IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電能表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用
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網(wǎng)絡(luò)集抄系統(tǒng)所采用的基于MPLS的VPN，可以通過BGP（邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）技術(shù)保證網(wǎng)絡(luò)的安全性。BGP是一種路由信息分布協(xié)議，規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間通信的協(xié)議和屬性。VPN的成員屬性由進(jìn)入VPN的邏輯端口號(hào)和分配給每個(gè)VPN的唯一RD（路由標(biāo)志：Route Distinguisher）決定。最終用戶并不知道RD的值，只有通過預(yù)先定義的端口才能參與VPN的通信。在基于MPLS的VPN中，BGP僅僅在更新了VPN站點(diǎn)的LSR之間交換FIB（Forwarding Information Base）表更新，這樣可以保證每個(gè)LSR只保存與自己相關(guān)的FIB表和VPN的信息。由于每個(gè)用戶的邏輯端口決定了他的RD，而這個(gè)RD是在VPN定義時(shí)與某個(gè)VPN唯一相關(guān)聯(lián)的，因此用戶只能訪問與他相關(guān)聯(lián)的VPN，即他只能意識(shí)到這個(gè)VPN的存在。既然每個(gè)VPN定義了唯一的一個(gè)RD，將每個(gè)RD和VPN的IP地址相結(jié)合，這對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)就是唯一的。VPN的IP地址的入口信息被存儲(chǔ)在VPN相關(guān)節(jié)點(diǎn)的FIB中，VPN的IP轉(zhuǎn)發(fā)表中包含與VPN地址相對(duì)應(yīng)的標(biāo)記。這些標(biāo)記將流量路由到它應(yīng)去的節(jié)點(diǎn)。由于標(biāo)記代替了IP地址，用戶無需使用NAT（Net Address Translation）或ISP提供的地址，而保留自已的私有地址。由于使用RD和BGP來實(shí)現(xiàn)VPN的互連，不同的VPN之間根本意識(shí)不到其他VPN的存在，如果需要連接到Extranet VPN，只需通過RD定義兩個(gè)VPN之間的信任關(guān)系即可。
不僅如此，MPLS還支持防火墻技術(shù)以及高應(yīng)用加密?？梢?，MPLS VPN主要是靠核心的軟件技術(shù)來保證網(wǎng)絡(luò)的安全性。它所提供的路由信息分發(fā)限制和MD5路由認(rèn)證技術(shù)，使用戶所依賴的公眾網(wǎng)成為可以信任的網(wǎng)絡(luò)。出于安全性的考慮，在PE（網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商邊緣路由器）與CE（用戶邊緣路由器）之間可做適當(dāng)?shù)脑L問控制：CE可以不允許從PE Telnet到CE路由器，即用戶側(cè)數(shù)據(jù)完全可由用戶側(cè)自己進(jìn)行維護(hù)處理；同時(shí)位于局端的PE也不允許CE Telnet到PE路由器。
四．網(wǎng)絡(luò)集中抄表系統(tǒng)中的常見問題
1．供電局內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：
如上所述，網(wǎng)絡(luò)集中抄表系統(tǒng)中的供電局集抄主站是以ISP所提供的VPN為通道進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表的，因此它與供電局的外網(wǎng)是相通的。同時(shí)，集抄主站又需要與供電局用電營業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以及為供電局相關(guān)部門瀏覽抄表信息提供數(shù)據(jù)來源，所以它與供電局內(nèi)網(wǎng)也是相通的。因?yàn)閮?nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)適配器（即網(wǎng)卡）的屬性配置有不同的要求，所以如果主站計(jì)算機(jī)只有一塊網(wǎng)卡，在集抄主站軟件與外網(wǎng)的采集終端通訊或與內(nèi)網(wǎng)的用電營業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交換之間，就需要改變網(wǎng)卡的屬性，對(duì)于Win98操作系統(tǒng)甚至還需要重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)。要解決這一問題，一種比較簡單且投資少的方法是為主站計(jì)算機(jī)安裝兩塊網(wǎng)卡，它們分別與供電局內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)相連。與內(nèi)網(wǎng)相連的網(wǎng)卡，其IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)等屬性應(yīng)該按照供電局企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的要求去配置；與外網(wǎng)相連的網(wǎng)卡，則必須按ISP所提供的IP屬性去配置。大多數(shù)供電局為了保證其局域網(wǎng)的安全，一般都要求企業(yè)內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)進(jìn)行物理隔離。為此可以在主站計(jì)算機(jī)與外網(wǎng)采集終端的通訊完成后，將外網(wǎng)網(wǎng)線拔掉，以實(shí)現(xiàn)供電局內(nèi)、外網(wǎng)的物理隔離。
2．多家網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的VPN互聯(lián)：
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)集抄的采集終端分布在不同ISP的網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，為與這些采集終端通訊，供電局集抄主站也應(yīng)與這些采集終端位于同一VPN中。因此，首先每個(gè)相關(guān)ISP都應(yīng)鋪設(shè)一條線路到供電局，并經(jīng)路由器與該供電局的交換機(jī)相連，以保證供電局集抄主站在物理上位于各家網(wǎng)絡(luò)中。其次在各家網(wǎng)絡(luò)公司所連的路由器上，城域網(wǎng)側(cè)端口的IP地址設(shè)為該網(wǎng)絡(luò)公司所給定的VPN IP地址，供電局局域網(wǎng)側(cè)端口的IP地址設(shè)為供電局內(nèi)部網(wǎng)段地址。這樣，供電局集抄主站就可以通過不同ISP各自的VPN去抄收該VPN中的采集終端了。而且這些VPN之間根本意識(shí)不到其他VPN的存在，即可以實(shí)現(xiàn)無縫連接。圖2顯示了供電局集抄主站與兩家網(wǎng)絡(luò)公司聯(lián)網(wǎng)的情況，多家網(wǎng)絡(luò)公司可以此類推。當(dāng)只使用一家ISP所提供的VPN時(shí)，只采用一臺(tái)路由器即可，這也是解決上述供電局內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)相連問題的一種相對(duì)比較復(fù)雜且投資多的方法。
圖2.供電局集抄主站與ISP的VPN互聯(lián)
五．結(jié)語
網(wǎng)絡(luò)集中抄表系統(tǒng)作為一種以寬帶網(wǎng)為通道的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)，具有以下特點(diǎn)：
(1) 客觀。實(shí)現(xiàn)集中抄表自動(dòng)化，電能表數(shù)據(jù)通過寬帶網(wǎng)直接傳輸至供電局集抄主站，并通過供電局局域網(wǎng)上送到其用電營業(yè)系統(tǒng)，及時(shí)輸出電費(fèi)單據(jù)，徹底杜絕了人為因素。
(2) 實(shí)時(shí)性強(qiáng)。供電局抄表專工可隨時(shí)點(diǎn)擊查詢?nèi)魏我粋€(gè)用戶（居民或企業(yè)）的用電情況，為進(jìn)行電力稽查或開發(fā)遠(yuǎn)端控制系統(tǒng)提供可能。
(3) 快速、準(zhǔn)確。與其它通訊方式的電能表集抄系統(tǒng)相比，網(wǎng)絡(luò)集抄系統(tǒng)的抄收速度快，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高。經(jīng)現(xiàn)場測(cè)試，網(wǎng)絡(luò)集抄系統(tǒng)僅需一分鐘左右的時(shí)間即可完成一次抄收300塊電表的數(shù)據(jù)，而且抄收數(shù)據(jù)經(jīng)比較完全正確。
(4) 成本低、便于管理。采用電能表網(wǎng)絡(luò)集抄系統(tǒng)，供電局只負(fù)責(zé)抄表主站與采集終端的管理與維護(hù)即可，而通信信道也即寬帶網(wǎng)的運(yùn)行管理完全可以交給ISP負(fù)責(zé)，因此供電局作為寬帶網(wǎng)的用戶能夠最大化地得到專業(yè)管理帶來的好處。
(5) 易于推廣。實(shí)現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)集抄，所要求的資源不是太多。一般在大中城市，以及發(fā)達(dá)地區(qū)的縣級(jí)電力局都可以應(yīng)用。
(6) 意義重大。由于實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表，能夠提高企業(yè)工作效率，提升企業(yè)技術(shù)、管理水平和樹立企業(yè)新形象。
可見，采用網(wǎng)絡(luò)集中抄表系統(tǒng)是一件使供電局、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商及廣大市民三方都受益的事情，因此引起了有關(guān)各方的極大關(guān)注與濃厚興趣。中國電力科學(xué)研究院通訊研究所順應(yīng)這一信息化發(fā)展的潮流，為滿足市場的需要，研制開發(fā)了電能表網(wǎng)絡(luò)集抄系統(tǒng)，現(xiàn)已在浙江省的寧波市、杭州市的部分居民小區(qū)投入運(yùn)行。在當(dāng)?shù)毓╇娋?、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的積極配合下，目前該系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)良好?？梢灶A(yù)見，電能表網(wǎng)絡(luò)集抄系統(tǒng)在不久的將來必將成為遠(yuǎn)方自動(dòng)抄表產(chǎn)品的主流。
評(píng)論