黃曉莉，許海銘
0 引言
國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)是國家電力公司綜合性的廣域網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺[1]，是國家電力公司系統(tǒng)內(nèi)各種計算機應(yīng)用系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)的基礎(chǔ)，是電力信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。
近年來，國家電力公司各網(wǎng)(分)、省(市)公司紛紛建設(shè)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，據(jù)不完全統(tǒng)計，已建成并投入使用的網(wǎng)(分)、省公司有：華北、西北、河南、河北、湖北、江蘇、浙江、廣東、山東、黑龍江、天津、湖南、吉林、甘肅、陜西、新疆、四川、遼寧、上海、重慶、青海和福建等。這些數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)主要覆蓋范圍是網(wǎng)(分)、省(市)公司直屬電業(yè)局、網(wǎng)(分)公司所管轄的電廠、變電所。這些數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)大部分均為綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，采用的設(shè)備為異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)設(shè)備。其中，甘肅、陜西、新疆、湖南為路由器組網(wǎng)。
隨著三峽工程、西電東送工程、全國聯(lián)網(wǎng)工程的實施，全國光纖網(wǎng)絡(luò)正在逐步形成。根據(jù)規(guī)劃，“十五”期間將建成覆蓋全國的三縱四橫的光纖網(wǎng)絡(luò)，為國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。本文旨在探討國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的技術(shù)方案。
1 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求及業(yè)務(wù)流量、流向預(yù)測
國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)對內(nèi)服務(wù)的業(yè)務(wù)范圍包括數(shù)據(jù)、圖像、多媒體和話音業(yè)務(wù)。當(dāng)前，電力通信業(yè)務(wù)正在由以話音通信為主逐步向以數(shù)據(jù)通信為主轉(zhuǎn)變。數(shù)據(jù)通信的業(yè)務(wù)量已超過總帶寬需求的80％。在各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，IP協(xié)議占據(jù)了主導(dǎo)地位，例如電力市場信息、企業(yè)管理信息等均采用IP協(xié)議。隨著電力市場化的進一步發(fā)展，基于Internet的具有開放性和安全可靠性的信息傳輸平臺將成為電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢[2]。
當(dāng)然，在數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)中，有質(zhì)量和可靠性要求非常高的保障業(yè)務(wù)，也有普通的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；有連續(xù)的恒定比特率(CBR)的業(yè)務(wù)，也存在大量的突發(fā)性業(yè)務(wù)。因此，各種業(yè)務(wù)對傳輸質(zhì)量的要求差別很大。
根據(jù)國家電力信息中心2002年7月份的統(tǒng)計信息，按每月運行744 h計，同時考慮到企業(yè)網(wǎng)的應(yīng)用時間主要集中在上班時間，有效工作時間為6h/d，可計算出乎均各網(wǎng)、省的信息交換量約為0.8 Mbit/s。
根據(jù)中電飛華公司為全國各網(wǎng)、省公司提供的Internet訪問和IP電話服務(wù)的業(yè)務(wù)統(tǒng)計，2002年為各網(wǎng)、省配置的帶寬為1個～8個2 Mbit/s，而實際流量差距較大，使用較多的網(wǎng)、省，例如陜西、安徽、云南等省電力公司，將所配置的4個2 Mbit/s和5個2 Mbit/s全部用滿。經(jīng)過對實際使用流量的計算，得出各網(wǎng)、省使用的平均流量為3Mbit/s。
根據(jù)中國電信的預(yù)測，“十五”期間全國IP骨干網(wǎng)的帶寬需求是“九五”末的16倍。假設(shè)“十五”期間電力IP骨干網(wǎng)的帶寬需求是目前的8倍，則“十五”期間電力數(shù)據(jù)網(wǎng)的骨干帶寬需求是(3 Mbit／s+0．8 Mbit／s)× 37(6個網(wǎng)(分)公司，31個省(市)公司)×8＝1124.8 Mbit/s。
信息的流向與行政管理關(guān)系、信息資源的分布及Internet出口設(shè)置等密切相關(guān)。目前，管理中心、信息資源中心及Internet出口均設(shè)在北京，因此，網(wǎng)上交換信息分布呈現(xiàn)以北京為中心的星形分布。今后，隨著網(wǎng)絡(luò)的健全和完善、網(wǎng)絡(luò)信息資源的豐富和合理化分布，以及上海、武漢、廣州等Internet出口的建立和行政管理關(guān)系的改變，信息將被分流，總體上應(yīng)是以北京及各大區(qū)為中心的樹形分布。
2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制
未來網(wǎng)絡(luò)將具有統(tǒng)一的IP協(xié)議和巨大的傳輸容量，能以最經(jīng)濟的成本，靈活可靠且持續(xù)地支持一切已有和將有的業(yè)務(wù)及信號。具體說來，其上層聯(lián)網(wǎng)協(xié)議將是TCP／IP，下面的基礎(chǔ)物理層是波分復(fù)用(WDM)光傳送網(wǎng)，因而可以提供巨大的網(wǎng)絡(luò)帶寬，保證以可持續(xù)發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、容量、性能和廉價的成本，支持當(dāng)前和未來的任何業(yè)務(wù)和信號。
鑒于光纖的巨大帶寬、低成本和易維護等一系列優(yōu)點,20世紀(jì)80年代中期以來，網(wǎng)絡(luò)的光纖化一直是世界各國網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主要趨勢之一，架空地線復(fù)合光纜(OPGW)和全絕緣自承式光纜(ADSS)等電力系統(tǒng)特種光纜已在電力系統(tǒng)廣泛使用[3]。
電信光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有以下重要趨勢：
a．采用新一代的非零色散光纖，特別是大有效面積光纖和低色散斜率光纖，目的是為了支撐下一代超高速、超高容量網(wǎng)絡(luò)。
b．光纜芯數(shù)明顯增加，平均可高達100芯以上。主要目的是轉(zhuǎn)售光纖。
c．普遍采用以10 Gbit/s為基礎(chǔ)的密集波分復(fù)用(DWDM)。這樣，目前干線路由橫截面的傳輸能力可以高達10 Tbit/s，而傳輸成本可望比傳統(tǒng)傳輸系統(tǒng)降低1個數(shù)量級左右。
d．設(shè)計以數(shù)據(jù)、特別是IP業(yè)務(wù)為中心的融合網(wǎng)絡(luò)，計劃在將來支持話音和實時多媒體業(yè)務(wù)。
采用新一代體系結(jié)構(gòu)的太比特每秒(Tbit/s)交換機/路由器已經(jīng)問世。它面向高密度的OC—192DWDM系統(tǒng)，提供高速(10 Gbit/s)光接口。基于大容量的帶寬和各種高速處理技術(shù)，融合同步數(shù)字系列(SDH)、ATM等各種技術(shù)的先進控制和處理機制，提供先進的綜合多業(yè)務(wù)平臺。滿足各種服務(wù)質(zhì)量(QoS)和業(yè)務(wù)特性要求，例如提供絕對的QoS(類似ATM)、有保證的IP帶寬、時延和分組延遲變化以及提供CBR業(yè)務(wù)等，并廣泛支持各種傳統(tǒng)業(yè)務(wù)和新型網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。
未來的網(wǎng)絡(luò)將是基于DWDM技術(shù)、以高速交換機／路由器為核心的多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。但是，根據(jù)需求預(yù)測和分析，電力系統(tǒng)內(nèi)部業(yè)務(wù)需求的帶寬要求在“十五”期間不會超過2．5 Gbit／s，因此，尚無大規(guī)模發(fā)展DWDM/WDM的迫切需求。特別是電力系統(tǒng)特有的線路保護信號，要求逐站的點對點傳輸，SDH更是無法取代. 在這一基本需求和建網(wǎng)條件下，國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制的選擇主要集中在MPLS+POS+SDH和MPLS+ATM+SDH兩種技術(shù)平臺上。
2.1 MPLS
多協(xié)議標(biāo)記交換(MPLS)與IP交換的區(qū)別在于，MPLS在控制流(controltraffic)出現(xiàn)的基礎(chǔ)上，特別在選路協(xié)議更新(routing protocol update)的基礎(chǔ)上，生成和分配標(biāo)記，為路由器表中的每一個目的地都建立一條交換通路，去往某個特定目的網(wǎng)絡(luò)的所有數(shù)據(jù)都被安排在系統(tǒng)的交換通路上。IP交換是為實際達到的數(shù)據(jù)流本身建立一條交換通路，該通路只能被該數(shù)據(jù)流使用。
MPLS是同時適用于SDH和ATM、并可適用于未來發(fā)展的任一特定鏈路層制式的技術(shù)。MPLS支持IP快速轉(zhuǎn)發(fā)、流量工程、服務(wù)等級(COS)、QoS、網(wǎng)絡(luò)管理等各項功能，同時提供了路由協(xié)議的伸縮性，提高了網(wǎng)絡(luò)的擴展性。
MPLS技術(shù)將第2層交換與第3層路由有機地結(jié)合在一起，是一種理想的ATM與IP融合技術(shù)。下一代的IP網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持一些非缺省的服務(wù)才是最具有價值的，這些非缺省的服務(wù)可能是安全性、CoS、QoS、多播(multicast)、服務(wù)級別保證(SLA)等。MPLS將無連接的IP數(shù)據(jù)流放到了實質(zhì)上是面向連接的一條第2層交換通路上，它能夠更有效和更經(jīng)濟地幫助網(wǎng)絡(luò)提供商支持多種新業(yè)務(wù)。因此，MPLS將作為主要技術(shù)在國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中加以采用。
2.2 ATM技術(shù)和POS技術(shù)
ATM技術(shù)定義了不同服務(wù)類別及流量參數(shù)，并且為不同的服務(wù)類別定義了豐富的QoS參數(shù)，包括：信元傳送時延(CTD)、信元時延變化(CDV)、信元丟失率(CLR)等，通過連接接納控制(CAC)、流量管理等控制策略保證連接的端到端QoS。ATM技術(shù)具有完善的流量控制、流量管理機制，例如CAC，用于建立連接時分配網(wǎng)絡(luò)資源，判斷是否滿足連接申請的帶寬和QoS要求。ATM網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源情況，選擇空閑鏈路，合理分配網(wǎng)絡(luò)帶寬，達到流量均衡。采用ATM技術(shù)的IP網(wǎng)絡(luò)可以靈活地適應(yīng)新增路由器或調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的情況，因為ATM技術(shù)是面向虛連接的技術(shù)，具有一點對多點的連接能力。但相對于SDH上的ATM實現(xiàn)，POS((1Pover SDH))技術(shù)對SDH的帶寬使用效率更高。因為ATM信元由5字節(jié)的控制頭和48字節(jié)的有效載荷，封裝開銷大，比POS技術(shù)浪費部分鏈路帶寬。ATM技術(shù)高效的帶寬管理能力可以適當(dāng)彌補這個缺點。
POS只能承載IP業(yè)務(wù)。最新的POS技術(shù)通過CAR(committed access rate)、WRED(weighted random early detection)和WFQ(weighted fair queueing)等IP的QoS功能也可以提供基本的流量管理和阻塞控制。POS是基于SDH的點對點鏈路。SDH每條鏈路的帶寬是固定分配的，由于IP為無連接協(xié)議，包沿著最短路徑傳送，因而造成即使這條鏈路沒有數(shù)據(jù)傳輸，其他鏈路的應(yīng)用也無法利用這一部分帶寬資源。POS技術(shù)與MPLS技術(shù)相結(jié)合，利用LSP連接技術(shù)可以克服這種缺陷。但是，POS技術(shù)沒有完善的帶寬管理能力，其最大缺點是帶寬分配不夠靈活(基于點對點傳輸，且最低速率為155 Mbit／s)。采用POS技術(shù)的路由器網(wǎng)絡(luò)，擴展靈活性差，當(dāng)新增路由器或調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時，往往需要改變物理網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。IP采用DiffServ技術(shù)可以提供有差別服務(wù)，但是這種有差別服務(wù)定義是粗線條的，用戶究竟能夠獲得什么樣定量化的端到端QOS，無法保證，實際上僅僅是COS，而不是QOS。MPLS技術(shù)的出現(xiàn)使得定量化的IP QoS可以通過MPLS信令CR-LDP得到顯式表示，但仍然需要依賴底層技術(shù)的QOS保證。
2.3 技術(shù)方案
a．建議初期網(wǎng)絡(luò)以"MPLS+ATM"技術(shù)構(gòu)建，即核心部分采用支持MPLS的ATM多業(yè)務(wù)交換機，邊緣節(jié)點采用ATM多業(yè)務(wù)交換機、路由器、以太網(wǎng)交換機或綜合接人設(shè)備，根據(jù)接人業(yè)務(wù)的要求確定。將來隨著技術(shù)發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)容量擴大，網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點將過渡到支持MPLS的大容量(太比特每秒)交換機／路由器，原來作為核心節(jié)點的多業(yè)務(wù)ATM交換機將退至邊緣作為多業(yè)務(wù)接人交換機。該方案的優(yōu)點是：支持多業(yè)務(wù)，例如ATM、幀中繼、專線、話音和視頻等業(yè)務(wù)；對各種業(yè)務(wù)的QoS有可靠的保證；通過基于ATM的MPLS技術(shù)還可以提供高效、具有QoS保證的IP業(yè)務(wù)；較好地支持流量工程等；對大量的省級ATM網(wǎng)絡(luò)提供良好的互聯(lián)平臺，實現(xiàn)業(yè)務(wù)互通；支持網(wǎng)絡(luò)的平滑擴展，并在任何階段滿足各種業(yè)務(wù)的需要，最大可能地適應(yīng)用戶的需求。其缺點是技術(shù)復(fù)雜、開銷較大、成本較高、無法直接支持桌面應(yīng)用。
b．POS組網(wǎng)方案。采用高端路由器以“MPLS+POS"技術(shù)構(gòu)建骨干網(wǎng)，邊緣采用高密度接入路由器。該方案支持純IP業(yè)務(wù)，并采用MPLS技術(shù)實現(xiàn)對各種級別IP業(yè)務(wù)的質(zhì)量保證，協(xié)議簡單，對IP業(yè)務(wù)的處理更為直接，簡化了環(huán)節(jié)。缺點是：不支持非IP業(yè)務(wù)，例如非IP的話音、視頻、專線業(yè)務(wù)等；不支持基于帶寬隔離的QoS保證；對網(wǎng)絡(luò)的控制和管理能力低于ATM網(wǎng)絡(luò)；同時，由于POS技術(shù)是基于點對點傳輸?shù)�，因此網(wǎng)絡(luò)擴展靈活性較差，帶寬分配不夠靈活。
方案a和方案b比較，兩者各有側(cè)重。方案a更重視多業(yè)務(wù)的支持能力、QoS保證和技術(shù)的成熟性，適應(yīng)于多業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，大多為傳統(tǒng)的電信運營商所采用。對IP業(yè)務(wù)，方案a采用MPLS技術(shù)實現(xiàn)，利用ATM強大的帶寬隔離和保證能力為IP業(yè)務(wù)提供嚴(yán)格的QoS保證，可實現(xiàn)在一個平臺上建立多個IP網(wǎng)和多種業(yè)務(wù)網(wǎng)，對電力系統(tǒng)通信業(yè)務(wù)提供了強大的發(fā)展空間。方案b更側(cè)重于IP業(yè)務(wù)的實現(xiàn)，強調(diào)協(xié)議的簡化，以高帶寬換取對QoS的保證。大多為提供以Internet互聯(lián)為主要業(yè)務(wù)的新型運營商(ISP)所采用。
根據(jù)國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)定位，該網(wǎng)不經(jīng)營對外服務(wù)業(yè)務(wù)，不承載與調(diào)度、交易、控制直接相關(guān)的業(yè)務(wù)(該類業(yè)務(wù)由調(diào)度專用網(wǎng)絡(luò)傳輸)。從前面對電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)業(yè)務(wù)的需求分析可看出，電力系統(tǒng)的內(nèi)部業(yè)務(wù)主要是IP業(yè)務(wù)，包括數(shù)據(jù)、話音和多媒體。非IP業(yè)務(wù)主要是基于時分復(fù)用(TDM)的傳統(tǒng)話音和會議電視及變電站、機房、視頻監(jiān)視系統(tǒng)�？紤]到這部分業(yè)務(wù)目前已在電力系統(tǒng)的SDH網(wǎng)絡(luò)及程控交換網(wǎng)上承載，因此建議采用方案b。
3 網(wǎng)絡(luò)方案
國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)分為3級：①國家電力公司、大區(qū)網(wǎng)(分)公司、部分省和直轄市等核心節(jié)點組成核心層，采用環(huán)形加十字形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；②各省、直轄市等骨干節(jié)點組成骨干層，采用星形加鏈形結(jié)構(gòu)；③省網(wǎng)(及城域網(wǎng))構(gòu)成接入網(wǎng)。接入網(wǎng)的劃分有2種方式：①城域網(wǎng)與省網(wǎng)融合(城域網(wǎng)作為省網(wǎng)內(nèi)的接入網(wǎng))，只存在一個省網(wǎng)作為接入網(wǎng)；②省網(wǎng)作為接入網(wǎng)，同時城域網(wǎng)也作為接入網(wǎng)。
省(市)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)相對獨立，并通過與全國骨干網(wǎng)設(shè)在各省(市)的骨干節(jié)點設(shè)備背靠背連接接入全國骨干網(wǎng)。
核心層設(shè)9個核心節(jié)點，基本中繼速率為n×155 Mbit／s。骨干層由31個骨干節(jié)點組成。每個骨干節(jié)點至少與2個核心節(jié)點或骨干節(jié)點相連�；局欣^速率為155 Mbit／s。
接入層包括省網(wǎng)、城域網(wǎng)及相關(guān)的廠站和直屬單位部門等，同時在骨干、核心節(jié)點設(shè)置接入路由器。接入層主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)的集中，提供對各種業(yè)務(wù)的支持。接入層節(jié)點按就近入網(wǎng)的原則就近接入附近的核心節(jié)點或骨干節(jié)點，必要時可多點接入形成網(wǎng)絡(luò)。接入層節(jié)點與核心節(jié)點或骨干節(jié)點間的中繼接口速率，根據(jù)具體情況確定。省網(wǎng)、城域網(wǎng)接入速率一般為155 Mbit／s。
4 IP網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)計
國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)路由設(shè)計總體方案為：骨干網(wǎng)設(shè)計成一個自治域(AS)，各省內(nèi)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)采用專用(privat)AS的方式建立省內(nèi)的多自治域，用外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(EBGP)實現(xiàn)互聯(lián)和控制，對外顯示為一個AS，對內(nèi)則顯示為多個AS；骨干網(wǎng)和各省內(nèi)數(shù)據(jù)網(wǎng)的互聯(lián)采用BGP-4；域內(nèi)網(wǎng)關(guān)協(xié)議(IGP)推薦采用開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議(OSPF)。
4.1 多自治域方案的選擇
骨干網(wǎng)與省網(wǎng)采用策略化的路由協(xié)議——邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP)進行連接，可提高網(wǎng)絡(luò)的可擴展性、穩(wěn)定性和開展新業(yè)務(wù)的靈活性。
OSPF路由協(xié)議一個域(Area)內(nèi)正常情況下應(yīng)不超過40臺路由器，而且，只能有2層化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和1個骨干域(Area 0)，所有的下一級Area都需要與Areao相連，對于再下一級的節(jié)點，只能采用靜態(tài)路由協(xié)議，造成網(wǎng)絡(luò)內(nèi)大量路由的再分發(fā)。
省網(wǎng)采用BGP與全國骨干網(wǎng)相連，可利用BGP實現(xiàn)路由的策略性。對于骨干網(wǎng)絡(luò)，在同一個IGP內(nèi)的節(jié)點數(shù)將大大減少，便于骨干網(wǎng)的穩(wěn)定性和可擴展性，由于減少了再分發(fā)點，也可大大降低網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)次選路徑和不精確路由的可能；而對于省內(nèi)的網(wǎng)，可獨立地進行路由設(shè)計，獨立設(shè)計省內(nèi)的OSPF／IS-IS網(wǎng)，實現(xiàn)多層次結(jié)構(gòu)，省內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的可擴展性也將大大加強。省網(wǎng)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)變化或?qū)崿F(xiàn)新的增值業(yè)務(wù)時，將不會對骨干網(wǎng)產(chǎn)生影響，反之亦然。而且，全國骨干網(wǎng)可通過BGP進一步實現(xiàn)對省網(wǎng)內(nèi)向外流量的更好控制。
4.2 OSPF路由協(xié)議的選擇
目前，可以用于大規(guī)模的ISP、同時又基于標(biāo)準(zhǔn)的IGP路由協(xié)議有OSPF和IS-IS兩種，均是基于鏈路狀態(tài)計算的最短路徑路由協(xié)議，采用同一種最短路徑算法(Dijkstra)。IS-IS為ISO標(biāo)準(zhǔn)路由協(xié)議，可支持無連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(CLNS)協(xié)議和IP協(xié)議，IS-IS路由協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化程度高，較OSPF更為成熟。OSPF是Internet工程工作組(1ETF)推薦的IP內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，在純IP環(huán)境中協(xié)議系統(tǒng)相對簡單。
從產(chǎn)品支持來看，OSPF廠家支持眾多，而且技術(shù)人員比較熟悉。為更好地支持多廠家環(huán)境，方便運行維護管理，建議國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)采用OSPF作為IGP協(xié)議。
4.3 骨干網(wǎng)BGP路由設(shè)計
國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)與各省網(wǎng)之間均采用BGP-4路由協(xié)議，而它們分別連接在國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)相應(yīng)的核心和骨干路由器上，這就要求這些路由器均要支持并啟動BGP-4路由協(xié)議。骨干網(wǎng)所有路由器必須在同一個自治域內(nèi)。
為了解決IBGP的全連接性問題，可采用路由反射器(RR)方式。在各網(wǎng)局的核心節(jié)點及北京市白廣路節(jié)點設(shè)置7組RR，將29個省網(wǎng)節(jié)點根據(jù)區(qū)域和物理鏈路的連接分別與7組RR實現(xiàn)對等(peer)關(guān)系，將7組RR設(shè)置為7個簇，彼此之間實現(xiàn)BGP的fullmesh連接，從而達到省網(wǎng)間路由的交換。RR功能可采用現(xiàn)有的骨干網(wǎng)路由器實現(xiàn)。
通過BGP-4可以控制不同路由的分布和傳播：全網(wǎng)的路由器均可透過IGP獲得缺省路由；省網(wǎng)路由是由骨干節(jié)點路由器通過EBGP從省網(wǎng)得到的，并傳播到全網(wǎng)。骨干節(jié)點路由器可以將不同省的省網(wǎng)路由打上不同的公用(community)標(biāo)識，核心節(jié)點上分布有所有省的路由。
4.4 骨干網(wǎng)IGP路由設(shè)計
a．OSPF分區(qū)設(shè)計：IGP采用OSPF路由協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞謪^(qū)如圖1所示。其中包括1個主干域和7個OSPF子域、9個核心節(jié)點。
b．IS-IS分區(qū)設(shè)計：IGP采用IS-IS路由協(xié)議時，可采用2層IS-IS結(jié)構(gòu)，也可采用1層IS-IS結(jié)構(gòu)。推薦采用1層IS-IS結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)動態(tài)的最短路徑路由選擇。作為網(wǎng)絡(luò)骨干匯接層，所有骨干路由作為IS-IS Level-2路由節(jié)點；每個節(jié)點在不同的域。
4.5 用戶路由策略
對于接入用戶，可采用以下2種路由策略：
a．靜態(tài)路由。用戶端采用缺省路由(default route)；網(wǎng)絡(luò)端配置靜態(tài)路由，并把用戶路由信息轉(zhuǎn)換到BGP路由。建議對小規(guī)�？蛻舨捎渺o態(tài)路由方式，以避免客戶路由波動對骨干路由造成影響。
b．BGP路由。采用EBGP與用戶交換路由信息；采用BGP的公用標(biāo)識不同的BGP路由信息，便于服務(wù)的提供。
可以根據(jù)不同業(yè)務(wù)類型向不同用戶提供BGP缺省路由、國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)和國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)用戶的BGP路由信息，或者全部Interllet BGP路由信息。需要在用戶接入處做BGP路由過濾控制。
在BGP用戶接人端口配置BGP阻尼(dampening)以減少用戶路由波動的響應(yīng)。需要對各種EBGP路由信息加上不同的公用字符串(communitystring)，保證網(wǎng)絡(luò)路由的易管理和易維護。
5 網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)接入
根據(jù)省網(wǎng)、城域網(wǎng)是ATM網(wǎng)或路由器網(wǎng)，相應(yīng)采用ATM，F(xiàn)E或POS方式與國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)骨干節(jié)點相連，接口速率可采用100 Mbit／s或155 Mbit／s。
5.1 路由器網(wǎng)接入方式
對采用路由器組網(wǎng)的省網(wǎng)、城域網(wǎng)可采用以太網(wǎng)方式和POS方式與全國骨干網(wǎng)相連。即兩個擬互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可采用FE口相連，也可采用POS口相連。推薦采用FE方式。
5.2 ATM網(wǎng)接入方式
對采用ATM交換機組網(wǎng)的省網(wǎng)、城域網(wǎng)可采用ATM方式、以太網(wǎng)方式和POS方式與全國骨干網(wǎng)相連。
采用ATM方式時，兩個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以ATM端口互聯(lián)，端口速率可采用155 Mbit／s。在支持MPLS的IP網(wǎng)絡(luò)中對ATM網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的處理有以下2種方式：
a．L3交換方式。在ATM網(wǎng)絡(luò)進入IP網(wǎng)絡(luò)PE節(jié)點上，把ATM業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換成IP業(yè)務(wù)，然后通過網(wǎng)絡(luò)對IP業(yè)務(wù)進行傳遞。
b．L2交換方式。在ATM網(wǎng)絡(luò)進入IP網(wǎng)絡(luò)的PE節(jié)點上對AALl，AAL3／4，AAL5進行終結(jié)，并把AALX報文作為鏈路層報文進行透傳，或以信元為單位直接透傳。采用該方式可實現(xiàn)基于AAL5的業(yè)務(wù)互通和AALl／2，AAL3／4的業(yè)務(wù)透傳。
對虛擬專用網(wǎng)(VPN)業(yè)務(wù)，可通過在互聯(lián)的ATM鏈路上為不同的VPN設(shè)定相應(yīng)的永久虛信道(PVC)來進行區(qū)分。在這種方式下，根據(jù)需要可在北京節(jié)點配置1臺ATM交換機設(shè)備，這樣，所有ATM網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)均可透傳至北京。若僅考慮IP業(yè)務(wù)的傳遞，則不需要設(shè)置ATM設(shè)備。
采用以太網(wǎng)方式時，兩個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以FE端口互聯(lián)。采用該方式可實現(xiàn)IP業(yè)務(wù)的傳送。采用POS方式時，兩個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以POS端口互聯(lián)，采用該方式可實現(xiàn)IP業(yè)務(wù)的傳送。
5.3 MPLS VPN
為滿足不同部門及業(yè)務(wù)的安全性和服務(wù)質(zhì)量要求，可采用VPN技術(shù)實現(xiàn)在單一網(wǎng)絡(luò)上的多個IP業(yè)務(wù)的有效隔離。
IP網(wǎng)絡(luò)上的VPN實現(xiàn)方式有多種，包括加密、隧道方式等。推薦采用MPLSVPN。
MPLSVPN是利用MPLS網(wǎng)絡(luò)，通過使用兩級標(biāo)記堆棧建立IP隧道，使用上層標(biāo)記實現(xiàn)標(biāo)記分組在MPLS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部轉(zhuǎn)發(fā)，使用下層標(biāo)記來識別不同的VPN。
在路由器網(wǎng)絡(luò)中MPLS VPN采用BGP／VPN方式。BGP是一個路由信息分布協(xié)議，它利用多協(xié)議擴展和共有屬性來定義VPN的連接性。在基于MPLS的VPN中，BGP只對同一個VPN的成員發(fā)布信息，通過流量分離來提供基本的安全性。VPN轉(zhuǎn)發(fā)表中包括與VPN—IP地址相對應(yīng)的標(biāo)簽。通過這個標(biāo)簽將數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)地點。既然標(biāo)簽代替了IP地址，用戶可以保持他們的專用地址結(jié)構(gòu)，無須進行網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)來傳送數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)入口，交換機選擇一特定的轉(zhuǎn)發(fā)表，該表中只包括VPN中有效的目的地址。
這種解決方案的優(yōu)勢在于可以通過相同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來支持許多種VPN，并不需要為每一個用戶建立單獨的網(wǎng)絡(luò)。而且，這種方案將IP VPN的能力內(nèi)置于網(wǎng)絡(luò)本身，因此，可以為所有用戶配置一個網(wǎng)絡(luò)來提供專用的IP網(wǎng)服務(wù)，而無須管理隧道或虛信道網(wǎng)絡(luò)(VC mesh)。QoS可為每個VPN提供特有的業(yè)務(wù)政策，而且QoS服務(wù)可與基于MPLS的VPN無縫結(jié)合，因為兩者都是基于標(biāo)記的技術(shù)。
6 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)性能
國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)主要指標(biāo)要求如下：
a．任意兩個節(jié)點間，從一個節(jié)點接入層設(shè)備入端口至另一個節(jié)點接入層設(shè)備出端口最大多次往返(round trip)端到端時延小于150 ms，包時延變化小于50 ms。
b．在標(biāo)準(zhǔn)包長下網(wǎng)絡(luò)負(fù)載率達到70％時，端到端丟包率小于10-3
c．全網(wǎng)路由的收斂與恢復(fù)速度小于40 s(呼叫時間間隔為10 s時)。
d．網(wǎng)絡(luò)的可用率不小于99．99％。
對路由設(shè)備的主要要求如下：
a．高可用性。設(shè)備支持高可用度體系結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵部件包括路由引擎、交換模塊、接口卡、風(fēng)扇系統(tǒng)
和電源等均有硬件冗余，單一部件的故障不影響網(wǎng)絡(luò)運行。骨干(匯聚)層路由器的可用性應(yīng)不小于99.999％。各線路卡具有熱插拔功能，部件的更換和增加不影響網(wǎng)絡(luò)的運行，交換模塊提供容錯功能，單個部件的故障不影響網(wǎng)絡(luò)的運行，服務(wù)不會中斷。
b．良好的可擴充性。采用高度模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，支持分布式處理，可通過增加處理器模塊來增強節(jié)點處理能力。
c．豐富的接口類型和足夠的接口數(shù)量。
d．根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不同級別的路由器設(shè)備具有不同的交換容量。
e．支持MPLS及MPLS／TE，MPLS／VPN。
f．支持IP QoS和CoS，具有阻塞管理和控制功能等。
7 網(wǎng)絡(luò)管理和時鐘同步
國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)骨干網(wǎng)網(wǎng)管中心按二級設(shè)置，在北京設(shè)置2個全國網(wǎng)管中心，分別設(shè)在白廣路和西單，互為備用，以提高可靠性。在各網(wǎng)(分)公司設(shè)置分網(wǎng)管中心。設(shè)置省網(wǎng)管中心，負(fù)責(zé)管理省網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。
全國網(wǎng)管中心全面負(fù)責(zé)全國骨干網(wǎng)的管理；各網(wǎng)(分)公司的分網(wǎng)管中心協(xié)助全國網(wǎng)管中心監(jiān)控骨干網(wǎng)中網(wǎng)(分)公司內(nèi)的部分，并在全國網(wǎng)管中心的授權(quán)下對設(shè)備進行更改和處理；省網(wǎng)管中心負(fù)責(zé)省內(nèi)網(wǎng)部分的管理。
國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)將同步于SDH傳輸網(wǎng)，由路由器的POS端口提取SDH傳輸鏈路的同步時鐘信息。建議西單節(jié)點的核心路由器設(shè)置為國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的時間服務(wù)器，為全網(wǎng)提供時間信號。
8 網(wǎng)絡(luò)地址編碼
國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)骨干網(wǎng)在對骨干網(wǎng)IP地址進行規(guī)劃的同時，應(yīng)充分考慮本地網(wǎng)對IP地址的需求，以滿足未來業(yè)務(wù)發(fā)展對IP地址的需求。IP地址的分配必須采用VLSM技術(shù)，保證IP地址的利用效率；采用無類別域內(nèi)路由選擇(CIDR)技術(shù)以減小路由器路由表的大小，加快路由器路由的收斂速度，也可以減小網(wǎng)絡(luò)中廣播的路由信息。
國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)按國家骨干網(wǎng)(含大區(qū)網(wǎng))、省(市)網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)(城網(wǎng))分級建設(shè)。IP地址的分配應(yīng)考慮全網(wǎng)的互聯(lián)互通。根據(jù)估算，平均每個地區(qū)網(wǎng)(城網(wǎng))至少需要2個C類地址空間；平均每個省網(wǎng)約需32個C類地址空間；北京、上海等直轄市網(wǎng)約需16個C類地址空間。按上述要求，若按統(tǒng)一分配地址空間考慮國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)總體IP地址需求，約為4個B類地址。M網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)均可透傳至北京。若僅考慮IP業(yè)務(wù)的傳遞，則不需要設(shè)置ATM設(shè)備。
