目前，隨著我國經濟的發展，電力行業隨之不斷地發展與壯大，電力通信網絡由傳統傳輸網絡逐步向多業務承載網絡進行演變。電力綜合數據通信網絡主要用于承載電力生產管理區和管理信息區的數據業務。隨著智能電網的提出，電力數據通信網絡將迅速發展，給電力綜合數據通信網的設計帶來一定的難度和挑戰。因此，如何做好電力項目綜合數據通信網的設計工作具有明顯的意義。本文結合某地區電力項目實踐，主要論述了電力項目綜合數據通信網的設計要點。

一、項目概述

某省電力綜合數據通信網按分層體系設計，分為核心層、骨干層、匯聚層和接入層。骨干網包括核心層和骨干層，采用 IP over DWDM+ATM PVC技術體制。地區網由骨干節點、匯聚節點及接入節點組成，利用千兆以太網路由器組網，采用 IP/MPLS技術。根據《電力二次系統安全防護規定》，綜合業務與調度業務之間需物理隔離，不同安全級別的綜合業務需邏輯隔離。因此，采用基于BGP/MPLS VPN的技術，對不同綜合業務劃分不同的VPN，在業務接入節點則用VLAN( 虛擬局域網) 技術實現邏輯隔離。本文針對地區城域網的設計進行論述。

二、網絡設計

2.1 網絡拓撲

設計地區電力城域網的網絡拓撲時，主要考慮：(1)IP數據流向。變電站的數據業務流向多為縱向，橫向業務較少。(2)傳輸鏈路。地區通信網傳輸系統的充裕程度、可靠程度是部分節點拓撲結構的重要制約因素。(3)節點的地理位置。需考慮節點之間的相互地理位置關系及光纜資源。(4)網絡的可靠性和冗余性要求。重要節點至少滿足N-1原則。某地區網包括骨干節點及覆蓋該地區2012年規劃范圍內所有220kV/110kV變電站和供電所節點，共有1個骨干層節點、10個匯聚層節點、36個接入節點。

2.2 路由協議設計

該省電力數據通信網對外呈現為一個統一、獨立的自治域，各地市數據網為二級域，該地區網延用省網統一自治域號 64512。在自治域內，采用I-SIS協議作為自治系統內部的路由，而對于MPLS VPN 的路由交換采用 BGP-4協議，在接入層則采用 靜態路由協議。該地區網路由域分成3個區域，區 域內的路由通過Level-1或 Level-2路由器管理，區域間的路由通過Level-2路由器管理。路由器由SYSID來唯一標識，同一區域路由器的區域ID相同。為減少路由上的不必要開銷，保證路由表的穩定，在各區域邊界路由器ARB上進行路由匯總。

由于MPLS VPN要求PE路由器之間建立IBGP連接，而數量眾多的PE路由器決定了IBGP 會話很多。為解決IBGP的全連接性問題，采用分布式BGP路由反射器RR(Route Reflector)，以減少IBGP會話的數量。BGP采用分層結構，設置二級RR，省級骨干網兩臺核心M120設為全網VPN-IPv4的一級RR;該地區骨干路由器M120和某變電站匯聚節點的M10i設為二級RR。所有的PE與兩臺BGP RR之間建立IBGP連接，BGP RR之間建立IBGP連接。

2.3 IP 地址規劃

主要對地區城域網中路由設備Loopback、城域網鏈路互連、交換機網管、VPN業務等的 IP 地址進行規劃。目前，該省電力數據通信網IP地址選用RFC1597文檔的私有A類IP地址中的1個B類地址空間，并作IP地址保存。根據唯一性、連續性、可擴展性及靈活性等原則，對IP地址作出詳細規劃。每個地區分配的IP地址空間是40個C類地址。其中，8個C類地址作為設備地址，32個C類地址作為互聯地址及業務地址。

三、VPN 部署及業務接入

3.1 MPLS VPN的部署

基于MPLS的VPN有3類： MPLS L3 VPN、MPLS L2 VPN及VPLS。MPLS L3 VPN通過IBGP 協議承載攜帶標簽的VPN路由信息，此時MPLS構成的VPN不是以完全透明的方式傳輸客戶端的流量。MPLS L2 VPN不能滿足點對多點的應用，而VPLS可通過模擬局域網交換機來構架客戶端基于L2交換的VPN網絡，VPLS相對于MPLS L3 VPN而言，無需介入用戶路由，對用戶完全透明。根據國內IP城域網的建設經驗，該地區電力數據通信網部署具有較好擴展性的MPLS L3 VPN，所有路由器設為PE，交換機設為CE。PE和CE之間的路由器協議采用靜態路由，在必要情況下部署動態路由。

3.2 業務接入方案

該地區電力數據通信網業務接入類型包括地區調度中心接入、廠站接入、供電所接入，各節點應用系統接入方案主要考慮MPLS VPN的部署和接入設備的配置。各節點接入應用系統通過各自的應用路由器和交換機接到節點的接入交換機 H3C-3600，各應用系統歸屬于獨立的VLAN，應用系統工作站的網關地址設為路由器(PE)的端口地址。

四、應用中的MTU問題分析4.1 MTU( 最大傳輸單元)

MTU指通信協議的某一層上面所能通過的最大數據報大小。而 PMTU(路徑最大傳輸單元)則是從源點到目的點的路徑上無需 分片的數據報的最大值，等于路徑上每一跳的MTU之中的最小值。以下是幾個與MTU相關的數值：

(1)1518。根據以太網傳輸電氣方面的限制，以太網幀最大不超過1518B。即路由器的接口MTU不應小于1518B，才能保證不分片傳輸。

(2)1 5 0 0。E t h e r n e t I I幀的結構為DMAC+SMAC+Type+Data+CRC，以太網承載上層IP協議的Data域等于最大的幀減去14B的幀頭和4B的幀尾CRC。即IP協議的MTU=1518-14-4，這就是以太網信息包最大值，也是默認值。

(3)1472。可以不分片發送的最大包長等于IP協議的MTU減去IP頭和ICMP頭(即1500-20-8=1472)，這就是在VPN下使用ping測試的最大值。當終端機能在不分片的情況下 ping通1472字節的包時，說明網絡通信正常。

4.2 實例分析

在220kVA變電站J6350接入MIS內網時，出現了ping測試正常但應用系統無法正常訪問的問題，而該變J6350互聯的220kV變電站M10i可正常訪問內網。其主要原因是PMTUD 過程失敗。PMTUD故障主要是ICMP不可達造成，當本機的MTU大于路由器網關的MTU時，路由器不能正確發送ICMP消息，原始主機的PMTUD失敗。主機無法發現需要減小的包，上層協議繼續嘗試發送大包，造成大包被丟棄，業務訪問不正常。

通過資料分析得知，M10i路由器GE接口和FE接口的MTU 默認值為1514，最大值為9192;而J6350路由器的FE接口的MTU默認值和最大值均為1518。當J6350與M10i互連時，需保證兩端接口的MTU值一致。Juniper的M系列路由器具有vrf-mtu-check的功能，默認情況下是不啟用的。當主機發送不分片的大包時，該命令用于發送ICMP信息給主機，提示主機需對IP包進行分片傳送，以完成PMTUD過程。因此，在M10i上配置vrf-mtu-check后，解決了問題，應用系統訪問正常。

五、結束語

綜上所述，本文就某地區電力項目綜合數據通信網的設計探討，通過項目建成了以光纖網絡、IP/MPLS 傳輸方式、覆蓋地區分析得知，在此業務平臺上，成功地集成了數據、視頻等多種業務，取得了很好的效果，旨在為電力公司提供參考與借鑒。