APP下载

SEP技术在智能化油气田建设中的组网应用

2022-07-23中国石油西南油气田分公司通信与信息技术中心川中总站邹滨阳

电子世界 2022年1期
关键词:中心站环网场站

中国石油西南油气田分公司通信与信息技术中心川中总站 陈 建 邹滨阳

随着两化融合的不断深入推进,石油天然气工业建成数字化、智能化油气田迫在眉睫,基于“油公司”扁平化管理模式,作业区实行“中心站+无人值守场站”的管理方式,传统的动态路由域不满足提质增效,路由冗余,带宽及光缆资源充分利用等需求,寻求高效合理的“中心站+无人值守场站”组网新模式成为了智能化油气田建设的最优选择,SEP作为智能以太保护协议,灵活的部署方式,多元化的负载分担,强大的自愈能力,很好的适配了目前西南地区实行“中心站+无人值守场站”的管理方式,解决目前油气生产组网中的基础架构组网问题。

随着智能化油气田的建设不断深入,总部至矿区,矿区至作业区,作业区至中心站的智能网络建设已通过SDH或PTN的模式实现,而单井场站至中心站的组网还无法与智能化油气田要求所匹配,单井场站已全面实施无人化,对通信的要求更高,加之提质增效,天然气生产规模扩大,生产视频网络化等,而组网能力强大的PTN必定带来成本的上升,在原有二层网络设备不变的情况,从组网协议上考虑优化才是最优的选择。

石油天然气专网全业务IP化已对承载网提出更高的要求,油气田单井场站至中心站基础架构组网需要网络满足如下需求:

业务带宽化——大流量业务的调度和传递;

链路冗余化——必须具备冗余链路,且可保障通信;

负载均衡化——在成本控制下,实现负载均衡,充分利用资源。

在这样的网络发展诉求下,SEP作为灵活的以太保护协议,引入油气田基础架构组网,充分利用其组网特点,实现与其他以太冗余协议混合组网,最快小于50ms的环网倒换能力,助力网络稳定性,使得油气田基础架构组网更高效,更可靠,更简单。

1 SEP组网特点介绍

1.1 SEP介绍

SEP(Smart Ethernet Protection)智能以太保护是一种专用于以太网链层的环网协议。通过有选择性的阻塞网络环路冗余链路,来达到消除二层环路的目的,SEP具有以下优势:

● 灵活选择阻塞端口,更好支持负载分担;

● 提供和其他以太冗余协议混合组网能力;

● 支持拓扑查看,显示SEP网络拓扑结构;

● 简化组网配置,更高效的支持多环组网。

1.2 SEP组网实现机制

1.2.1 环网匹配

石油天然气行业目前对通信的依赖程度高,因此油气田内部自建光缆路由发达,对于 某个中心站所管辖的生产片区某些重要生产场站要实现内部链路冗余,如增加站、集气站、清管站等,以环的方式组网最能实现内部链路冗余,故利用环网将中心站所管辖范围内比较重要的场站串联起来,确保网络稳定性是最优的解决方案,而SEP作为链路层的环网协议,满足环网组网需要。

1.2.2 负载分担匹配

西南地区公网资源发达,中心站往往租用公网资源作为备用保障,目前的组网是利用动态路由开销实现主备切换,这样既未充分利用带宽资源,也无法监测备用网络的可靠性,不利于智能化油气田的建设,SEP作为以太保护协议,可通过灵活的端口阻塞来实现不同的链路跑不同的业务,当链路中断后放开阻塞的端口,自愈网络,通过拓扑显示监测网络中链路通断情况。

2 SEP技术在智能化油气田的组网应用

根据智能化油气田建设的需要,实现中心站至单井场站的网络稳定可靠,以某一作业区的中心站作为试点,在原有的硬件、光缆、租用链路不改变的情况下,对组网协议进行升级,充分利用网络资源,减少重复网络设备,体质增效。

2.1 组网方式

2.1.1 原有组网介绍

生产网利用现有光缆在A站,B站,中心站以及A厂组建了环网,以A站交换机作为上联交换机,以光纤收发器与A厂连接入网;整个环网结构里交换机与交换机之间通过对联地址,以OSPF动态路由协议组成成环网,整个片区生产网架构如图1所示。

图1 整个片区生产网架构图

图2 网络结构图

图3 整个链路结构图

图4 中心站接入场站示意图

2.1.2 SEP组网方式

因气田组织结构调整,物联网建设,除网络结构变化外,新增一批无人值守场站加入到中心站管辖,且中心站租用公网链路至作业区形成备用通道,为保证重要场站的通信稳定性,还是采用环网的方式组网,将中心站,A站,B站,A厂组成接入环,中心站,A厂,作业区组成汇聚环。

将业务化为两个段,工业视频一个VLAN段,生产数据一个VLAN段,目前该片区视频主机35台,RTU、PLC、HART、物联网关一共155个,对于两个VLAN段,分别分配一个24位掩码的C类地址,满足冗余备用,将业务在逻辑上划分为两个段的业务,方便于在同一个物理链路上实现两个逻辑环路,其网络结构如图2所示。

在作业区汇聚,中心站,A厂3台交换机组成的汇聚环上运行华为SEP段,阻塞端口是有管理优先级及用户配置优先级共同决定的,为实现流量负载分担,则端口阻塞的依据是设备名+接口名;为充分利用链路资源,可在单一物理链路上实现双SEP环,即公网6M链路通流量较小的生产数据业务VLAN,SDH主用通流量较大的工业视频VLAN段,对于生产数据环的Block port选举在A厂对作业区汇聚端口上,而工业视频环的Block port选举为中心站对作业区汇聚端口,在SEP环路拓扑未发生变化时,带宽大的链路传输流量大的业务,带宽小的传输流量小的业务,充分利用带宽资源,一旦SEP环网拓扑发生变化,如公网链路发生故障,segment2的Block port变成转发模式,保证生产数据Vlan的通信,相反,如果SDH主用链路出现故障,视频VLAN也可通过公网链路连通,以确保通信稳定,整个链路结构如图3所示。

对于接入层网络,依然采用SEP环网运行,考虑到中心站接入场站较多,交换机处理数据量较大,则将该SEPsegment的阻塞端口选举在A站对中心站的交换机端口上,不再额外增加中心站交换机数据处理量,如图4所示,使得业务VLAN通过B站到达A厂进入汇聚SEP环。

整个网络架构由汇聚环和接入环组成,汇聚环由双层逻辑环划分业务利用链路资源,而接入环充分考虑交换机负载能力,以最短距离实现大带宽,使得整个组网架构更高效合理。

SEP智能以太协议技术在智能化油气田建设中的首次应用,将中心站的备用链路,光缆资源更高效合理的使用,达到了提质增效的效果,提高了单井场站至中心站网络可靠性和稳定性,SEP的部署,满足了当下智能化油气田的建设需要,灵活的解决了油气田单井场站至中心站基础网络组网,为建设智能化气田建设奠定坚实的组网基础。

猜你喜欢

中心站环网场站
更正
天迈科技助力深圳东部公交场站标准化建设 打造场站新标杆
一起直流接线错误引起的环网故障分析
“新基建”背景下公交场站建设思路转变的思考
电力光纤通信环网的可靠路由与可靠性测评
基于ODUk Spring方式实现基础网络环网保护的研究
浅谈天然气场站设备及安全管理路径
考虑武器配置的多场站多无人作战飞机协同路径规划方法
一带一路
铁路集装箱中心站经营产品分析