摘要：
近年来，随着石油石化行业的发展，管线建设成为石油石化行业快速发展的重点，随着光纤技术的不断发展及光通信系统系统多业务传输能力和系统的可靠性的不断提高，多业务传输技术成为油气工程作为通信和控制信号可靠传输的基础，同时，随着近年来石油石化行业的电子办公，管线维护，监控等的需要，大量的实时控制信息，管理信息，维护信息需要通过传输线路传递到管道沿线的各个站场，并且进行相应的处理，因此，对的光传输网络以及数据网络提出了较高的要求。本文着重介绍目前石油/石化光传送网络的业务需求，网络结构特点，以及思科相应的解决方案。
方案内容
业务分析:
目前在石油石化的光传送平台上，主要承载的业务类型有以下几种类型:
SCADA的实时控制信息；
视频监控信息；
PBX调度语音信号；
视频会议信号；
通信设备的监控信息；
办公自动化所带来的数据业务,等等。
以上这些业务种类，除了PBX语音调度信号仍然以传统的Nx64K方式实现外，其他业务均全面实现了IP化，即业务的承载交换处理以IP业务的方式来进行。 在所有这些业务种类中，以SCADA的实时控制信息为石油石化行业的最为关键的业务。 SCADA系统承担着整条输油/气管道的控制调度任务，通过它可以实现调控中心对全线进行监控。一旦SCADA系统瘫痪，则全线所有的输油/气工作停顿，轻者造成油品报废，重者可以造成输油/气管线报废。因此，在石油石化行业的光传送平台方案中，考虑的重中之重就是如何高效可靠的保障SCADA业务信号可以可靠顺利的传递至调控中心。 在石油/石化光传输项目中，为了保障沿线各个站场的正常运转，各个站场均安装了相应的工业监控设备，在调控中心可以非常方便的对各个沿线站场实现视频监控； 同时，由于输油/气管线一般沿线距离较长，大多全线距离超过1000公里，沿线需要数十个站场，因此会议电视系统和办公自动化系统对于用户十分重要。 因此对系统平台承载这类业务的能力提出较高要求。
Cisco的解决方案以及方案特点
在石油石化行业的光传送项目中，我们可以采用的方案主要有ONS15454+2955，或者根据实际需要采用ONS15454+ONS15305/15302。ONS15454提供结合传统话音业务的分插复用以及二/三层数据业务的交换，统计复用，端口接入限制，QoS等主要的业务处理。在进行传统时分业务处理时，由于ONS15454灵活的插槽配置设计以及超大容量（384x384个VC-4，2016x2016个VC-12低端业务上下）的业务交叉矩阵，使得ONS15454的一个子架既可以配置成10Gbps的SDH传输平台，也可以配置成2。5Gbps或622Mbps线路业务速率的MADM平台，同时，随着今后业务容量的逐步扩充，ONS15454还可以通过其波长变换器，光放大器和OADM构成开放式波分系统，从而满足大容量的业务传输需求，满足大容量视频、IP、数据信息的传递，并保证系统安全可靠的在线提升容量。实现真正意义上的按需建网，无缝升级。在对数据业务进行处理时，不同以太端口之间的业务可以相互交叉，通过网管设备，还可以对一定数量的以太端口定义不同的线路出口速率，指配将若干数量的10/100M或GE以太端口数据业务进入VC-3，VC-4或VC-4虚/实级联或低端的VC级联，同时提供一层到三层10/100M，GE系列化的板卡。这样，能为业务的处理及相关配置提供了极大的便利和灵活性。同时，也大大提高了传输带宽的利用效率，为使用该设备的业主单位在投资效率，运营成本以及相关业务处理方面带来了实际的好处。
1. 端到端的QOS保障机制确保SCADA业务的高效可靠
由于SCADA系统业务的重要性和对可靠性的高度要求。同时也由于其他诸如视频，OA等多业务环境的存在，因此对整个系统方案的Qos保障机制也提出了苛刻的要求。因此在工程方案中，已经充分考虑到这一点。在方案设计中的每一个环节均以保障SCADA系统的业务质量为首要。在方案设计中，SCADA系统上连的IP业务通直接上连到MSTP设备ONS15454的ML系列以太网板卡上，通过链路的传输汇聚到调度中心的路由器上。路由器收到SCADA业务后，会针对其业务种类和业务性质提出相应的QOS保障机制。同时当路由后的信号进入ML以太网板卡时，不同于简单的以太网的COS保障机制，ML板卡更可以识别IP业务的类型和性质，对IP业务进行分类。针对不同的业务提供相应的策略机制，并且分配不同的保障带宽，真正实现带宽的高效动态分配。ML板卡可以在其无论是输入端口还是输出端口均可实施QOS保障机制，在链路上所有环节实现带宽的端到端的保证。ML板卡具有超强的队列机制，如它支持LLQ（低延时队列），一方面可以保障SCADA业务无阻的通过整个MSTP网络，另一方面，对其他诸如视频等业务不会产生任何影响。
2. 系统平台具有非常好的可延伸性
该解决方案充分考虑了系统可升级性和可扩充性。主要由以下几点：
A.沿线节点均配置了384x384VC-4，2016x2016VC-12的交叉矩阵，在未来系统升级时只需配置相应的STM64光接口板即可将系统由STM-16平滑升级至STM-64。
B.ONS15454是采用了先进的设计理念，同一平台，可以支持DWDM/SDH/DATA的混合传输，即在同一机框，同一网管平台下，在SDH机框内只需插入DWDM的合/分波器，放大器，波长变换器，系统就可从SDH升级为DWDM系统，系统容量可以几十倍的带宽增长，满足用户远程实时视频监控，重要的运行数据的远程存储，以适应石化行业的迅速发展。另外，ONS15454平台还支持Fiber Channel Over SDH 技术，当SCADA数据需要在调度中心和备份网管中心之间进行同步备份时，仅需插入相应的板卡，就可实现SCADA数据的远程异地备份。从而确保用户的初期投资和长期的可扩展性。
C.ONS15454系统在设计时充分考虑到用户的未来网络的发展需求。例如，它支持DCC通道的隧道技术，即第三方的SDH传输系统可以利用ONS15454的DCC通道的剩余字节，来传递网管信息。该项技术的应用，使得用户网络在未来的多厂家的环境下具有更大的灵活性。
3. 系统集成度高
ONS15454具有业界最高的系统集成度，10G板卡仅仅占用1个槽位，单一机架支持从2M到10G的传输速率。在一个2。2米机架中，可以支持3个ONS15454子框。有效提高了系统可靠性和可用度，并大大减少了对野外机房的要求。
4. 业界最佳的以太网性能，充分满足用户多业务应用环境的需求
ONS15454秉承思科公司先进的以太网技术，满足用户的IP多业务需求。例如，在本次工程配置的ONS15454的ML板卡，它可以支持高达9000byte的超长帧应用，对于用户开展视频/MPLS VPN等业务均可提供良好的支持。此外，ML板卡还支持L3的路由功能，支持RPR功能，支持访问列表，支持IP组播，该项功能对视频业务是必不可少的。所有以上功能构建了完整的IP多业务传输处理平台。
5. 以太网业务具有可管理性
在以太网的管理方面，ONS15454的ML系列板卡可以提供802.1Q IN Q技术 和VLAN ID的翻译技术，通过它们的应用，用户可以真正的实现可管理的以太网业务，各个分站节点的以太网交换机均可不受任何限制的分配其VLAN ID，无须调度和网管中心的指定和分配。从而极大的减轻了用户维护使用的负担。同时，所有的MSTP的以太网业务的管理均可在网管中心实现。以下是802.1Q IN Q技术和VLAN ID翻译技术的应用示例：
802.1Q IN Q技术应用示例
VLAN ID翻译技术应用示例
6. 网络管理简单和易于维护
ONS15454采用CTC作为其本地维护终端。该LCT软件通过内置路由协议可以支持电路的A-Z的配置功能，即在本地维护终端层面，选定源和目的节点，选定所需带宽，系统就可自动建立相应的电路配置。该技术的应用，相当于在用户本地维护终端层面提供了部分网元层面的功能，因此可以极大的简化用户维护管理的工作量。
网络结构
由于输油/气管道的SCADA系统对通信系统要求较高，为保证其可靠性，调控中心和备用调控中心的SCADA系统与各站控系统之间的通信，采用光传输系统设备。在首先确保SCADA通信的前提下，光传输系统设备还要为语音业务、视频会议、电视监控系统、办公自动化系统提供通道。
在石油/石化的光传输项目中，通常工程采用光缆与管道同沟敷设，组建光纤传输系统，为了确保MS线性1+1保护链路。在目前的多数应用中，大部分采用2。5G光传输系统作为传输线路，但要求可以可平滑升级到10G。下图是一个典型的石油/石化光传送平台的方案示意图：
光传送平台方案
在上面的案例中，主干线采用2.5G/10GMSTP光传输系统，为了保障业务的高可靠性，采用1+1的MSP保护方式。在各个主干节点至阀室之间，可以采用接入级的155M/622MMSTP设备，也可以采用2955一类的工业级的以太网交换机。作为我们主推的解决方案，通常我们建议使用后一种方案，主要由于网络层次比较清晰，设备环境适应能力较强(通常阀室处于较偏僻地区，机房设施较差)。
对系统安全性和设备可靠性和维护特性的特殊要求
由于油气管线项目长期工作在野外环境，系统的可靠性成为重中之重，面向上千公里的管线工程，维护方式和维护手段对系统提出了更高的要求，因此在系统设计中需要着重考虑系统设备的软硬件安全性和设备运行的可靠性，并能够提供丰富的端到端管理能力实现网络远程的安全管理。
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