485或10/100 M以太网接口转发站内综自系统;微波监控子站通过2M通道或无线Modem方式接入地
22、调;地区老局机房通过2 M通道或无线Modem方式接入地调。2)省调及地调设备配置。系统采用双服务器、双网络、C/S(B/S)分布式结构。省调服务器配置为I BM小型机,采用UN IX操作系统和Oracle9i数据库;地调服务器配置为I BM PC服务器,采用W indos操作系统和Oracle9i数据库。其他设备包括防病毒服务器、三层网络交换机、工作站、隔离装置、通信前置机、接口服务器、采集器、串口服务器、协议转换机等。3)子站设备配置。子站采用分布式结构,主要由数据采集器、接口服务器组成,硬件结构如图4所示。图4 子站硬件结构Fig.4Hardware structure in subst
23、ation接口服务器用于汇集通用采集器和各类智能通信设备的监控信息;通用数据采集器用于采集硬件节点告警信息。本次子站设备将接口服务器和通用数据采集器集成在一个标准机框内,不仅结构更加紧凑美观,而且接口服务板和采集板的维护和扩展都十分方便。设备具有协议转换本地处理能力,上传或向第三方(如变电站综自系统)转发数据支持以太网(最多2个)或RS-232接口,具有数据保存、软件在线调试升级、文件远程修改和数据码流远程监控等功能。5.5 与外部系统接口实现与OMS系统、站内综自系统的互联和数据共享(鉴于数字化变电站的发展趋势,对于综合网管系统与变电站综自系统的互联,本次项目将遵循IEC 60870-5-1
24、04或IEC 61850标准进行接口和规约转换)。实现预留时钟系统、光缆监测系统、图像监控系统以及国网/华中网等外部系统的互联和数据共享。对于处于安全防护II区的综合网管系统与处于 区的OMS的互联,设置正向物理隔离装置进行数据传送。互联信息内容主要包括:设备/电路实时信息、资源管理中的电路/通道信息以及业务管理中各类工单,信息均为XML格式的数据文件。5.6 系统安全防护系统遵照电力二次安全防护规定,利用网络隔离装置、防火墙、三层网络交换机、防病毒等技术确保系统和数据安全。布置河南电力通信网综合网管系统与OMS系统的正向隔离装置;布置省、地综合网管系统互联及与设备厂家网管的纵向防护;设置整个
25、系统内的病毒防护系统;采用划分VLAN、设置IP路由限制和访问控制等安全策略。5.7 其他问题系统采用支持空间数据的Oracle9i数据库和可持续发展的GIS图形技术方案进行资源信息存储、处理和展现。系统建设初期,对于具有地理空间特征的图形(如站点分布图、光缆网物理拓扑图等),利用GIS平台(地理信息OCX控件MapxInfoMapX 5.0)展现简单的电子地图;对于不具有地理空间特征的图形,利用矢量图形编程平台(VisualGraph 1.6)展现矢量图形。随着系统建设的进一步深入,再配置精度较高的GIS地图进行增强和扩充,实现系统资源的精确定位。6 系统建设情况河南电力通信网综合网管系统的
26、建设情况如下。1)参照国家电网公司电力通信网络资源命名规范 及其他网省公司相关规范,结合河南省电力通信实际,编制完成 河南电力通信资源命名规9 综合网管及其应用 高维忠 等 河南电力通信网综合网管系统建设方案 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/范 、河南电力通信资源建模规范 、河南电力通信设备现场标识规范 、河南电力通信管理流程规范 等。2)根据河南电力通信资源命名规范,结合生产、运行、管理和维护工作实际,设计完成河南电力通信资源信息统计规范表 。3)完成
27、IP地址及VLAN规划、省/地联网、OMS联网、采集接口、资源查勘、工单流转、安全防护、资源统计分析、资源高级应用等方案设计。系统建设下一步实施计划主要有3点:进行资源查勘、统计、整理、录入和现场设备标识;选取省调及郑州地调以试点形式推进整个系统建设;开始各项方案的软件开发工作。7 结束语河南电力通信网综合网管系统的设计建设方案不仅具有先进性、实用性、开放性,而且保证了很好的可靠性、安全性和扩展性,整体上满足实际应用需求。随着通信网规模的扩大和通信运行管理、维护需求的提高以及网管实用技术的发展,必须不断加强该领域的研究,深入挖掘系统潜力,努力完善各项功能,使河南电力通信网综合网管系统不断适应网
28、络发展的新要求。同时以项目建设为契机,建立一系列的技术和管理规范与标准,最终达到有效降低通信网管理的运行维护成本、提高通信调度反应速度与准确度、提高通信网络资源利用率、提升通信运行管理水平和效率的目的,实现通信管理方式向科学化、信息化、精细化的转变。(W)参考文献:1 唐宝民,张颖.电信网监控和管理技术M.北京:人民邮电出版社,2006.2 河南电力通信网综合网管系统技术规范书 Z.河南省电力公司.2008.3杨文清.电力通信网资源管理项目建设思路综述J.电力系统通信,2007,28(3):4-8.4 盛根林,刘丽娜,杜瑞军.华中电力通信网综合网管系统建设构想J.电力系统通信,2007,28(
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30、4-35.高维忠(1956),男,山西沁源人,高级工程师,从事电力通信系统规划、管理工作。吴 博(1980),男,四川巴中人,工程师,从事电力通信网络的管理、维护工作。宋宁希(1974),男,河南武陟人,高级工程师,从事电力通信系统规划、管理工作。韦 婷(1977),女,上海人,工程师,从事通信网络的管理、维护工作。Construction scheme of integrated network management system inHenan power commun ication networkGAO W ei2zhong,WU Bo,SONG N ing2xi,W EI Ting(
31、Henan Electric PowerDispatching and Communication Centre,Zhengzhou 450052,China)Abstract:Thispaper introduces the current situation and developing trend of Henan Power communication network and its integratedmanagement system.It analyzes the requirements,plans and design principlesof the system.The
32、construction scheme of the systemis also discussed in the paper.Key words:integrated networkmanagement system;hierarchicalmanagement system;hardware and software platfor m;monitoring;resource management01 电 力 系 统 通 信 2008,29(192)1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/