《配電網工業(yè)以太網交換機技術規(guī)范》

ICS?FORMTEXTFORMTEXT點擊此處添加中國標準文獻分類號FORMTEXTQ/FORMTEXTCSGQ/FORMTEXTCSGFORMTEXTXXXXX—FORMTEXT2015FORMTEXT南方電網配電網工業(yè)以太網交換機技術規(guī)范TechnicalSpecificationsofIndustrialEthernetswitchfordistributioninCSGFORMTEXT點擊此處添加與國際標準一致性程度的標識（報批稿）FORMTEXT2015-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX發(fā)布FORMTEXTXXXX-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX實施FORMTEXT中國南方電網責任有限公司???發(fā)布目??次TOC\o"1-2"\h\z\u目??次圖1所示，配電網業(yè)務通過工業(yè)以太網網絡接入到配電網骨干網絡，再接入到主站系統(tǒng)。匯接交換機一般設置在變電站，配置二層或三層配電網工業(yè)以太網交換機；接入交換機一般設置在室內開關站、配電房、帶開關的戶外開關箱、環(huán)網柜等,配置二層配電網工業(yè)以太網交換機。配電網工業(yè)以太網交換機應支持環(huán)型、鏈形、星型三種基本拓撲的物理層組網，并支持基于基本拓撲的混合組網。接入交換機宜具備2條不同方向的上聯(lián)鏈路，接入兩個不同匯聚節(jié)點的匯接交換機。圖SEQ圖\*ARABIC1網絡架構4.2網絡功能要求4.2.1VLAN設置接入交換機可劃分4個VLAN，包括1個設備管理VLAN、1個生產控制業(yè)務VLAN、1個視頻監(jiān)控業(yè)務VLAN、1個配電網其他業(yè)務VLAN。匯接交換機可劃分5個VLAN，包括4個接入層VLAN和一個匯聚層與核心層互聯(lián)VLAN。4.2.2網絡安全支持IEEE802.1x規(guī)定的基于端口的網絡訪問控制協(xié)議，實現(xiàn)對每個端口接入設備的身份認證。支持SSH遠程訪問功能，實現(xiàn)加密的命令行方式管理；支持基于SSL的HTTPS訪問功能，實現(xiàn)加密的Web方式管理。4.2.3網絡風暴抑制風暴抑制值宜可由用戶設定,宜支持獨立設置廣播風暴、組播風暴和未知單播風暴的抑制值。網絡風暴抑制的最小粒度宜不超過64Kb/s或1pps。4.2.4訪問控制列表支持基于端口的MAC地址和IP地址的訪問控制功能。支持終端設備的IP地址或MAC地址與交換機端口綁定功能。4.2.5口令和密碼支持設置口令長度應不少于8個ASCII字符，且應由數(shù)字、字符和特殊符號的ASCII組成，宜支持歷史口令檢查、口令最長使用時間設置、用戶定期更改口令提醒。4.2.6權限管理宜支持多級權限管理，為不同用戶設定不同的訪問權限。4.2.7安全日志支持記錄配置修改、端口狀態(tài)變化、登錄信息等安全相關事件的安全日志功能。4.2.8QoS設置應支持端到端QoS能力，針對每個用戶或業(yè)務的服務等級協(xié)定參數(shù)，包括時延與抖動、保證帶寬、最大帶寬等設置；支持基于規(guī)定的流分類對上行業(yè)務進行優(yōu)先級標記，應具有強制修改優(yōu)先級標記的功能并依次對數(shù)據進行處理。標記應采用IEEE802.1dUserPriority，可選支持IPTOS和DSCP優(yōu)先級標記。優(yōu)先級對應關系建議如表1：優(yōu)先級對應關系表UserPriority值對應報文7通信設備管理報文6配電網生產控制類業(yè)務報文5視頻監(jiān)控類業(yè)務4配電網其他業(yè)務3新業(yè)務擴展預留2104.2.8組網協(xié)議環(huán)型組網模式下，宜啟用環(huán)網保護協(xié)議，實現(xiàn)環(huán)網單點故障快速自愈。4.3網絡性能要求4.3.1應根據業(yè)務需求進行流量分析及帶寬規(guī)劃，網絡帶寬應滿足5年內業(yè)務增長需求，并確保各鏈路帶寬冗余度大于50%。4.3.2網絡組網性能指標滿足表2要求。組網性能指標指標要求備注網絡時延<[10n+鏈路時延+測試數(shù)據包傳輸時間×（n－1）](us)網絡時延抖動<n(us)丟包率0流量不超過吞吐量n為網絡中最長數(shù)據鏈路經過的交換機跳數(shù)。設備技術要求5.1一般要求5.1.1應具備自診斷功能，并能以報文方式輸出裝置本身的自檢信息。5.1.2應具備容錯、糾錯和隔離錯誤的能力，當發(fā)生錯誤操作或輸入不合理數(shù)據時，應能進行信息提示并仍能有效運行。5.1.3支持將自身配置參數(shù)以文件形式進行備份，在交換機遇故障或損壞需要更換時，將備份文件復制至更換交換機即可完成配置替換。5.1.4網絡管理功能應支持以下網絡管理功能：本地和遠程管理兩種管理方式；應支持SNMPv2網絡管理協(xié)議，宜支持SNMPv3網絡管理協(xié)議；支持HTTP、HTTPS安全登錄方式；CLI串口調試接口管理；配置的上傳和下載；密碼管理；異常告警提示。5.1.5設備硬件設計應符合IEC61850-3的規(guī)定，應采用自然散熱（無風扇）方式設計。5.2二層工業(yè)以太網交換機5.2.1通信接口數(shù)量要求匯接交換機：支持不少于8個100M單模光口、2個1000M單模光口，支持不少于6個100M電口；接入交換機：支持不少于2個100M單模光口，支持不少于4個100M電口；支持不少于2個RS232/485串口（可選）。5.2.2功能要求數(shù)據幀轉發(fā)應支持IEC60870-5-101、IEC60870-5-104、CDT、DNP、MODBUS、IEC61850等多種規(guī)約協(xié)議的配電網業(yè)務數(shù)據幀轉發(fā)。數(shù)據幀過濾應實現(xiàn)基于IP或MAC地址的數(shù)據幀過濾功能。鏈路層檢測應支持IEEE802.1ab規(guī)定的鏈路層檢測協(xié)議（LLDP），實現(xiàn)網絡拓撲自動生成的功能。生成樹快速生成樹協(xié)議支持IEEE802.1d-2004規(guī)定的快速生成樹協(xié)議（RSTP），且協(xié)議數(shù)據包傳輸?shù)淖畲筇鴶?shù)應不小于40。多生成樹協(xié)議 支持IEEE802.1s規(guī)定的多生成樹協(xié)議（MSTP）。網絡風暴抑制應支持廣播風暴抑制、組播風暴抑制和未知單播風暴抑制。VLAN支持IEEE802.1q定義的VLAN標準；應支持基于端口的VLAN，宜支持基于MAC地址的VLAN；支持VLANTrunk功能；應支持在轉發(fā)的幀中插入、刪除和修改標記頭；其他要求應符合YD/T1099中的規(guī)定。組播功能a)支持GMRP動態(tài)MAC地址的配置組播功能；b)支持靜態(tài)MAC地址的配置組播功能；c)支持基于IGMP-Snooping動態(tài)組播功能。鏈路聚合支持IEEE802.3ad規(guī)定的鏈路聚合控制協(xié)議（LACP），實現(xiàn)靜態(tài)鏈路聚合和動態(tài)鏈路聚合功能；至少應支持4個鏈路聚合組，每個組最少鏈路數(shù)量不應小于2個；鏈路聚合功能開啟過程中不應丟失數(shù)據。鏡像支持單端口鏡像和多端口鏡像，鏡像端口在不丟失數(shù)據的前提下應保證系統(tǒng)要求的轉發(fā)速率。0故障管理a)支持本地告警輸出功能，告警內容包括：電源失電告警、網絡風暴、端口斷線、端口連接、冗余網絡故障恢復、用戶認證次數(shù)超限、授權失敗、異常流量。本地告警的干結點輸出宜至少包含以上告警中的一種；b)支持基于SNMP或/和SMTP（RFC5321）的遠程告警功能，用于向后臺傳送告警信息；c)支持故障定位功能，可定位故障至少應包括：配置錯誤、端口故障、網絡節(jié)點故障、斷線故障。d)具有容錯、糾錯和隔離錯誤的能力,當發(fā)生錯誤操作或輸入不合理數(shù)據時，應能進行信息提示并仍能有效運行；e)支持統(tǒng)計功能，統(tǒng)計信息至少應包括：設備資源利用率、帶寬利用率、端口轉發(fā)幀數(shù)、丟棄幀數(shù)；f)支持系統(tǒng)日志生成功能，系統(tǒng)日志的內容至少應包括：正常流量統(tǒng)計、異常流量統(tǒng)計、用戶行為、配置改變、網絡拓撲改變、告警信息。1優(yōu)先級應支持IEEE802.1p流量優(yōu)先級控制標準，提供流量優(yōu)先級和動態(tài)組播過濾服務，應至少支持4個優(yōu)先級隊列，具有絕對優(yōu)先級功能，應確保關鍵應用和時間要求高的信息流優(yōu)先進行傳輸。2宜支持設備掉電通知和自動掉電光路切換功能。3支持設備自動發(fā)現(xiàn)及遠程接收配置功能。4環(huán)網恢復時間環(huán)網恢復是在環(huán)形網絡中將兩點之間存在的多條路徑劃分為通信路徑和備份路徑，在通信路徑上進行數(shù)據轉發(fā)，備份路徑只用于鏈路的偵聽，一旦發(fā)現(xiàn)通信路徑失效，自動將通信切換到備份路徑上。環(huán)網恢復時間通過每個交換機應不超過50ms。5.2.3性能要求設備可靠性指標應符合表3的規(guī)定。設備可靠性指標性能要求參考標準等級/指標可靠性MTBF≥200000h可用性GB/T17463A3（A≥99.95%）維修性M4（MTTR≤6h）修復時間RT4（MRT≤1h）啟動電流S設備性能指標應符合表4的規(guī)定。二層工業(yè)以太網交換性能指標項目指標地址緩存能力≥4K地址學習速率≥1000幀/s丟包率=0單機時延（全雙工）<10μs單機時延抖動（64字節(jié)）<1μs吞吐量全雙工=端口最大速率×端口數(shù)量×2半雙工=端口最大速率×端口數(shù)量以太網接口性能a）電接口支持100/1000BASE-T接口，電接口應符合IEEE802.3-2008的規(guī)定；接口宜配有屏蔽層。b)光接口支持100BASE-FX、GE光接口，100BASE-FX接口應符合ISO/IEC9314-3-1990的規(guī)定，GE光接口應符合IEEE802.3-2008的規(guī)定。GE光接口可以是1000BASE-LX、1000BASE-SX、1000BASE-ZX接口中的一種或多種。具體指標滿足表5、表6、表7和表8的要求。100BASE-FX接口參數(shù)接口類型參數(shù)要求單位發(fā)送波長范圍1270～1380nm光功率（最大）-14.0dBm光功率（最?。?20.0dBm接收波長范圍1270～1380nm光功率（最大）-14.0dBm接收靈敏度-31.0dBm強制接收靈敏度-25.0dBm1000BASE-SX接口參數(shù)接口類型參數(shù)要求單位62.5μsMMF50μsMMF發(fā)送波長范圍770～860nm平均發(fā)射光功率（最大）0.0dBm平均發(fā)射光功率（最?。?9.5dBm接收波長范圍770～860nm平均接收光功率（最大）0.0dBm接收靈敏度-17.0dBm強制接收靈敏度-12.5-13.5dBm1000BASE-LX接口參數(shù)接口類型參數(shù)要求單位62.5μsMMF50μsMMF10μsSMF發(fā)送波長范圍1270～1355nm平均發(fā)射光功率（最大）-3.0dBm平均發(fā)射光功率（最小）-11.5-11.5-11.0dBm接收波長范圍1270～1355nm平均接收光功率（最大）-3.0dBm接收靈敏度-19.0dBm強制接收靈敏度-14.4dBm1000BASE-ZX接口參數(shù)接口類型參數(shù)要求單位10μsSMF發(fā)送波長范圍1530～1570nm平均發(fā)射光功率（最大）5.0dBm平均發(fā)射光功率（最?。?.0dBm接收波長范圍1530～1570nm平均接收光功率（最大）-3.0dBm接收靈敏度-23.0dBm5.3三層工業(yè)以太網交換機5.3.1通信接口數(shù)量要求支持不少于8個100BASE-FX單模光接口，2個GE單模光接口。5.3.2功能要求三層交換機的二層功能應符合本標準第5.2.2節(jié)的相關功能要求。其他功能要求三層交換機功能要求如下：應支持IPv4協(xié)議,支持基于IP的子網劃分功能及IP廣播功能。宜支持IPv6/v4雙棧協(xié)議（DualStack）、地址/協(xié)議轉換（NAT/PT）、IPv6QoS配置、IPv6業(yè)務透傳等功能；應支持地址解析協(xié)議（ARP）；應支持互聯(lián)網控制消息協(xié)議（ICMPv4）；應支持動態(tài)主機配置協(xié)議（DHCP）；應支持直連路由、靜態(tài)路由功能；應支持路由信息協(xié)議(RIPv2)，支持開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議（OSPFv2）；應支持虛擬路由冗余協(xié)議（VRRP），主備切換時間小于100ms；宜支持BFD快速鏈路檢測功能；應支持互聯(lián)網組管理協(xié)議（IGMP），并兼容IGMPv1、IGMPv2和IGMPv3，支持的組數(shù)量應不小于256；除支持5.1.4所述MIB外，還包括：RIPv2MIB擴展和OSPFv2MIB擴展。5.3.3性能要求設備可靠性指標應符合表3的規(guī)定。設備性能指標應符合表9的規(guī)定。三層工業(yè)以太網設備性能指標項目指標地址緩存能力≥4K地址學習速率≥1000幀/s丟包率=0單機時延（全雙工）<10μs單機時延抖動<1μs包轉發(fā)率全雙工=×2半雙工=路由表容量≥4K以太網接口性能三層交換機以太網接口性能滿足本標準第節(jié)的相關接口要求。5.4設備典型配置配電網工業(yè)以太網交換機的典型配置參見表10。配電網工業(yè)以太網交換機的典型配置表序號設備名稱主要技術要求1二層以太網交換機-2光4電(戶內)戶內使用（IP30），固定式或模塊化交換機主機，含雙電源模塊(根據現(xiàn)場情況選定交直流）、軟件等，支持≥2個100M光口，≥4個FE電口的設備（不帶串口）2二層以太網交換機-2光4電（戶外）戶外使用（IP54），固定式或模塊化交換機主機，含雙電源模塊(根據現(xiàn)場情況選定交直流）、軟件等，支持≥2個100M光口，≥4個FE電口的設備（不帶串口）3二層以太網交換機-2光4電，支持串口(戶內)戶內使用（IP30），固定式或模塊化交換機主機，含雙電源模塊(根據現(xiàn)場情況選定交直流）、軟件等，支持≥2個100M光口，≥4個FE電口的設備,支持≥2個RS232/RS4854二層以太網交換機-4光4電(戶內)戶內使用（IP30），固定式或模塊化交換機主機，含雙電源模塊(根據現(xiàn)場情況選定交直流）、軟件等，支持≥4個100M光口，≥4個FE電口的設備（不帶串口）5二層以太網交換機-4光4電，支持串口(戶內)戶內使用（IP30），固定式或模塊化交換機主機，含雙電源模塊(根據現(xiàn)場情況選定交直流）、軟件等，支持≥4個100M光口，≥4個FE電口的設備,支持≥2個RS232/RS4856二層以太網交換機(二層以太網交換機-4千兆光、8百兆光、12百兆電)戶內使用（IP30），固定式或模塊化交換機主機，含雙電源模塊(根據現(xiàn)場情況選定交直流）、軟件等，支持≥4個1000M光口，≥8個100M光口的設備，≥12個10/100M自適應以太網電口的設備7三層以太網交換機-2千兆光8百兆光4電戶內使用（IP30），交換機主機，含雙電源模塊(根據現(xiàn)場情況選定交直流）、軟件等，支持≥2千兆光口、≥8百兆光口、≥4個10/100M電口，支持三層路由功能8三層以太網交換機-2千兆光16百兆光4電戶內使用（IP30），交換機主機，含雙電源模塊(根據現(xiàn)場情況選定交直流）、軟件等，支持≥2千兆光口、≥16百兆光口、≥4個10/100M電口，支持三層路由功能9三層以太網交換機（三層交換機-4千兆光、4千兆電、8百兆光、8百兆電）戶內使用（IP30），交換機主機，含雙電源模塊(根據現(xiàn)場情況選定交直流）、軟件等，支持≥4千兆光口、≥4千兆電口、≥8百兆光口、≥8個10/100M自適應電口，支持三層路由功能。5.5網管系統(tǒng)5.5.1具備故障管理、配置管理、性能管理、安全管理等基本網管功能，并應支持網絡拓撲自動發(fā)現(xiàn)、設備整體運行狀態(tài)監(jiān)視和展示、設備端口狀態(tài)監(jiān)視和展示、支持設備自動發(fā)現(xiàn)以及設備配置遠程下發(fā)等功能。5.5.2支持SNMPv2和SNMPv3網絡管理協(xié)議。5.5.3支持中文界面，英文界面可選。5.5.4支持多用戶（至少16個）同時操作，支持訪問控制，防止非授權訪問。5.5.5采用開放式軟件架構，可根據網絡需要靈活部署和升級的網管軟件系統(tǒng)。5.5.6提供對自身的管理功能，如系統(tǒng)啟動、初始化、關閉、備份、補丁升級、數(shù)據庫升級等。5.5.7具備較強的告警、性能、命令等數(shù)據的處理能力，要求支持處理不小于10,000,000條信息的能力。5.5.8支持數(shù)據庫備份、恢復和拷貝功能，支持1＋1熱備份配置。5.5.9提供北向接口與上級網絡管理系統(tǒng)的互連，接口協(xié)議可以采用CORBA、XML或SOAP等；北向接口應至少提供登錄、拓撲、業(yè)務發(fā)放、告警、存量統(tǒng)計、性能統(tǒng)計、日志等信息。工業(yè)環(huán)境適應性要求6.1電源要求6.1.1接入交換機電源要求支持-48VDC、24VDC、12VDC、110VDC、220VAC/DC可選，電壓容差為-20%~+20%；支持冗余電源，支持無縫切換；2光口4電口設備配置整機功耗應不大于10W。6.1.2匯接交換機電源要求支持-48VDC、220VAC/DC、110VDC供電電壓可選，電壓容差為-20%~+20%；支持冗余電源，支持無縫切換；電源功耗不大于60W。6.2環(huán)境要求6.2.1氣候環(huán)境參數(shù)應滿足表11的要求。氣候環(huán)境適應性設備類型氣候條件值匯接交換機溫度-20℃～60℃相對濕度10％～95％大氣壓力70～106kPa接入交換機溫度-20℃～85℃相對濕度10％～95％大氣壓力70～106kPa注：以上為地面以上2m和設備前方0.4m處的溫度。6.2.2低溫交換機應能通過GB/T2423.1中規(guī)定的低溫試驗。在低溫室溫度偏差不大于±2℃條件下，低溫室以不超過1℃/min變化率降溫，待溫度達到本標準6.2.1規(guī)定的低溫溫度并穩(wěn)定后開始計時，給交換機連續(xù)通電2h，設備性能指標應符合本標準的相關要求。6.2.3高溫交換機應能通過GB/T2423.2中規(guī)定的高溫試驗。在高溫室溫度偏差不大于±2℃條件下，高溫室以不超過1℃/min變化率升溫，待溫度達到本標準6.2.1規(guī)定的高溫溫度并穩(wěn)定后開始計時，給交換機連續(xù)通電2h，設備性能指標應符合本標準的相關要求。6.2.4低氣壓交換機應能通過GB/T2423.21中規(guī)定的低氣壓試驗。在低氣壓室偏差不大于±0.5kPa條件下，氣壓室以不超過1.0kPa/min變化，待氣壓達到本標準6.2.1規(guī)定的低氣壓并穩(wěn)定后開始計時，給交換機連續(xù)通電2h，設備性能指標應符合本標準的相關要求。6.3外殼防護等級戶內使用的配電網工業(yè)以太網交換機應符合GB4208-2008外殼防護等級（IP代碼）中IP30要求，戶外使用的配電網工業(yè)以太網交換機應符合GB4208-2008外殼防護等級（IP代碼）中IP54要求。6.4絕緣性能6.4.1絕緣電阻、介質強度和沖擊交換機的絕緣要求見表12。經過絕緣試驗后，交換機應能正常工作，并符合本標準第5章的相關性能要求。絕緣要求試驗項目引用標準電源以太網（電）接口告警絕緣電阻，500VGB/T14598.3≥20MΩ≥20MΩ≥20MΩ介質強度U＜60V/300V＞U＞60VGB/T14598.30.5kV/2.0kV0.5kV0.5kV/2.0kV沖擊U＜60V/300V＞U＞60VGB/T14598.31.0kV/5.0kV1.0kV1.0kV/5.0kV6.4.2濕熱交換機應能承受GB/T2423.3規(guī)定的