張自雨， 楊芳利， 張爽， 焦健
(許繼昌南通信設(shè)備有限公司，河南許昌 461000)
摘 要：闡述了幾種常見網(wǎng)管體系的異同，并從電力系統(tǒng)通信網(wǎng)的特點(diǎn)及對網(wǎng)管體系的要求出發(fā)，闡述了電力系統(tǒng)通信網(wǎng)網(wǎng)管體系設(shè)計(jì)的基本思想，并分析了電力通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理系統(tǒng)的物理體系結(jié)構(gòu)。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)管系統(tǒng)；體系結(jié)構(gòu)；網(wǎng)元
1引言
電力通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理系統(tǒng)是一個能對電力系統(tǒng)通信專網(wǎng)實(shí)施監(jiān)視控制及管理的計(jì)算機(jī)網(wǎng)。它要求具有電信管理網(wǎng)(TMN)的某些特性，具有電力系統(tǒng)的監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SCADA)的行業(yè)特色，還要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(SNMP)的有關(guān)管理任務(wù)。本文通過對常見幾種網(wǎng)管系統(tǒng)物理體系的比較，分析電力通信監(jiān)控管理系統(tǒng)的物理體系。
2網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)概念
由于通信網(wǎng)中設(shè)備、技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不斷更新變化，網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)顯得尤為重要，因此研究網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)具有重要的意義。根據(jù)ODP開放式處理關(guān)于體系結(jié)構(gòu)的概念給出網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)的概念。
定義1系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)：定義系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)成員間相互關(guān)系的一套規(guī)則。
定義2網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)：定義網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)成員間相互關(guān)系的一套規(guī)則。
3幾種常見物理體系比較
3.1電信管理網(wǎng)體系TMN
TMN電信管理網(wǎng)體系在電信行業(yè)被廣泛采用，如圖1，它包含6個物理模塊：①OS模塊：操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)主要管理功能；②WS功能模塊：工作站，實(shí)現(xiàn)人機(jī)接口功能；③DCN模塊：數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)各模塊間的數(shù)據(jù)通信功能；④MD模塊：中介裝置，將非Q3接口轉(zhuǎn)換為Q3接口；⑤NE模塊：網(wǎng)元，實(shí)現(xiàn)最低層次的數(shù)據(jù)采集及管理服務(wù)；⑥QA模塊：適配器，將非TMN兼容接口的類似NE接到TMN中。各模塊間通過Q3、QX、F和X四種接口實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，每個接口都有龐大的協(xié)議給予配合。TMN從80年代中期提出后，已成為全球接受的管理電信公眾網(wǎng)的框架。盡管TMN有技術(shù)上先進(jìn)、公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)和接口規(guī)范等優(yōu)點(diǎn)，但隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，TMN自身也暴露出許多問題，如目標(biāo)太大、抽象化程度太高、MIB的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)度太慢、OSI協(xié)議套件效率不高等。［1］
3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理體系SNMP
SNMP計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理的物理構(gòu)成如圖2，有三種主要的物理模塊：①M(fèi)anager模塊。管理工作站，實(shí)現(xiàn)主要的網(wǎng)絡(luò)管理功能；②Agent模塊。代理、實(shí)現(xiàn)對局部網(wǎng)絡(luò)設(shè)備MIB的維護(hù)和操作；③Proxy Agent模塊。托管代理，將非SNMP協(xié)議的被管理對象映射到SNMP的MIB中去，從而使各模塊間通過基于TCP/IP或UDP/IP協(xié)議棧的SNMP網(wǎng)管協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信，在模塊上實(shí)現(xiàn)管理功能。SNMP在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用非常廣泛，成為事實(shí)上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理標(biāo)準(zhǔn)。但是SNMP有許多自身難以克服的缺點(diǎn)：(1)SNMP不適合于大型網(wǎng)絡(luò)管理，因?yàn)樗腔谳喸儥C(jī)制，這種方式有嚴(yán)重的性能問題；(2)SNMP不適合于查詢大量的數(shù)據(jù)；(3)SNMP的Trap是無確認(rèn)的，不能確保非常重要的告警發(fā)送到管理者；(4)安全管理較差；(5)不支持如創(chuàng)建、刪除、動作等類型的操作，要完成這些操作，必須用Set命令間接的觸發(fā)；(6)SNMP的MIB模型不適合比較復(fù)雜的查詢。
3.3數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)管理體系SCADA
數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)管理體系如圖3，此結(jié)構(gòu)主要有主站和子站(或稱從站)構(gòu)成，對環(huán)節(jié)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，可以增加次主站，實(shí)現(xiàn)分級處理。主站和子站之間的通信符合電力系統(tǒng)自動化中的一系列規(guī)約，可采用POLLING方式，也可采用CDT方式。子站主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，主站實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)、存儲以及實(shí)施控制。監(jiān)控內(nèi)容可分為遙信(YX)、遙測(YC)、遙控(YK)、遙調(diào)(YT)四類。子站的主要設(shè)備是RTU，主站的主要設(shè)備是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，兩者之間的通信設(shè)施是電力系統(tǒng)通信專網(wǎng)。SCADA系統(tǒng)不能運(yùn)用在電力通信管理系統(tǒng)，主要在于它的子站監(jiān)測管理的對象與電力通信網(wǎng)有很大區(qū)別，即為專業(yè)不同。
電力通信監(jiān)控管理系統(tǒng)所處的位置如圖4所示，圖中說明了與其有關(guān)的各種監(jiān)控管理系統(tǒng)。通過比較不難看出，不能把電力通信監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)成TMN、SNMP、SCADA等系統(tǒng)中的任何一種，而是堅(jiān)持"取長補(bǔ)短，兼顧特色，借鑒技術(shù)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用"的原則，來建立構(gòu)造電力通信網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)。
4電力通信監(jiān)控管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
鑒于電力通信網(wǎng)的行業(yè)特色，既要包含電力系統(tǒng)自動化的部分性能要求，又要兼顧電信網(wǎng)的運(yùn)營特點(diǎn)，還要考慮計(jì)算機(jī)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，電力通信網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)物理體系結(jié)構(gòu)如圖5所示。
此系統(tǒng)由6個物理塊組成：
(1)監(jiān)控中心(SCC)：由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成(通常是局域網(wǎng))，主要功能是實(shí)現(xiàn)對電力通信網(wǎng)結(jié)合的運(yùn)行管理，硬件設(shè)備可包含數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，工作站，路由器，遠(yuǎn)程訪問服務(wù)器、通信控制前置機(jī)和打印機(jī)等多種計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
(2)樞紐站：相當(dāng)于子站，可以由局域網(wǎng)構(gòu)成，也可以是單臺主機(jī)，小型樞紐站可以采用單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通信控制。樞紐站的主要功能是實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)元及類似網(wǎng)元的適配器進(jìn)行管理，硬件配置由工控PC機(jī)，嵌入式設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備和接口轉(zhuǎn)換設(shè)備構(gòu)成。
(3)規(guī)約轉(zhuǎn)換器：結(jié)合電力通信網(wǎng)的綜合化要求，需要將現(xiàn)有的網(wǎng)管系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)通過規(guī)約轉(zhuǎn)換器，接到要建立的綜合化監(jiān)控管理系統(tǒng)中來，它類似于TMN體系中的MD。現(xiàn)有的網(wǎng)管可能是Q3、QX、SNMP或非標(biāo)準(zhǔn)接口，針對這些接口要通過規(guī)約轉(zhuǎn)換器，將其規(guī)約和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為符合電力部頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議中來。
(4)NE：網(wǎng)絡(luò)元素，物理實(shí)現(xiàn)是一個嵌入式設(shè)備，也稱為數(shù)據(jù)采集單元，將對現(xiàn)有配置監(jiān)控的通信設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信口。
(5)QA：適配器，物理實(shí)現(xiàn)與NE相同，對類似網(wǎng)元的非標(biāo)準(zhǔn)管理設(shè)備實(shí)施適配器功能。典型應(yīng)用是智能電源的管理控制接口，這些電源內(nèi)部已配置了監(jiān)控單元，但通信規(guī)約和通信接口不是規(guī)范的，所以，要加裝QA加以適配，以便提供標(biāo)準(zhǔn)接口。QA與規(guī)約轉(zhuǎn)換器的功能類似，但有一定的差別。QA主要針對類似網(wǎng)元的設(shè)備進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，而規(guī)約轉(zhuǎn)換器是針對網(wǎng)管系統(tǒng)或標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)控管理系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換。
(6)DCN：數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)，主要利用電力通信專網(wǎng)和公共數(shù)據(jù)網(wǎng)，為各物理模塊間的系統(tǒng)互聯(lián)提供通信設(shè)施。DCN同時也是被監(jiān)控管理的對象。DCN除負(fù)責(zé)電力通信網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)內(nèi)部的各模塊連接外，還負(fù)責(zé)向MIS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)、圖象監(jiān)控系統(tǒng)提供通信功能。
5結(jié)束語
討論電力通信網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)物理體系的設(shè)計(jì)，有利于電力通信調(diào)度部門在建設(shè)通信網(wǎng)網(wǎng)管監(jiān)控系統(tǒng)時，合理規(guī)劃系統(tǒng)軟硬件結(jié)構(gòu)、功能及實(shí)施方案，最終建成具有電力通信行業(yè)特色的專網(wǎng)。
參考文獻(xiàn) ［1］邱雪松.網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)的概念、分析及其發(fā)展趨勢［J］.通訊世界,2001，(1):9-12.
