一种面向智能配用电的智能管控装置及管控方法与流程

本发明属于智能配用电通信领域，具体涉及一种面向智能配用电的智能管控装置及管控方法。

背景技术

随着电力配用电业务规模的不断扩大，各种通信技术及应用业务类型呈现多样化态势。维护部门需要对网络服务质量掌握尽可能全面的信息与细节，对电力通信业务网络性能及业务质量进行主动式监测，当网络性能、带宽或者质量下降到一定程度时及时预警，并快速定位诊断瓶颈与故障。因此非常有必要对配用电通信网网络质量监测与流量管控技术进行深入研究，实现全网、全业务可视化，为智能化运维、监测与故障诊断提供支持。

技术实现要素：

发明目的

本发明提供了一种面向智能配用电的通信业务智能管控装置及管控方法，对配用电的通信业务质量主动监测、及时预警、故障定位，从网络链路、业务性能可视化，为智能化运维、监测与故障诊断提供支持。对配电控制层、骨干通信层和终端接入层进行智能化改造，最终形成一种面向智能配用电的通信业务智能管控方法。

技术方案

一种面向智能配用电的智能管控装置，其特征在于：包括增加基于通信业务流的智能管控系统，实现运行监视，操作与控制，综合信息分析、网络自愈切换等功能；骨干通信层的路由汇聚、存储、转发节点，增加主动式探针，采用网络层分vpn的拨测技术，实现业务信息的主动监测；在终端接入层，针对通信业务流plc、epon、无线网络中传输情况，在plc网络的头端、epon网络的onu单元、无线网络基站处增加分布式被动探针，实现业务信息的采集、链路流量评估分析等功能；将网管系统、监控系统、scada主服务器、另一个scada主服务器作为备服务器、mis服务器的各种数据进行统一接入、统一处理、统一存储到智能管控系统，建立统一的配用电通信业务处理平台；两个scada主服务器与mis服务器对探测信息进行处理，上报至智能管控系统、网管系统以及监控系统，最终在智能管控系统对故障信息进行及时报警、定位、自愈切换；监控系统信号线连接主动式探针装置，用于采集一定时间内的数据评估连通性状况并收集返回的结果；监控系统信号线连接被动式探针装置，分布式智能测量探针管控，作为主被动测量设备的控制逻辑，决定了网络数据平面设备部署的资源利用率。

一种使用如所述面向智能配用电的智能管控装置的管控方法，其特征在于：设置被动式探针装置分布式探针，结合终端通信接入网网络流量监测的业务需求以及终端网络类型，设置探针节点，该探针可以得到与这一节点相联的所有链路上的流量，使得在保证业务流覆盖率的同时，所需流量探针数目最小；主动探针装置通过两个rj45以太网端口与路由器直连，管理口配置唯一全局路由地址，access类型；测试口通过子接口设置多个vlan，每个vlan对应一个业务vpn；需分配多个vlan地址，trunk类型；路由器同时需提供两个rj45以太网端口，管理口走vpn带外全局路由，access类型；测试口通过设置子接口设置多个vlan，每个vlan对应一个业务vpn，vlan号建议与vpn、vlan设置一致，trunk类型；所以，在部署的过程中，为每个探针分配2个ip地址，一个ip地址分给管理口，另一个ip地址分给测试口，实现全路由测试；采用贪心算法，确定探针集以及相应的测试路径，在实际监测时首先根据测试任务列表确定测试目的节点，然后按照一定的频率ping各个目的转发节点，采集一定时间内的数据评估连通性状况并收集返回的结果；如果发现有测试路径无法连通，则进行故障诊断；根据已经返回的测试结果判断故障可能的位置，如果需要还可以发送traceroute辅助探针，直到最后定位故障位置；两个scada主服务器与mis服务器对探测信息进行处理，上报至智能管控系统、网管系统以及监控系统，最终在智能管控系统对故障信息进行及时报警、定位、自愈切换；

拨测终端连接到各个不同的vpn中访问相应的服务器系统，对流量进行测试，可部署多个拨测终端分别对应各个vpn分别配置网口，其管理端口则连接到全局路由中，以实现数据传递至管理平台；

智能管控系统在终端接入层针对通信业务流plc、epon、无线网络中传输情况，在plc网络的头端、epon网络的onu单元、无线网络基站处增加分布式被动探针，实现业务信息的采集、链路流量评估分析等功能。

智能管控系统根据主动式探针装置和被动式探针装置采集的业务流情况，实时检测网络运行情况；如果终端网络任意环节出现了不通的情况时，管控系统接收探针发送的反馈之后，根据主动探针确定故障网络层，根据分布式被动探针确定故障终端网络，监测到故障出现的位置，然后向其他终端核心网发送指令，让业务以其他终端网络方式进行传输，实现故障网络自愈切换；因此在智能管控系统下网络的自愈能力大大提高。

附图说明

图1为一体化智能管控系统结构示意图。

图2为贪心算法流程。

图3为基于贪心算法的被动探针部署及拨测示意图。

图4为终端接入网被动探针拨测图。

图5为基于智能管控系统的网络自愈切换示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种面向智能配用电的智能管控装置，包括增加基于通信业务流的智能管控系统，实现运行监视，操作与控制，综合信息分析、网络自愈切换等功能。骨干通信层的路由汇聚、存储、转发节点，增加主动式探针，采用网络层分vpn的拨测技术，实现业务信息的主动监测。在终端接入层，针对通信业务流plc、epon、无线网络中传输情况，在plc网络的头端、epon网络的onu单元、无线网络基站处增加分布式被动探针，实现业务信息的采集、链路流量评估分析等功能。将网管系统、监控系统、scada主服务器、另一个scada主服务器作为备服务器、mis服务器的各种数据进行统一接入、统一处理、统一存储到智能管控系统，建立统一的配用电通信业务处理平台；两个scada主服务器与mis服务器对探测信息进行处理，上报至智能管控系统、网管系统以及监控系统，最终在智能管控系统对故障信息进行及时报警、定位、自愈切换；监控系统信号线连接主动式探针装置，用于采集一定时间内的数据评估连通性状况并收集返回的结果；监控系统信号线连接被动式探针装置，分布式智能测量探针管控，作为主被动测量设备的控制逻辑，决定了网络数据平面设备部署的资源利用率。

使用面向智能配用电的智能管控装置的管控方法：设置被动式探针装置分布式探针，结合终端通信接入网网络流量监测的业务需求以及终端网络类型，设置探针节点，该探针可以得到与这一节点相联的所有链路上的流量，使得在保证业务流覆盖率的同时，所需流量探针数目最小；主动探针装置通过两个rj45以太网端口与路由器直连，管理口配置唯一全局路由地址，access类型；测试口通过子接口设置多个vlan，每个vlan对应一个业务vpn；需分配多个vlan地址，trunk类型；路由器同时需提供两个rj45以太网端口，管理口走vpn带外全局路由，access类型；测试口通过设置子接口设置多个vlan，每个vlan对应一个业务vpn，vlan号建议与vpn、vlan设置一致，trunk类型；所以，在部署的过程中，为每个探针分配2个ip地址，一个ip地址分给管理口，另一个ip地址分给测试口，实现全路由测试；采用贪心算法，确定探针集以及相应的测试路径，在实际监测时首先根据测试任务列表确定测试目的节点，然后按照一定的频率ping各个目的转发节点，采集一定时间内的数据评估连通性状况并收集返回的结果；如果发现有测试路径无法连通，则进行故障诊断；根据已经返回的测试结果判断故障可能的位置，如果需要还可以发送traceroute辅助探针，直到最后定位故障位置；两个scada主服务器与mis服务器对探测信息进行处理，上报至智能管控系统、网管系统以及监控系统，最终在智能管控系统对故障信息进行及时报警、定位、自愈切换；

拨测终端连接到各个不同的vpn中访问相应的服务器系统，对流量进行测试，可部署多个拨测终端分别对应各个vpn分别配置网口，其管理端口则连接到全局路由中，以实现数据传递至管理平台；

智能管控系统在终端接入层针对通信业务流plc、epon、无线网络中传输情况，在plc网络的头端、epon网络的onu单元、无线网络基站处增加分布式被动探针，实现业务信息的采集、链路流量评估分析等功能。

智能管控系统根据主动式探针装置和被动式探针装置采集的业务流情况，实时检测网络运行情况；如果终端网络任意环节出现了不通的情况时，管控系统接收探针发送的反馈之后，根据主动探针确定故障网络层，根据分布式被动探针确定故障终端网络，监测到故障出现的位置，然后向其他终端核心网发送指令，让业务以其他终端网络方式进行传输，实现故障网络自愈切换。因此在智能管控系统下网络的自愈能力大大提高。。

如图1所示，所述智能管控系统，首先通过将传统网管系统与监控系统结合，加入scada服务器、mis服务器完成配用电主站的智能化改造，同时将配备备用scada服务器增加主站探针业务流信息的可靠性；其次再针对站内不能输出iec61850规约的装置通过规约转换装置后以统一的规约接入一体化智能管控系统；最后通过智能管控系统对通信业务流量进行监测、分析，从而完成故障定位，网络自愈切换。

如图2所示，所述贪心算法流程。

step1：计算网络中任意两点间的最短路径作为点到点的路由线路，可使用经典的floyd算法或dijkstra算法；

step2：初始化网络中任意两点间的路由线路的未被覆盖链路数为该线路的长度；

step3：求出当前网络的路由线路中未被覆盖链路数最多的那条线路，若存在多条这样的线路，则选择端点已被选为探针的数目多的那条线路；

step4：把加入最小路径集，同时将的两个端点加入探针集；

step5：将中包含的所有链路标记为已覆盖，同时更新网络中任意两点间的未被覆盖链路数；

step6：若网络中的所有链路都被覆盖则结束，否则返回step3。

如图3所示，基于贪心算法的被动探针部署及拨测示意图。

（1）epon接入网内部网络层测试场景

部署于olt的探针会定期向部署于其下onu的探针发起网络层拨测，反之依然。当任何一个探针发出的icmp请求在固定时间内没有回应时，将启动网络层拨测任务中的第二个任务，分别向部署于同olt下的其它onu的探针发起traceroute命令，判断到网络通道哪一段路由出现问题。

（2）公网内部网络测试场景

部署于前置机的探针会定期向部署于其下终端的探针发起网络层拨测，反之依然。当任何一个探针发出的icmp请求在固定时间内没有回应时，将启动网络层拨测任务中的第二个任务，分别向部署于前置机下的其它终端的探针发起traceroute命令，判断到网络通道哪一段路由出现问题。

如图4所示，终端接入网被动探针拨测图。

拨测终端向网络设备、应用服务器以及用户终端发起icmp请求时，在固定请求次数内，拨测对象没有响应时，拨测代理初步判断网络不可达，将进入下一个测试流程。拨测代理向网络设备、应用服务器以及用户终端发起traceroute命令，拨测代理会对每一跳路由进行icmp请求，当某一段路由无响应时，并将该段路由的ip提示出来。边缘路由器采用mp-bgp的方式与骨干路由器相连，由骨干路由器负责转发，节省拨测信息带宽。每一个骨干路由器拨测终端通过vpn方式将路由信息上报至与管理平台相连的拨测终端，实现全网路由信息汇总。

拨网络层拨测的功能是可以记录网络层测试目标的路由路径及跳数，针对测试目标路由变动查询。目前数据通信网组网结构是通过mplsvpn方式承载不同的业务流量，由于在mpls标签交换环境中无法通过拨测路径测试获得具体路由路径，但数据通信网全局路由是完全的ip路由交换，并不经过任何mplsvpn，因此可以通过拨测全局路由测试获得具体路由路径。如果针对相同目标，同时测试vpn和全局ip地址，通过全局ip的路由路径可关联出vpn地址中的路径。

如图5所示基于智能管控系统的网络自愈切换示意图。

配电业务导向是从配电主站（客户端）出发，分别向下接入无线、epon、工业以太网进一步进行业务传输。无线从td-lte基站（lte核心网）接入cpe（无线终端接入设备），然后接入hub（集线器），最后进入dtu（服务器端）；epon接收到配电主站的信息后，从olt到onu，接着进入hub，最后进入dtu。在最上层接入智能管控系统，这个管控系统不但可以监视整个网络拓扑结构中的所有节点，监督节点的状况，对整个网络实现可视化。还可以对整个网络进行自动控制。

如果epon网络任意环节出现了不通的情况时，管控系统接收探针发送的反馈之后，监测到故障出现的位置，然后向lte核心网发送指令，让业务以无线的方式进行传输；同理，当管控系统监测无线的任何一个环节出现故障的时候，也会发送一个指令给epon，使得业务可以从epon网络传输，工业以太网的情况同理。因此加入智能管控系统网络的自愈能力大大提高。

需要声明的是，本发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。