基于风电机组网络的视频监控与IP电话

　　文 刘涛　北京天源科创风电技术有限责任公司
　　摘　要：本文论述了在风电机组光纤环网下实现视频监控与IP 语音电话的问题与方法、影响IP 语音服务质量的主要因素，并提出了基于风电机组通讯网络视频监控与IP 语音相应的解决配置方法。着重分析了风电机组通讯网中的保证监控数据、视频流、语音QoS（Quality of Service）的机制。
　　1. 引言
　　随着风电场业主需求的升级，诸如视频监控、IP 语音电话、震动监测等越来越多的应用需要加载到IP 网络上传输。风电场就地光纤环网具备能够承载大量多业务实时数据传输的能力，但是需要在网络配置、数据划分、优先级别设定上进行相关设置，从而保证风电机组监控数据的正常传输。
　　2. 典型的风电机组通讯网络
　　风电场通讯网络为光纤环网，所谓的光纤环网就是由多个交换机的光纤端口首尾依次相连形成的环状网络。正常状态下，环网内的数据传输是单向的，当交换机检测到单向传输断开时，自动开启备用端口，进行反方向数据传输。典型的风电机组通讯网络如下拓扑：
　　3. 网络传输质量因素
　　以太网是目前应用最广泛的局域网技术。考虑到LAN 中的临界点，如上行链路和百兆光纤环主干。当组织内部配置越来越多要求带宽的应用时，可能存在超过预计的情况。这终将导致需要在LAN 中使用QoS工具。
　　QoS 的英文全称为"Quality ofService"， 中文名为" 服务质量"。QoS 是网络的一种安全机制, 是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。在正常情况下，如果网络只用于特定的无时间限制的应用系统，并不需要QoS，比如Web 应用。但是对关键应用和多媒体应用就十分必要。当网络过载或拥塞时，QoS能确保重要业务量不受延迟或丢弃，同时保证网络的高效运行。
　　风电机组百兆光纤环网资源总是有限的，数据、视频、语音、震动等其他数据只要存在抢夺网络资源的情况，就会出现服务质量的要求。服务质量是相对网络功能业务而言的，在保证风电机组监控数据业务的服务质量保障语音质量，就可能损害视频监控、震动数据等服务质量。因此，需要根据各种业务的特点来对网络资源进行合理的规划和分配，从而使网络资源得到高效利用。
　　在风电场光纤环网中，交换设备故障、软件配置、硬件连接错误都会造成广播风暴的发生，由于现有网络是完全开放的广播域，所以一旦发生广播风暴风电机组PLC 会因为LAN 口阻塞而停止运行。在现有网络上再增加视频监控、语音电话是不是就增加了广播风暴发生的风险？ 答案是否定的。通过VLAN技术将风电机组监控数据包、视频监控数据包、IP 语音包隔离传输。VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）中文名为" 虚拟局域网"。VLAN 是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的数据交换技术。同一个VLAN 中的广播包只有VLAN 中的设备成员才能接收到，而不会传输到其他的VLAN 中去，这样可以很好的控制不必要的广播风暴的产生。同时，不同VLAN 之间不能相互通讯，这样增加数据传输的安全性。VLAN 在交换机上实现方法主要有六种：基于端口的VLAN、基于MAC地址的VLAN、基于网络层协议的VLAN、基于IP 组播的VLAN、按策略划分的VLAN、按用户定义非用户授权划分的VLAN。