淺析冀東油田PTN傳送網(wǎng)設(shè)計研究

魏明軍 李波

摘 要：在科技信息時代飛速發(fā)展的今天，為了滿足城域傳送網(wǎng)大帶寬、低時延的業(yè)務(wù)需求，分組傳送網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。這一技術(shù)最大的動力來源于信息業(yè)務(wù)的快速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的需要。石油企業(yè)由于生產(chǎn)區(qū)及辦公區(qū)分布地域較廣等諸多因素，對網(wǎng)絡(luò)帶寬和穩(wěn)定性、傳輸距離等要求也越來越高。因此根據(jù)冀東油田傳送網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及存在問題，以PTN分組傳送網(wǎng)為主要技術(shù)，提出了油田骨干傳送網(wǎng)的設(shè)計規(guī)劃方案。實現(xiàn)油田數(shù)據(jù)、語音、視頻等多業(yè)務(wù)的高效、安全、穩(wěn)定傳輸。

關(guān)鍵詞：PTN 傳送網(wǎng) 環(huán)網(wǎng) 分組傳送 油田

中圖分類號：TN914 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）09（a）-0009-02

隨著石油企業(yè)信息化建設(shè)不斷發(fā)展，精益化管理的不斷深入網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，大量生產(chǎn)、管理、營銷、多媒體業(yè)務(wù)已經(jīng)融入通信網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)類型已經(jīng)向全I(xiàn)P業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)絡(luò)將難以滿足業(yè)務(wù)日趨IP化的要求。以MPLS-TP（Transport Profile for MPLS，多協(xié)議標(biāo)簽交換-傳送構(gòu)架）為主流的PTN技術(shù)已在電信網(wǎng)絡(luò)中逐步推廣應(yīng)用，其不斷完善的OAM網(wǎng)絡(luò)保護(hù)及可擴(kuò)展性已經(jīng)滿足電信級網(wǎng)絡(luò)的要求，在石油企業(yè)通信網(wǎng)中部署PTN網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)條件已經(jīng)具備。

1 PTN技術(shù)原理

PTN分組傳送是基于分組交換核心的新型傳送網(wǎng)技術(shù)，其核心技術(shù)是由ITU-T和IETF（Internet Engineering Task Force，互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）聯(lián)合制定的MPLS-TP技術(shù)體系。MPLS-TP技術(shù)體系充分繼承了MPLS（Multi-Protocol Label Swithing，多協(xié)議標(biāo)簽交換）技術(shù)高效的分組業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)能力和SDH技術(shù)中完善的OAM及保護(hù)特征，并將成熟的QoS技術(shù)、PWE3（Pseudo-Wire Emulation Edge to Edge，邊緣到邊緣的偽線仿真）技術(shù)應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)中，使得PTN成為了以分組交換為內(nèi)核，以分組作為傳送單位，滿足IP分組、TDM及ATM等業(yè)務(wù)統(tǒng)一傳送的新型分組傳送網(wǎng)平臺。

PTN是以分組處理作為技術(shù)內(nèi)核，承載電信級以太網(wǎng)業(yè)務(wù)為主，兼容TDM、IP等業(yè)務(wù)的綜合傳送技術(shù)，結(jié)合了分組技術(shù)與SDH/MSTP的OAM、網(wǎng)絡(luò)體驗優(yōu)點(diǎn)的產(chǎn)物，在秉承SDH的傳統(tǒng)優(yōu)勢，包括快速的業(yè)務(wù)保護(hù)和恢復(fù)能力、端到端的業(yè)務(wù)配置和管理能力、便捷的OAM和網(wǎng)管能力、嚴(yán)格的QoS保障能力等的同時，還可提供高精度的時鐘同步和時間同步解決方案。

2 冀東油田傳送網(wǎng)設(shè)計

2.1 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析

2.1.1 網(wǎng)絡(luò)資源

冀東油田由于生產(chǎn)區(qū)及辦公區(qū)分布地域較廣，因此網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架為城域網(wǎng)+園區(qū)網(wǎng)模式，骨干網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備主要以路由器、交換機(jī)、SDH等設(shè)備為主。骨干傳送網(wǎng)資源主要為自建光纜+租用運(yùn)營商光纜，各主要站點(diǎn)基本實現(xiàn)了光纖鏈路冗余接入。

2.1.2 傳送網(wǎng)存在問題

（1）各主要站點(diǎn)之間的骨干網(wǎng)絡(luò)均采用高端三層交換機(jī)進(jìn)行互聯(lián)，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架為星型分布，無法實現(xiàn)多路由保護(hù)，網(wǎng)絡(luò)性較差，如果出現(xiàn)單點(diǎn)設(shè)備故障或者光纜故障，均可導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷。

（2）多業(yè)務(wù)傳輸情況下，難以實現(xiàn)QOS服務(wù)，無法保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)的穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）油田的電力、生產(chǎn)、信息均建有獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，由于建設(shè)過程中缺乏有效的溝通，造成了一定程度上的重復(fù)建設(shè)，在確保生產(chǎn)網(wǎng)獨(dú)立的情況下，無法實現(xiàn)油田網(wǎng)絡(luò)資源的有效共享。

（4）部分地區(qū)光纜因多次搶修，熔點(diǎn)太多造成衰減較大，已經(jīng)影響到正常使用。

（5）現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)大部分采用路由器、交換機(jī)組網(wǎng)，無OAM功能，網(wǎng)絡(luò)一旦出現(xiàn)故障，對故障的定位很困難，運(yùn)維成本高。

2.1.3 傳送網(wǎng)建設(shè)需求分析

在信息化發(fā)展日新月異的今天，油田用戶的需求已經(jīng)由最初的語音和上網(wǎng)業(yè)務(wù)擴(kuò)展到SCADA、視頻、大數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)的發(fā)展尤其是IP業(yè)務(wù)的逐漸推廣，對網(wǎng)絡(luò)帶寬、穩(wěn)定性及傳輸距離等要求越來越高。因此需要建設(shè)一個高速、安全、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)平臺來支撐企業(yè)未來的管理和發(fā)展。

結(jié)合冀東油田網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及未來發(fā)展，提出以下建設(shè)思路：

（1）建設(shè)10G或更高速率骨干環(huán)網(wǎng)，使油田信息網(wǎng)絡(luò)、電力自動化網(wǎng)、生產(chǎn)自動化網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)融合，在斷纖情況下能夠自動保護(hù)業(yè)務(wù)的暢通。

（2）系統(tǒng)與油田現(xiàn)有設(shè)備無縫對接，既能提供FE、GE、10GE業(yè)務(wù)接口，還能提供STM-N、E1接口。

（3）系統(tǒng)能夠滿足語音、數(shù)據(jù)視頻等多業(yè)務(wù)的任意調(diào)度。

（4）系統(tǒng)支持MPLS、QoS技術(shù)，來保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)的穩(wěn)定運(yùn)行。

（5）系統(tǒng)提供冗余并能滿足擴(kuò)容升級。

3 PTN組網(wǎng)設(shè)計

3.1 核心骨干網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)計

根據(jù)冀東油田公司網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和光纜資源情況，唐海、高尚堡、柳贊和南堡四個站點(diǎn)是信息網(wǎng)、電力調(diào)度網(wǎng)、生產(chǎn)自動化網(wǎng)的主要匯聚節(jié)點(diǎn)，且能夠組成環(huán)網(wǎng)。以這四個站點(diǎn)為基礎(chǔ)，采用PTN技術(shù)，新建10G光纖自愈環(huán)網(wǎng)。

在骨干環(huán)組網(wǎng)中采用智能增強(qiáng)型PTN傳輸設(shè)備組網(wǎng)，該設(shè)備既支持分組交換及傳送，又繼承了SDH/MSTP技術(shù)的部分特點(diǎn)，與現(xiàn)有交換以太網(wǎng)絡(luò)、SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)能夠可靠兼容，可以保證冀東油田生產(chǎn)、信息等多業(yè)務(wù)專線的有效融合，實現(xiàn)無縫對接。

該設(shè)計采用PTN光纖自愈環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)，對光接口和光纖路由線路均可做到保護(hù)，光纖路由保護(hù)實現(xiàn)方式如圖2所示。設(shè)備正常工作時，業(yè)務(wù)由唐山發(fā)出，經(jīng)由唐海、柳贊到達(dá)高尚堡，實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的上下行傳輸；當(dāng)柳贊、高尚堡之間光纖中斷或者光板損壞時，業(yè)務(wù)在柳贊實現(xiàn)橋接，通過備用通道到達(dá)高尚堡，倒換時間優(yōu)于ITU-T標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)50ms，無需人工干預(yù)，滿足電信級網(wǎng)絡(luò)要求。

3.2 匯聚二級網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)計

在骨干環(huán)網(wǎng)建成后，可以依托骨干站點(diǎn)，根據(jù)各地區(qū)光纖及網(wǎng)絡(luò)情況采用不同方式組建二級網(wǎng)，實現(xiàn)全網(wǎng)業(yè)務(wù)的統(tǒng)一調(diào)度和管理。二級網(wǎng)盡量以環(huán)網(wǎng)方式組成，如南堡到一號島、三號島、二號島、五號島都有光纖資源直連，可通過跳纖的方式將這4個站點(diǎn)與南堡骨干站點(diǎn)組成二級環(huán)網(wǎng)，雖然來回路由同纜，但組成環(huán)網(wǎng)能減少單點(diǎn)硬件故障影響，即使南堡到某站的光纜斷開，也只導(dǎo)致該站業(yè)務(wù)中斷，不會影響其他站點(diǎn)。不具備環(huán)路組網(wǎng)的站點(diǎn)，可采用1+1鏈路保護(hù)，具體接入組網(wǎng)方式根據(jù)當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)的實際情況選擇。

4 結(jié)語

通過對PTN技術(shù)原理的分析，結(jié)合冀東油田傳送網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，運(yùn)用PTN分組組網(wǎng)技術(shù)，提出了油田傳送網(wǎng)升級建設(shè)的設(shè)計與規(guī)劃方案。為冀東油田生產(chǎn)經(jīng)營管理提供快速、高質(zhì)量服務(wù)；為面向云計算、多業(yè)務(wù)的信息系統(tǒng)建設(shè)提供必要條件，保證油田傳送網(wǎng)向著靈活性、可靠性、安全性、多業(yè)務(wù)支撐能力方向發(fā)展。

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