[发明专利]基于光波长和光分组交换的电力业务隔离传输装置及方法

说明书

本发明涉及一种基于光波长和光分组交换的电力业务隔离传输装置及方法。通过直接在光路上进行电力业务的传输，利用光纤的多波长传输特性，可以单对光纤中建立多个在物理上隔离的单波长光路，将传输的电力业务加载到不同波长上，可以做到完全物理隔离，消除由逻辑隔离带来的业务安全隔离隐患，增加电力业务数据的安全性、保密性和可靠性。

技术领域

本发明涉及电力系统通信领域，具体来说，涉及一种基于光波长和光分组 交换的电力业务隔离传输装置及方法。

背景技术

电力系统通信业务根据其功能、特点主要分为电网运行和企业管理业务。 电网运行类业务又分为运行控制业务和运行信息业务；企业管理类业务又分 为信息业务和办公业务。这些业务都依赖通信网络的支撑，但对通信的要求 又不尽一致。例如运行控制业务作为电网控制的一个环节，直接关系到电网 安全，因此对通信传输时延、通道可靠性要求极高。而管理信息业务对通信 可用性、可靠性、安全性等要求极高，对时延要求相对较低。随着智能电网 的建设和电力行业信息化建设的逐步发展，电力通信业务种类不断增长，业务之间相对独立，对通信提出了高实时、高可靠、高安全的要求，业务之间 的安全隔离要求也倍受重视。电网的通信安全事关智能电网的运行安全。

目前较常用的通信隔离方式是划分VLAN或创建VPN以达到网络分区的目 的，也有构建两套或者多套独立通信系统分别传送不同业务，例如配电和用 电通信接入网。前者采用的是逻辑隔离方式，其安全性和保密性并不能得到 保证；后者是专网专用，达到了物理隔离效果，但带来的负面影响是增加了 建设成本，且后期的升级、维护也要进行双倍的投入。因此有必要探寻一种 新型的电力业务隔离方式来满足日益多样化的电力业务发展和对业务安全可 靠性传输的需求。

现有的电力业务隔离技术

目前在电力通信网中可以采用的业务隔离方法通常有物理隔离和逻辑隔 离。逻辑隔离技术也称为虚拟隔离技术，根据隔离的层次可以分为VLAN和VPN两种。

物理隔离也称专线隔离，是一种常用的业务隔离技术，就是用专线进行业 务的物理隔离，即为每种业务配置单独的物理线路，如图1所示。由于专线 是独立的线路，带宽是能够独享的，完全能够得到保证；专线业务不和其他 业务共享链路，业务的独立性能够得到物理上的保障，在各类隔离技术中有 着最高的安全性。

VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)是一种二层隔离技 术，其原理是将局域网中的设备逻辑的划分成多个子网(或者网段、VLAN)， 如图2所示。每个VLAN内的用户是可以相互访问的，不同VLAN间的用户不 能相互访问，这样就确保了本LAN的信息不会被其他VLAN的人所窃听，从而 实现了信息的保密。由于VLAN是逻辑上对网络进行划分，组网方案灵活，配 置管理简单，降低了管理维护的成本，在二层网络中是一种较安全高效的虚 拟化技术。

VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网络)是一种基于三层的隔离 技术，在20世纪90年代中期兴起，旨在通过公用网络设施实现类似专线的 私有连接，如图3所示。其原理是在三层转发设备(路由器或三层交换机) 上为每个VPN建立专用的VRF(VirtualRoute Forwarding，虚拟路由转发) 表，各VRF表相互独立，且具有特殊的标记，通过专用的隧道(GRE、MPLS、 IPSec、L2TP等)将各VPN数据在公共网络上进行转发。通过特殊的标记，VPN数据在VRF和专用隧道中相互隔离，保证VPN数据的隐密性和安全性。 目前采用VPN技术来隔离电力各业务系统，可以为各业务系统提供足够的带 宽、极小的时延和较好的QoS保证，又可以提供较好的网络安全。使用VPN 技术还可以实现广域网的业务隔离，即为每个部门或每种业务配置单独的隧 道，但是这是一种逻辑隔离。

现有的电力业务隔离技术的缺点

物理隔离技术虽然能够保证多个业务的独立性和安全性，但是由于业务 种类的繁多，往往需要构建和维护两套甚至多套物理网络，分别运行不同的 关键业务。其缺点有：