2020電力骨干通信網(wǎng)信息流模型與流量測算

電力骨干通信網(wǎng)信息流模型與流量測算引言電力信息通信網(wǎng)是電網(wǎng)生產(chǎn)及電網(wǎng)企業(yè)經(jīng)營管理的基礎支撐平臺，承載和傳輸各類電網(wǎng)生產(chǎn)監(jiān)視、調度、控制、生產(chǎn)及企業(yè)辦公、經(jīng)營與管理等信息與數(shù)據(jù)，是電網(wǎng)安全生產(chǎn)及企業(yè)高效運營的重要保障。研究電力信息通信全業(yè)務信息流模型，對于了解電力通信業(yè)務的保障要求，合理規(guī)劃網(wǎng)絡架構、系統(tǒng)容量，優(yōu)化選擇傳輸技術體制，評估網(wǎng)絡承載業(yè)務的風險均具有重要意義[1]。電力骨干通信網(wǎng)業(yè)務按照電力信息通信網(wǎng)承載的業(yè)務特性分類，由電力骨干信息通信網(wǎng)承載的業(yè)務包括兩類，第一類是電網(wǎng)生產(chǎn)業(yè)務，包括電網(wǎng)生產(chǎn)實時調控業(yè)務、電網(wǎng)生產(chǎn)管理業(yè)務、企業(yè)管理信息化業(yè)務。繼電保護及安全穩(wěn)定控制、調度自動化、配電自動化等。除了電網(wǎng)生成調度業(yè)務外，輔助電網(wǎng)調度管理、運行的新型業(yè)務也是未來電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展GIS（geographicinformation企業(yè)管理信息化業(yè)務主要包括：服務于公司日常工作的管理服務業(yè)務及信息化業(yè)務。其中，管理服務業(yè)務包括行政交換業(yè)務、電視電話會議業(yè)務、應急指揮通信業(yè)務等；公司信息化業(yè)務主要包括人力資源管理、財務管理、物資管理、規(guī)劃管理、項目管理、運行管理、生產(chǎn)管理、營銷管理、協(xié)同辦公、綜合管理等業(yè)務。企業(yè)信息化管理的內涵也在不斷豐富和擴大，除傳統(tǒng)的支撐

[2]。因此，網(wǎng)絡流量模型是對實際信息通信網(wǎng)絡上的各種應用的抽象和總結，有了網(wǎng)絡流量模型就可以對新的應用進行分析和匹配，并預測未來可能產(chǎn)生的流量，為網(wǎng)絡規(guī)劃和設計提供依據(jù)[3]。（1）單類業(yè)務流量計算式電力通信網(wǎng)承載的業(yè)務包括電網(wǎng)生產(chǎn)和管理信息化業(yè)務。按照通信網(wǎng)承載的模式劃分，又可以分為專線業(yè)務和IP業(yè)務。1圖1基于專線承載的智能電網(wǎng)信息流模型基于上述分析，專線類業(yè)務的帶寬流量計算如式（1）所示：企業(yè)基本管理、運作的企業(yè)信息化系統(tǒng)外，未來

BzxBKr

(1)集中式客服中心、一體化會議電視系統(tǒng)、云終端等技術的應用，也將成為電力信息通信需要重點保障的企業(yè)管理信息化業(yè)務。電力骨干通信網(wǎng)信息流基礎模型公司電力骨干通信網(wǎng)承載了公司電網(wǎng)生產(chǎn)、經(jīng)營及管理信息化等各種應用，對于其中的管理信息化應用，上述應用系統(tǒng)的部署層級、信息流向、用戶數(shù)量、并發(fā)比例以及每位用戶占用的網(wǎng)就必須對應用系統(tǒng)的通信特征進行分析，按照不

IP業(yè)務的基礎流量，Kr為N-1保證主用通道的同時，要考慮一條備用通道。2所示。2IP網(wǎng)絡承載的通信網(wǎng)信息流模型基于上述分析，IP類業(yè)務的帶寬流量計算式如下所示：電力骨干通信網(wǎng)承載的典型電網(wǎng)生產(chǎn)業(yè)務包、。BIP

BNCU

(2)

常規(guī)電網(wǎng)生產(chǎn)業(yè)務信息流模型rIP業(yè)務的業(yè)務流量，B為某類專IPNIP業(yè)務的用CIPKr為某類專線業(yè)務的可靠性系數(shù)，如考慮主備用通道，則可靠性系數(shù)取2Ur為P70%。對于IP類業(yè)務應用，由于業(yè)務應用及IP通信時分復用的特性，需要在容量規(guī)劃時考慮一定的并發(fā)比例系數(shù)；而對于時分業(yè)務，此類業(yè)務對傳輸時延要求嚴格，業(yè)務一般獨占通道資源，其并發(fā)比例系數(shù)一般都取值100%。（2）典型節(jié)點的業(yè)務流量模型電力系統(tǒng)中典型的業(yè)務節(jié)點主要包括：各級調控中心、各電壓等級變電站、各級電網(wǎng)行政管理機構、供電所、營業(yè)廳及各級直屬單位等，由于節(jié)點類別與生產(chǎn)、管理的屬性差異，每類節(jié)點具有不同的業(yè)務需求，但同類節(jié)點一般具有同質化的業(yè)務。計算典型節(jié)點的業(yè)務流量對于在通信網(wǎng)規(guī)劃設計中該節(jié)點配置的傳輸設備技術體制選擇及容量規(guī)劃具有非常重要的指導價值。典型節(jié)點的業(yè)務流量分為兩部分：

3圖3匯聚型業(yè)務信息流向模型區(qū)段型業(yè)務主要發(fā)生在站間，傳輸站間采集數(shù)據(jù)及控制指令，實現(xiàn)電網(wǎng)的快速控制，如繼電保護業(yè)務。站間型業(yè)務流向模型如圖4所示。圖4站間型業(yè)務信息流向模型由于上述兩類業(yè)務不同的需求特性，其在通i BiBzxi

(3)

信網(wǎng)傳輸容量的影響及容量規(guī)劃方面有不同的影iBzx為第i類節(jié)點匯聚上聯(lián)的專線業(yè)務流量，BIP

響。匯聚型業(yè)務會逐層匯聚，對每層級的電力通信網(wǎng)傳輸容量均有影響，而區(qū)段型業(yè)務僅需考慮iiIP業(yè)務流量。

i所在傳輸區(qū)段的容量配置，對上級網(wǎng)絡沒有影響。GIS業(yè)務流量模型5GIS（登（1務流量測算時采用每類操作產(chǎn)生的最大業(yè)務流11.03Mbit/s，

5GIS業(yè)務流向模型2.31Mbit/sGIS的業(yè)務節(jié)點主要包括：總部、分部、省公司、直屬單位、地市公司、縣公司、供電所、營業(yè)廳和變電站?？偛?、分部、省公司及直屬單位節(jié)點用GIS的業(yè)1.03Mbit/s；地市公司、縣公司、供電所、營業(yè)廳和變電站等基層用戶需要進行電網(wǎng)地理信息數(shù)據(jù)的維護，單用戶基礎業(yè)務流量為2.31Mbit/s?？紤]不同的并發(fā)用戶數(shù)量，按照式（2S2。表1電網(wǎng)GIS不同操作的業(yè)務流量類別 操作類型 操作內容 業(yè)務流量/（Mbit·s-1）通用類操作登錄客戶端登錄0.43打開地理圖、漫游1.03簡單查詢快速查詢0.23復雜查詢查看臺賬0.2場景導航三維信息0.98生產(chǎn)類操作分析類饋線分析0.4停電范圍分析0.4開關置位0.39設備三維水平及垂直量測0.51設備刪除設備刪除0.83設備新增桿線同步0.43設備移動快速編輯0.64異動管理打開異動圖紙2.01生成異動圖紙2.31表2典型電網(wǎng)節(jié)點的GIS業(yè)務流量-1點 /s） 用戶數(shù)個-1并發(fā)系數(shù) 節(jié)點業(yè)務流量/（Mbit·s）總部1.0310003%30.9分部1.0320100%20.6省公司1.0350100%51.5直屬單位1.0330100%30.9地市公司2.3130100%69.3縣公司2.3140100%92.4供電所2.314100%9.24營業(yè)廳2.311100%2.31變電站2.311100%2.31電網(wǎng)統(tǒng)一視頻監(jiān)控業(yè)務流量模型電網(wǎng)視頻監(jiān)控也是近年來應用逐步廣泛的一類占用網(wǎng)絡帶寬較大的電網(wǎng)業(yè)務，其主要目的為實現(xiàn)電網(wǎng)視頻監(jiān)控的平臺化應用，為輸變電狀態(tài)（控應急指揮、調度中心等提供統(tǒng)一視頻調用服務，形成更加全面和完善的企業(yè)級視頻信息共享利用。系統(tǒng)一般采用二級部署、多級應用模式，針對不同的應用規(guī)模，存在兩種模式：集中式和單元式部署模式。集中式部署模式是在視頻監(jiān)控點較少的情況下，通過在省公司集中部署視頻服務，實現(xiàn)視頻質量集中檢測、診斷，并通過流媒體服務集中轉分發(fā)方式獲取檢測所需的視頻數(shù)據(jù)。單元式部署模式是在視頻監(jiān)控點比較多的情況下，在部分采集點部署視頻服務器，所需數(shù)據(jù)原則上通過同級流媒體服務轉分發(fā)獲取，實現(xiàn)視頻本地監(jiān)測和獲取，減少上聯(lián)帶寬的占用。通常按照不同質量的圖像傳輸要求，單路1080P4Mbit/s20.5~1Mbit/s壓等級的變電站；營業(yè)廳等場所通常使用高清模式即可滿足應用需求，因此在單個變電站業(yè)務流4Mbit/s

2Mbit/s計算。電網(wǎng)統(tǒng)一視頻監(jiān)控平臺采用流媒體轉分發(fā)機制，多個用戶同時調用同一路視頻時，只占用一路前端到流媒體服務器的帶寬?？h級、地市級用戶在調用然后再回到縣或市客戶機，在集中部署模式下，2倍，集中部6所示。對司服務器建立起連接后，地市公司用戶直接從本地流媒體服務器上獲取視頻流，該業(yè)務流為本地局域網(wǎng)流量，單元部署模式下統(tǒng)一視頻業(yè)務流向模型如圖7所示。428路計算，根據(jù)式（2，4Mbit/s×8×2×100%=64500kV及以上變電站，由于電網(wǎng)調控、運檢kV40804Mbit/s×50×8%=166路4Mbit/s×6×1×100%=242Mbit/s×6×1×100%=12Mbit/s。6集中部署統(tǒng)一視頻業(yè)務流向模型7單元部署統(tǒng)一視頻業(yè)務流向模型骨干通信典型管理信息化業(yè)務流量模型電力信息通信網(wǎng)承載的典型電網(wǎng)企業(yè)管理信ERP

發(fā)展、建設、運檢、營銷等各業(yè)務部門工作管理支撐信息系統(tǒng)等；“十三五”期間，按照公司統(tǒng)一部署和要求部署模式發(fā)生較大變化，對網(wǎng)絡承載IMS各類業(yè)務流量模型研究如下。電網(wǎng)企業(yè)信息化業(yè)務流量模型當前的信息化系統(tǒng)按照部署模式主要分為：集中部署模式和兩級部署模式。如圖8所示，不同的部署模式的信息化業(yè)務對于各層級網(wǎng)絡的流量需求不同，集中部署的信息系統(tǒng)，總部、分部、省公司、地市縣公司用戶都需要訪問，各層級的用戶業(yè)務流量需要穿通地市通信網(wǎng)、省公司通信網(wǎng)、省際通信網(wǎng)，產(chǎn)生的業(yè)務流量對各層級網(wǎng)絡的容量需求均有影響；兩級部署的系統(tǒng)，部署在省公司的業(yè)務系統(tǒng)，僅本省及所屬地市縣用戶訪問，業(yè)務流量到省公司通信網(wǎng)即終結，不會上傳至省際通信網(wǎng)。因此，在通信網(wǎng)規(guī)劃時需要考慮系統(tǒng)的部署模式及各層級

用戶的流量貢獻與需求，其中，省公司通信網(wǎng)的容量除了要考慮地市縣公司訪問省公司部署的信息系統(tǒng)產(chǎn)生的業(yè)務流量外，還要考慮省公司、地市縣公司等通過省公司通信網(wǎng)訪問集中部署的信息系統(tǒng)業(yè)務流量；而省際通信網(wǎng)的容量要考慮總分部、省公司及地市縣公司訪問集中部署的信息系統(tǒng)業(yè)務流量。IMS業(yè)務流量模型IMS聯(lián)方式，組網(wǎng)采用單級結構，信令和媒體都采用扁平化組網(wǎng)。IMS業(yè)務主要是電話業(yè)務，其業(yè)務流量包括媒體流和信令流兩種類型，則省內用戶9所示?？缡∮脩魳I(yè)務流量流向如圖10所示。圖8電力信息化業(yè)務流向模型2017072-7圖10跨省用戶呼叫業(yè)務流向模型

圖9省內用戶呼叫業(yè)務流向模型以計算出IMS業(yè)務流量需求：單路語音業(yè)務媒體流帶寬需求=（624bit/20Mbit/s）+64kbit/s=95.2kbit/s；單路視頻業(yè)務（H.263）媒體流帶寬需求=?？紤]話務模型，忙時每用戶平均音頻話務量0.025Erl，忙時每用戶平均視頻話務量取值Erl。單路語音/視頻業(yè)務對帶寬需求為：語音業(yè)務帶寬=0.025Erl×95.2kbit/s/0.7=3.4kbit/s；視頻業(yè)務帶寬=0.004Erl×415.2kbit/s/0.7=2.37kbit/s。一體化電視電話會議業(yè)務流量模型公司的一體化電視電話平臺由專線硬視頻、網(wǎng)絡硬視頻和網(wǎng)絡軟視頻3部分構成。其業(yè)務流量需求是由視頻會議召開的分辨率、幀率等參數(shù)進行單個會場節(jié)點接入帶寬決定的，見表3。84根據(jù)省內用戶和跨省用戶呼叫業(yè)務流向，可 為8×4Mbit/s+8×4Mbit/s+4×4Mbit/s=80Mbit/，表3視頻分辨率與帶寬需求對應清晰度標清高清超高清視頻分辨率480P(640dpi×480dpi)720P(1280dpi×720dpi)1080P(1920dpi×1080dpi)需求帶寬2Mbit/s4Mbit/s4Mbit/s/8Mbit/s32Mbit/s業(yè)務流量由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)承載。集中客服業(yè)務集中客服系統(tǒng)是實現(xiàn)集中部署并對社會提供服務的95598平臺業(yè)務，主要包括語音接入及業(yè)務支撐系統(tǒng)及平臺，實現(xiàn)用戶申告的受理及工單派發(fā)。按照客服中心的定位和功能，主要包括以下幾類業(yè)務：電力用戶的申告、申告接入、生成工單、派發(fā)工單、業(yè)務下達與資料

傳輸、監(jiān)督執(zhí)行。集中客服中心業(yè)務流向模型如圖11所示。按照每個電話的業(yè)務流量為64kbit/s計算，N個坐席同時并發(fā)，按照式（2，則集中客服中心的峰值同時在線流量分別為：145sN取1500，即匯聚到集中客服中心節(jié)點的各省公司語音流93.75Mbit/s；如果考慮上述流量為各省公司的匯聚總流量，則每個省公司的語音接圖11集中客服中心業(yè)務流向模型2017072-993.75/（Mbit/s10個省公同時考慮應急情況下的保障需求，預留到每個省公司到集中客服中心的應急語音通道，每條通道的帶寬為2Mbit/s，則每省公司上聯(lián)的語音接入業(yè)務流量總為9.375Mbit/s+2Mbit/s=11.375Mbit/s。對于客服業(yè)務系統(tǒng)，集中客服中心的坐席員在接到用戶申告或申請后，會由相應的業(yè)務人員生成工單并派發(fā)到相應的執(zhí)行單位，則通過集中客服中心業(yè)務系統(tǒng)出口的總流量為M×900kbit/s×50%/1024Mbit/s，其中，集中客服900kbit/s，如按照集中客5000名業(yè)務人員同時并發(fā)規(guī)模計算，則集中客服中心的業(yè)務支持系統(tǒng)的出口流量000×900×100%/1024=4393104393Mbit/s/10=439.3Mbit/s省公司接入的語音及業(yè)務系統(tǒng)流量，則每個省公司上聯(lián)到集中客服中心的業(yè)務流量為：（11.375+439.3）=450.675Mbit/s。云終端業(yè)務流量模型云終端是一種新型業(yè)務，對于云終端系統(tǒng)，主要分為3種終端類型：資源型桌面、標準型桌面、作業(yè)型桌面。對于不同類型的云終端，在滿足網(wǎng)絡時延<100Mbit/s、分組丟失率<1%的環(huán)境下可提供正常的云終端服務的前提下，產(chǎn)生的業(yè)務流量如下：100kbit/s用戶；80kbit/s用戶；50kbit/s用戶；網(wǎng)絡打印均值約600kbit/s打印機，采用300kbit/s/打印機?？紤]萬點用戶規(guī)模（資源型、標準型、作業(yè)32:7:1，則云終端應用產(chǎn)生的

kbit/s×20%+80kbit/s×70%+50kbit/s×10%）×1.5=1215Mbit/s；考慮業(yè)務系統(tǒng)流量，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡需求約為：10000×（100kbit/s×20%+80kbit/s×70%+50kbit/s×10%）×2=1620Mbit/s，實際具體云終端業(yè)務容量需求可以按照各單位實際用戶數(shù)量進行統(tǒng)計并計算。10%100010%的并發(fā)打印考慮，對網(wǎng)絡的帶寬需