IP網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在電能表數據采集系統應用
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網(wǎng)絡(luò )集抄系統所采用的基于MPLS的VPN，可以通過(guò)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，規定了網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)間通信的協(xié)議和屬性。VPN的成員屬性由進(jìn)入VPN的邏輯端口號和分配給每個(gè)VPN的唯一RD（路由標志：Route Distinguisher）決定。最終用戶(hù)并不知道RD的值，只有通過(guò)預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(hù)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(hù)只能訪(fǎng)問(wèn)與他相關(guān)聯(lián)的VPN，即他只能意識到這個(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地址相結合，這對于每個(gè)節點(diǎn)就是唯一的。VPN的IP地址的入口信息被存儲在VPN相關(guān)節點(diǎn)的FIB中，VPN的IP轉發(fā)表中包含與VPN地址相對應的標記。這些標記將流量路由到它應去的節點(diǎn)。由于標記代替了IP地址，用戶(hù)無(wú)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(lái)實(shí)現VPN的互連，不同的VPN之間根本意識不到其他VPN的存在，如果需要連接到Extranet VPN，只需通過(guò)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)以及高應用加密?？梢?jiàn)，MPLS VPN主要是靠核心的軟件技術(shù)來(lái)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路由認證技術(shù)，使用戶(hù)所依賴(lài)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 )運營(yíng)商邊緣路由器）與CE（用戶(hù)邊緣路由器）之間可做適當的訪(fǎng)問(wèn)控制：CE可以不允許從PE Telnet到CE路由器，即用戶(hù)側數據完全可由用戶(hù)側自己進(jìn)行維護處理；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 )集中抄表系統中的常見(jiàn)問(wèn)題
1．供電局內部網(wǎng)絡(luò )與外部網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)：
如上所述，網(wǎng)絡(luò )集中抄表系統中的供電局集抄主站是以ISP所提供的VPN為通道進(jìn)行遠程自動(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(yíng)業(yè)系統數據庫進(jìn)行數據交換，以及為供電局相關(guān)部門(mén)瀏覽抄表信息提供數據來(lái)源，所以它與供電局內網(wǎng)也是相通的。因為內網(wǎng)與外網(wǎng)對網(wǎng)絡(luò )適配器（即網(wǎng)卡）的屬性配置有不同的要求，所以如果主站計算機只有一塊網(wǎng)卡，在集抄主站軟件與外網(wǎng)的采集終端通訊或與內網(wǎng)的用電營(yíng)業(yè)系統數據庫進(jìn)行數據交換之間，就需要改變網(wǎng)卡的屬性，對于Win98操作系統甚至還需要重新啟動(dòng)計算機。要解決這一問(wèn)題，一種比較簡(jiǎn)單且投資少的方法是為主站計算機安裝兩塊網(wǎng)卡，它們分別與供電局內網(wǎng)與外網(wǎng)相連。與內網(wǎng)相連的網(wǎng)卡，其IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關(guān)等屬性應該按照供電局企業(yè)內部網(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。大多數供電局為了保證其局域網(wǎng)的安全，一般都要求企業(yè)內網(wǎng)與外網(wǎng)進(jìn)行物理隔離。為此可以在主站計算機與外網(wǎng)采集終端的通訊完成后，將外網(wǎng)網(wǎng)線(xiàn)拔掉，以實(shí)現供電局內、外網(wǎng)的物理隔離。
2．多家網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商的VPN互聯(lián)：
當網(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都應鋪設一條線(xiàn)路到供電局，并經(jīng)路由器與該供電局的交換機相連，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)側端口的IP地址設為該網(wǎng)絡(luò )公司所給定的VPN IP地址，供電局局域網(wǎng)側端口的IP地址設為供電局內部網(wǎng)段地址。這樣，供電局集抄主站就可以通過(guò)不同ISP各自的VPN去抄收該VPN中的采集終端了。而且這些VPN之間根本意識不到其他VPN的存在，即可以實(shí)現無(wú)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(lèi)推。當只使用一家ISP所提供的VPN時(shí)，只采用一臺路由器即可，這也是解決上述供電局內網(wǎng)與外網(wǎng)相連問(wèn)題的一種相對比較復雜且投資多的方法。
圖2.供電局集抄主站與ISP的VPN互聯(lián)
五．結語(yǔ)
網(wǎng)絡(luò )集中抄表系統作為一種以寬帶網(wǎng)為通道的遠程自動(dòng)抄表系統，具有以下特點(diǎn)：
(1) 客觀(guān)。實(shí)現集中抄表自動(dòng)化，電能表數據通過(guò)寬帶網(wǎng)直接傳輸至供電局集抄主站，并通過(guò)供電局局域網(wǎng)上送到其用電營(yíng)業(yè)系統，及時(shí)輸出電費單據，徹底杜絕了人為因素。
(2) 實(shí)時(shí)性強。供電局抄表專(zhuān)工可隨時(shí)點(diǎn)擊查詢(xún)任何一個(gè)用戶(hù)（居民或企業(yè)）的用電情況，為進(jìn)行電力稽查或開(kāi)發(fā)遠端控制系統提供可能。
(3) 快速、準確。與其它通訊方式的電能表集抄系統相比，網(wǎng)絡(luò )集抄系統的抄收速度快，數據準確度高。經(jīng)現場(chǎng)測試，網(wǎng)絡(luò )集抄系統僅需一分鐘左右的時(shí)間即可完成一次抄收300塊電表的數據，而且抄收數據經(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，供電局只負責抄表主站與采集終端的管理與維護即可，而通信信道也即寬帶網(wǎng)的運行管理完全可以交給ISP負責，因此供電局作為寬帶網(wǎng)的用戶(hù)能夠最大化地得到專(zhuān)業(yè)管理帶來(lái)的好處。
(5) 易于推廣。實(shí)現電力網(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)達地區的縣級電力局都可以應用。
(6) 意義重大。由于實(shí)現了遠程自動(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(shù)立企業(yè)新形象。
可見(jiàn)，采用網(wǎng)絡(luò )集中抄表系統是一件使供電局、網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)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這一信息化發(fā)展的潮流，為滿(mǎn)足市場(chǎng)的需要，研制開(kāi)發(fā)了電能表網(wǎng)絡(luò )集抄系統，現已在浙江省的寧波市、杭州市的部分居民小區投入運行。在當地供電局、網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商的積極配合下，目前該系統的運行狀態(tài)良好?？梢灶A見(jiàn)，電能表網(wǎng)絡(luò )集抄系統在不久的將來(lái)必將成為遠方自動(dòng)抄表產(chǎn)品的主流。
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