建设电力综合业务数据网

1 电力系统数据通信的应用要求

随着电网运行管理水平和自动化程度的不断提高，对信息传输的需求越来越高，用发展的眼光看，电力系统数据通信的应用将主要有下列几类：

1．1 数据业务

(1)高速数据传送；实时数据(如：厂站远动信息、故障录波器数据、电能量计量数据等)；其他数据(如：电子邮件、电子数据交换、信息检索等)。

(2)局域网之间的高速互连；如：EMS／SCADA系统间实时调度信息、MIS系统之间的管理信息等。

(3)高分辨率图象数据

(4)大容量文件传送。

(5)宽带可视图文。

1．2 话音业务

(1)调度电话。

(2)行政电话。

1．3 视频及多媒体业务

(1)会议电视。

(2)远程视频监视。

(3)可视电话。

(4)远程教育。

(5)多媒体电子信箱。

(6)多媒体信息检索。

电力系统各类应用业务的传输要求，呼唤建设一个支持多种类型的话音、数据、视频和图象业务的综合网络，以节省通道建设费用，提高带宽利用率。

2 网络通信协议的选择

近几年数据通信网络的发展十分迅猛，网络传输技术从X.25、DDN、帧中继(FR)发展到ATM、IP，给了网络建设者们充分的选择余地。

2．1 DDN与分组交换技术的区别

电力系统目前的数据通信有DDN和X.25分组交换方式。DDN主要用于专线网络，与现有数字微波上的脉码调制设备(PCM)的区别在于DDN以网络方式对各条专线进行管理，其中的时隙交叉连接能方便地对通信线路进行调度，而线路迂回及接口备份功能使专线服务更加可靠和灵活。DDN提供全面的带宽管理，高速达N×64kbps；低速至2.4~9.6kbps，并提供音频、视频和数字等多种业务的接口，便于声音、图像及数据通信业务的接人。但DDN 在用户业务接入的使用过程中，其带宽的物理资源是独占的。

分组交换技术在网络的交换节点之间采用多种路由，网络根据通道误码、拥塞和最短路径等条件对路径进行选择。利用分组交换技术，信道只在分组发送期间才被占用。分组在源和目的之间点对点单独发送，并在目的地重新组装成正确的序列。其虚电路复用技术，在一条物理电路上同时进行多个用户终端之间的通信，大大提高了通信电路的利用率。对线路的动态统计时分复用降低了用户在通信线路上的使用费率。目前，分组交换已成为数据通信网络的主导交换技术。

分组交换与电路交换不同的是，分组交换网络使用多个开关，允许数据传输的负载分配到其它交换机上，在设计网络拓扑结构时，一般将交换节点设有三个以上的中继通道，使网络在交换和线路失效或繁忙时也能够发送分组。因此，分组交换网与电路交换网相比，

可向用户提供更强的可用性和可靠性。分组交换技术包括传统分组和快速分组，前者采用X．25技术，后者采用帧中继或ATM技术。

2．2 X．25分组交换协议

X.25的基本技术是数据分组交换、存储转发和虚电路，并以分组为单位进行严格的差错检验和差错重发，使数据传输正确且数据重发率降低。X．25的虚电路技术是基于连接的机制，电路的连接建立之后采用按需占用方式使用物理电路，在一条物理电路上可以同时建立多条虚电路，从而充分地利用了电路的带宽。

X.25协议覆盖OSI模型的一、二、三层，主要提供永久虚电路(PVC)和交换虚电路(SVC)。该协议的特点是提供大量错误检测和数据重新传输，即从报文发送点到接收点的每一步都要进行存储和处理，如重新建立帧头、帧尾并检查数据是否出错，因此，在传输线路质量很差的情况下也可获得较高的可靠性。

X.25分组交换技术的应用是建立在模拟线路和低智能化用户终端基础上的，复杂的网络协议在为用户带来高可靠性数据传输的同时，也带来了高时延的缺点。随着数字传输技术的不断发展和用户终端设备智能化的日益提高，X.25协议将难以适应当今数据通信对宽带、高速、低时延的要求。

2．3 帧中继(FR)协议

FR技术是在分组技术充分发展、数字与光纤传输线路逐渐替代模拟线路、用户终端日益智能化的条件下诞生并发展起来的。FR仅完成OSI模型物理层和链路层的功能，将流量控制；纠错等留给智能终端去完成；同时，FR采用虚电路技术，充分利用网络资源，具有吞吐量高、适合突发性业务等特点。

FR技术主要用于传递数据业务，它将数据信息以帧的形式进行传送。FR传送数据信息所使用的传输链路是逻辑连接，而不是物理连接，在一个物理连接上可以复用多个逻辑连接，使用这种机制实现带宽的复用和动态分配。FR协议简化了X.25的第三层功能，使网络节点的处理大大简化，提高了网络对信息处理的效率。在链路层完成统计复用、帧透明传输和错误检测，但不提供发现错误后的重传操作。

省去了帧编号、流量控制、应答和监视等机制，节省了交换机的开销，提高了网络吞吐量、降低了通信时延。FR具有较大的交换单元，其帧长度可达4096字节／帧，适合于封装局域网的数据单元。其提供的带宽管理和防止阻塞的机制，能够有效地利用预先约定的带宽，并允许用户的突发数据占用未预定的带宽，以提高整个网络资源的利用率。与X.25分组交换一样，FR也是面向连接的交换技术，可以提供PVC和SVC业务。

由于FR传送数据的肘延抖动较大，不适合传送时延敏感的信息。

2．4 ATM技术

ATM是在90年代后兴起的一种宽带网络通信技术，适应多媒体技术的发展，满足话音像等综合业务对宽带通信的要求。

数据和图ATM信元的固定长度为53字节，由于其格式固定且长度较短，便于大规模集成以加快硬件处理从而提高交换速度并降低时延。ATM技术将传输、复用和交换技术融为一体，能够采用2、34、51、155 和622 Mbps等多种中继速率对数据、话音和图像等业务进行传输。

作为一种面向连接的技术，当发送端想要和接收端通信时，ATM发送一个要求建立连接的控制信号，接收端通过网络收到该控制信号并同意建立连接后，一个虚拟线路就会被建立。同时，虚拟线路上所有的中继点都会建立线路映象表。虚拟线路建立后，需传送的信息即被分割成53个字节的信元，经网络送到对方。在以ATM技术为基础的网络上，信元的复用与交换处理方式与所传送的信息类型无关，ATM网络所处理的是形式相同的固定长度的信元，可省去许多不必要的检验，直接运用硬件加快处理—速度，有效提高交换与复