電力數據網設計條例探討

　　0引言
　　
　　電力部門圍繞電力綜合網和調度專網的爭論隨著國家經貿委關于網絡安全文件的下發而暫時告終。各網、省公司將分別建設電力調度數據網（SPDnet）和電力信息網（SPInet）。為規范網絡設計的內容深度，筆者總結多年來在電力數據專網設計方面的經驗，整理出此文，以期對建設和設計SPDnet或SPInet的單位有所幫助。為敘述方便，本文將以SPDnet為主，適時補充SPInet的內容。
　　
　　1初步設計文件的總體要求
　　
　　a．編制初步設計文件的主要依據是批準的可行性研究報告和設計任務委托書。設計單位必須認真貫徹國家的有關技術方針政策，執行國家和電力行業頒發的有關規范、規程、規定和標準。
　　
　　b．數據網絡工程的初步設計宜在較為明確的通信傳輸網絡規劃的基礎上進行。設計單位應向建設單位等部門搜集資料，準確掌握設計的基礎資料和條件。
　　
　　c．設計文件的深度應滿足下列基本要求：（1）作為施工圖設計的依據；（2）供主要設備和材料采購用；（3）供控制基建投資用；（4）供施工準備和生產準備用等。
　　
　　d．鑒于數據網絡技術的快速發展，初步設計文件應詳細說明設計中所采用的新技術及其在技術上的*性、經濟上的合理性和在本工程采用的可能性，并說明其在科研、試驗、設備制造方面已進行的工作和在其他公網或專網中的應用情況，以及在本工程中所能發揮的實效和其在施工、運行中需注意的事項。
　　
　　e.初步設計概算應準確反映設計內容，其深度應滿足控制投資、計劃安排的要求。
　　
　　f．初步設計文件應確切、清楚、完整、統一，簽署齊全，文字說明簡練，印制質量良好。
　　
　　2初步設計文件
　　
　　工程初步設計文件應包括下列內容：（1）初步設計說明書；（2）設計圖紙；（3）設備和主要材料清單；（4）工程概算書；（5）必要的附件。
　　
　　3初步設計說明書內容
　　
　　3.1總則
　　
　　3.1.1設計依據
　　
　　以下文件是設計的依據：（1）工程設計任務書或設計委托書；（2）工程設計合同；（3）工程可行性研究報告及其批準文件；（4）電力通信傳輸網規劃及其批準文件；（5）其他有關的審批文件。
　　
　　3.1.2工程概況
　　
　　概述項目的規劃設計及可行性研究等前期工作情況、擬建和擴建的數據網性質和規模、采用的技術體制和承載的業務類型以及在電力系統中的作用。
　　
　　3.1.3設計范圍
　　
　　設計范圍應以工程設計任務書或工程設計合同中明確的范圍為準，一般包括下述內容：（1）電力數據網絡的技術體制；（2）網絡拓撲結構、電路安排和路由分區；（3）網絡功能和業務范圍；（4）交換節點、接入節點及網絡管理中心等設備的配置方案和布置要求；（5）各類承載業務的入網方案；（6）相關網絡之間的互聯方案；（7）網絡安全；（8）網絡性能指標；（9）網絡設備的技術要求；（10）網絡地址編碼原則；（11）網絡管理；（12）主要設備清單。
　　
　　3.1.4設計原則
　　
　　a．設計水平年原則上應與電力通信傳輸網絡規劃的設計水平年相一致，也可按設計任務書中確定的設計水平年。初步設計要考慮設計水平年和遠景年兩個階段，設計水平年用于確定網絡投產年應達到的功能、承載業務和配置規模；遠景年用于確定網絡容量和相關設施的擴展裕度。
　　
　　b．設計原則可在設計任務書中明確，也可以與設計委托單位或有關主管部門商定后以紀要或協議的方式明確。設計原則一般包括網絡技術體制、網絡承載業務范圍、網絡容量和規模、網絡的標準化要求、設備的配置和布置要求等。
　　
　　3.2電力系統概況
　　
　　a.概述電網的現狀、特點及設計水平年的發展規模，說明承載業務的類型及數量、網絡的用戶范圍等。
　　
　　b.概述電力微波、光纖等主干傳輸網和各接入廠站傳輸電路的現狀及設計水平年的發展規劃。
　　
　　c.概述調度系統各種數據（SPinet需增加話音、視頻、多媒體）承載業務的現狀及設計水平年的發展規模。可用表格方式列舉擬承載的各類應用業務現有設備的軟硬件接口配置情況。
　　
　　d.概述擬互聯網絡的現狀及發展規模。
　　
　　3.3業務類型和需求分析
　　
　　a．網絡業務劃分：SPDnet的數據業務可按實時應用和非實時應用劃分，也可從網絡安全角度按安全區域劃分。SPInet的業務類型可按數據業務、話音業務、視頻業務和多媒體業務劃分。為確定網絡技術性能指標，也可按照ITU-T的有關規定，按業務的特性劃分。
　　
　　b.用戶業務類型：根據網絡的現狀和發展，說明調度范圍或電力企業內各類應用業務的具體內容以及連接方式傳輸時延等方面的要求。
　　
　　c．網絡需求分析和業務流量統計：網絡的需求分析應以設計水平年的近期業務需求為主，兼顧遠景年的業務發展。應說明各類業務的傳輸頻度和速率、在網絡節點間的主要流向等，并進行主要交換節點的業務流量統計。業務流量統計時，對質量和可靠性及時延要求高的業務要詳細分析，并按峰值進行統計計算。一般的非實時業務可用估算的方法按平均值統計計算。
　　
　　3.4網絡技術體制
　　
　　a．網絡技術體制和通信協議：根據網絡需要承載的業務類型和通信傳輸通道狀況，結合網絡技術體制和通信協議的發展情況，針對SPDnet和SPInet的實際要求，對各種可能應用的網絡技術從網絡連接方式、糾錯能力、流量控制方式、傳輸時延、傳輸通道的利用程度、通信協議的支持程度等主要技術性能方面進行詳細說明。
　　
　　b．分析比較并確定方案：根據擬建和擴建網絡的業務類型、對傳輸質量的要求，以及傳輸通道的現狀和發展規劃，結合對不同網絡技術體制和通信協議的主要性能特點的說明，從技術性能和投資等方面分析比較采用不同網絡技術體制和通信協議方案的優缺點，以確定擬建或擴建網絡應采用的技術方案。
　　
　　3.5網絡功能
　　
　　電力數據網絡應具有如下功能：（1）提供多種傳輸接口和適配功能；（2）連接和差錯管理功能；（3）提供不同業務質量等級；（4）流量管理和擁塞控制；（5）同步和定時功能；（6）支持各種網關協議和互聯網絡協議。
　　
　　3.6網絡拓撲結構
　　
　　a.網絡層次：概述網絡層次結構及擬建或擴建網絡在電力專網中所處位置。
　　
　　b．網絡拓撲結構：根據電力傳輸網的現狀和規劃，說明擬建網絡的形狀（網狀網、星形網或混合網）
　　
　　和拓撲結構。確定網絡的拓撲方式和骨干、核心交換節點的設置地點，以及接入節點的設置地點。根據網絡業務流量的統計分析，確定網絡中繼帶寬和接入帶寬要求。
　　
　　3.7網絡安全
　　
　　應從邏輯、物理、管理等方面說明電力專網的安全設計要求。尤其對SPDnet應詳細描述其安全性要求、安全防護措施及與離線業務的隔離措施，并說明電力專網與因特網的安全隔離要求。
　　
　　a.網絡安全要求：從廣域網和局域網分別敘述網絡層安全要求。
　　
　　b．網絡安全技術：分別敘述防火墻、加密和驗證、口令和安全策略等網絡安全技術，并提出在工程中的應用意見。
　　
　　c．網絡安全方案：分別提出對廣域網、局域網的安全訪問控制方案，以及電力數據網的網絡安全管理原則和機制。
　　
　　3.8傳輸鏈路
　　
　　a.傳輸鏈路的質量和標準：針對光纖、微波等不同類型的傳輸電路，分別說明對傳輸鏈路的質量要求。
　　
　　b．中繼電路組織：用圖紙或表格的方式，詳細說明核心節點之間、核心節點與骨干節點之間以及骨干節點之間每一條中繼鏈路的具體安排和走向（如起點、終點、中繼容量、經過的主要傳輸電路）。
　　
　　c．接入節點的鏈路組織：用圖紙或表格的方式，詳細說明接入節點與核心節點或骨干節點之間每一條鏈路的具體安排和走向（如起點、終點、中繼容量、經過的主要傳輸電路）。
　　
　　3.9入網方案
　　
　　根據工程具體情況，說明各類業務的入網方案。
　　
　　a．數據業務入網方案：用文字或圖紙的形式逐項說明不同數據業務的入網方案。其接入方案一般包括采用的網絡通信協議、連接方式、端口速率以及需要增加的接口設備等。入網方案中應說明實時數據業務與其他業務的安全隔離措施及質量等級要求。
　　
　　b.話音業務入網方案：用文字或圖紙的形式逐項說明不同話音業務的入網方案。其接入方案一般包括采用的網絡通信協議和信令標準、連接方式、端口速率以及需要增加的接口設備等。入網方案中應說明不同話音業務的質量等級要求。
　　
　　c．視頻業務入網方案：用文字或圖紙的形式逐項說明不同視頻業務的入網方案。其接入方案一般包括采用的網絡通信協議、連接方式、端口速率以及需要增加的接口設備等。入網方案中應說明不同視頻業務的質量等級要求。
　　
　　3.10網間互聯
　　
　　根據工程實際情況，說明本網絡與其他相關網絡的互聯方案。網絡的互聯設計內容包括被連網絡配置概況、網絡互聯的連接地點、采用的網絡技術和通信協議、通道流量、互聯中繼帶寬、端口速率、網絡安全性、費用估算。網絡互聯方案可用圖紙的方式表示。方案中應說明與網管中心互聯的要求。
　　
　　3.11網絡容量和性能
　　
　　a．說明設計水平年和遠景年網絡各類中繼線路的傳輸速率。
　　
　　b．按設計水平年和遠景年確定網絡各層次交換節點的交換容量。
　　
　　c．提出網絡質量要求，明確節點處理時延、路由傳輸時延、包丟失率、網絡故障時路由重構時間等指標。
　　
　　d．從鏈路、節點和路由3方面的可靠性確定網絡可用率，并分別說明網絡設備的平均*時間（MTBF）、網絡設備可用率、對主要網絡設備重要模塊的備份要求。
　　
　　e.確定各類中繼端口和用戶端口的技術規范,如應符合的標準名稱和編號、端口傳輸速率、匹配阻抗等。
　　
　　f．說明網絡的時鐘同步方式和對時鐘源的接口要求以及時鐘同步精度指標。
　　
　　3.12網絡地址編碼和分配
　　
　　網絡的地址編碼必須嚴格執行標準和電力行業的有關規定。設計文件中可說明擬建網絡的地址分配原則、編碼方式、編碼結構和數量。
　　
　　3.13網絡管理
　　
　　a．確定網管中心的設置地點，概述網絡管理原則。
　　
　　b．分別說明網管系統的配置管理、性能管理、安全管理、故障管理、計費管理等具體功能要求。
　　
　　c．確定網管中心的軟硬件平臺、人機界面要求以及與上下級網管中心交換信息應支持的通信協議。
　　
　　d．確定各節點與網管中心以及本網管中心與上下級網管中心之間的網管信息傳輸通路。
　　
　　3.14網絡設備配置
　　
　　a．提出數據網絡設備和儀器儀表的配置原則。
　　
　　b．交換節點設備配置：根據網絡拓撲圖中各交換節點在設計水平年的中繼通道數量和中繼帶寬設計，確定各交換節點設備各種端口的配置數量和技術性能要求；根據遠景年的規劃容量，確定各交換節點的機箱或機柜配置要求。交換節點的設備配置可用表格形式按節點分別列出。
　　
　　c．接入節點設備配置：根據各接入節點在設計水平年的業務類型和數量，確定各接入節點設備各種端口的配置數量和技術性能要求；根據各接入節點遠景年規劃發展，確定各接入節點的機箱或機柜配置要求。接入節點的設備配置可用表格形式按節點分別列出。
　　
　　d．網管系統設備配置：確定網管系統工作站／服務器、顯示器、打印機等設備的軟硬件配置要求。
　　
　　e．輔助設備配置：按網絡設備的耗電情況，確定各節點電源設備的配置容量等要求；根據具體工程情況，確定有關通信傳輸設備及配線架的配置要求。
　　
　　f．測試儀器配置：列出數據網絡安裝、調試、運行維護過程中必須配置的工具和儀器、儀表，并說明工具的技術要求和儀器、儀表的技術指標。
　　
　　3.15網絡設備布置
　　
　　a．交換節點設備布置：提出交換節點的設備布置要求，內容包括機房平面布置圖、網絡設備對機房樓板的負重、機房的環境溫度和濕度、供電電源的類型和電壓值、接地電阻數值、防塵和防靜電及抗干擾等要求。
　　
　　b．接入節點設備布置：提出接入節點的設備布置要求，內容包括機房平面布置圖、網絡設備對機房的環境溫度和濕度、供電電源的類型和電壓值、接地電阻數值、防塵和防靜電及抗干擾等要求。
　　
　　c．網管系統設備布置：提出網管系統硬件設備的布置要求，內容包括機房平面布置圖、工作站／服務器對機房的環境溫度和濕度、供電電源的頻率和電壓值、接地電阻數值、防靜電等要求。
　　
　　3.16設備和主要材料清單
　　
　　應根據初步設計的推薦方案編制設備和主要材料清單。該清單是編制初步設計概算書的依據之一。
　　
　　根據網絡設備的配置要求，列出各個節點的設備清單。設備清單可附在初步設計說明書中，也可單獨成冊。
　　
　　為保證概算書編制的準確性和設備采購中費用的控制，設備清單可分站按節點分別列出。清單的要素包括設備名稱、設備中繼／用戶端口類型、性能要求、單位、數量等。
　　
　　設備和主要材料清單可分為2種表，一種是按網絡節點的統計表，另一種是匯總表。
　　
　　4主要設計圖紙
　　
　　根據SPDnet和SPInet不同承載業務要求，可繪制下列部分或全部圖紙：（1）現有及設計水平年電網地理接線圖；（2）電力傳輸網現狀圖及設計水平年規劃圖；（3）調度自動化信息傳輸網現狀和規劃圖；（4）各類管理信息傳輸網現狀和規劃圖；（5）數據網絡拓撲結構圖；（6）交換節點業務入網典型接線圖；（7）接入節點業務入網典型接線圖；（8）數據業務入網典型接線圖；（9）話音業務入網典型接線圖；（10）視頻業務入網典型接線圖；（11）多媒體業務入網典型接線圖；（12）交換節點設備典型配置圖；（13）接入節點設備典型配置圖；（14）網絡設備機房平面布置圖；（15）供電電源系統圖。
　　
　　5其他
　　
　　設計內容還應包括工程概算書以及附件，如：（1）工程設計任務書或設計委托書；（2）工程前期規劃、可行性研究的審查意見；（3）主管部門的有關文件和主要設計原則紀要或協議。