探討分組傳送網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)電力通信中的應(yīng)用

郭任重 蔣琛瓔 鄒光濤

（國網(wǎng)江西省電力公司九江供電分公司）

探討分組傳送網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)電力通信中的應(yīng)用

郭任重 蔣琛瓔 鄒光濤

（國網(wǎng)江西省電力公司九江供電分公司）

隨著科技的發(fā)展，電力業(yè)務(wù)不斷增多，而且其管理系統(tǒng)也越來越復(fù)雜，比如OA辦公、視頻會(huì)議和監(jiān)控等，這樣對(duì)電網(wǎng)寬帶的要求都會(huì)越來越高，特別是在國家電網(wǎng)“智能電網(wǎng)”開始發(fā)展以來，更需要高速快捷的溝通和通信平臺(tái)。而分組傳送網(wǎng)技術(shù)剛好能夠很好的促進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展。

分組傳送網(wǎng)技術(shù)；智能電網(wǎng)；應(yīng)用

隨著智能電網(wǎng)的不斷的發(fā)展和推廣，電力點(diǎn)網(wǎng)通信行業(yè)也發(fā)生著巨大的變化，數(shù)字化信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，IP業(yè)務(wù)的不斷增加，寬帶業(yè)務(wù)也在逐漸的增多，這樣消耗了大部分的寬帶資源。所以為了滿足現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，對(duì)電力電網(wǎng)通信行業(yè)有了更高的要求，比如要求其提供的服務(wù)，容量更大、快速靈活的反應(yīng)和調(diào)度，而且還要求其準(zhǔn)確性和功能性的完善。

1 電力電網(wǎng)通信的現(xiàn)狀

智能電網(wǎng)就是對(duì)發(fā)電、輸電和供電等各種關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對(duì)數(shù)據(jù)的整理和分析，最后通過分析得出的了結(jié)果，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)進(jìn)行合理的管理。而這對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息傳播的速度有著很高的要求，而且這也是智能電網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵。隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，對(duì)通信業(yè)務(wù)的要求也越來越多。這里不僅包括數(shù)據(jù)傳輸、電話業(yè)務(wù)、計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)等而且還包括高速上網(wǎng)、電腦監(jiān)控和視頻會(huì)議等，這對(duì)現(xiàn)代的寬帶傳輸提出了更高的要求，才能滿足現(xiàn)代社會(huì)生活的需求。而智能電網(wǎng)對(duì)信息調(diào)度能力要求很高，但是傳統(tǒng)的TDM通信技術(shù)在很大程度上限制了網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，而且也影響到了信息傳輸?shù)乃俣龋瑢?dǎo)致信息調(diào)度的不流暢或者緩慢，最終影響到整個(gè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。電力電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的不同對(duì)寬帶傳輸能力的要求也不盡相同，比如，視頻監(jiān)控、信息管理或者視頻會(huì)議等，業(yè)務(wù)種類多，通信量大，而且對(duì)通信的質(zhì)量和準(zhǔn)確性等都有很高的要求，但是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)很難完全滿足以上的要求。

2 分組傳送網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)

2.1 分組傳送網(wǎng)的簡(jiǎn)述

分組傳送網(wǎng)技術(shù)是為了適應(yīng)現(xiàn)在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的不斷增長(zhǎng)，而把傳統(tǒng)的傳送技術(shù)和現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信技術(shù)有機(jī)融合在一起的一種新技術(shù)。這樣的網(wǎng)絡(luò)分組技術(shù)，不但有著傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的各種優(yōu)勢(shì)，而且還實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)的分組，同時(shí)還具有網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性、QOS保證和多接口等，提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)率，保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的各種功能，并且保護(hù)以太環(huán)網(wǎng)增強(qiáng)可靠性等。

2.2 PTN傳送網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架

網(wǎng)絡(luò)傳輸主要包括通道層、電路層、段層和物理層。通道層主要是由高階通道層和低階通道層組成，其分別也被稱為TMP通道層和TMC通道層。低階通道層主要是為了給客戶提供端到端的信息傳輸業(yè)務(wù)，通過對(duì)業(yè)務(wù)凈荷適配封裝，從而保證對(duì)業(yè)務(wù)層的實(shí)時(shí)監(jiān)控。而高階通道層則可以同時(shí)為多個(gè)客戶提供各大的信息傳送網(wǎng)絡(luò)通路，并且可以對(duì)復(fù)用段層的適配和傳送網(wǎng)絡(luò)通道進(jìn)行連接和監(jiān)控。段層主要是由再生段層和復(fù)用段層組成，其又分別被稱為物理媒介層和TMS層。再生段層的主要功能就是對(duì)比特流的傳送，并且對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障做到實(shí)時(shí)的定位和監(jiān)控。復(fù)用段層則主要是為了保證物理連接和相鄰點(diǎn)的信息的完整，并且承載固定傳送網(wǎng)絡(luò)通道的任務(wù)，同時(shí)還可以監(jiān)控到網(wǎng)絡(luò)通路質(zhì)量的好壞。

2.3 PTN的特點(diǎn)

PTN的網(wǎng)絡(luò)同步率高，它主要是通過以太技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步的。采用的方法和SDH的時(shí)鐘同步相似，源站點(diǎn)通過以太層的比特流攜帶從其他源獲得到的高精度的時(shí)鐘信息，而接受節(jié)點(diǎn)可以把這些數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信息在以太物理層進(jìn)行恢復(fù)，最后通過物理層和比特流的串行對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行提取，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘的同步。時(shí)鐘的質(zhì)量等級(jí)信息可以通過SSM傳送，以太信息的長(zhǎng)度編碼為8B/10B，這樣避免了連續(xù)出現(xiàn)“1”或者“0”的情況，可以大幅度提高其恢復(fù)的精度。PTN的同步主要有兩種方式，一種是通過邊界時(shí)鐘，一種是通過透明時(shí)鐘。邊界時(shí)鐘同步的特點(diǎn)，在時(shí)間樹的中間轉(zhuǎn)發(fā)點(diǎn)上運(yùn)用的PTP協(xié)議，通過主從的模式逐跳轉(zhuǎn)發(fā)精確的時(shí)間，從而逐級(jí)逐級(jí)的完成同步，最終實(shí)現(xiàn)PTN全網(wǎng)同步。透明時(shí)鐘的特點(diǎn)主要是通過對(duì)首末兩個(gè)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行主從始終模式，而中間的節(jié)點(diǎn)則運(yùn)行透明時(shí)鐘模式，這樣時(shí)間樹上中間的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)就不運(yùn)行PTP協(xié)議了，而只是對(duì)補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)和延時(shí)。

PTN的QoS機(jī)制，這樣的機(jī)制主要是在Ethernet接口處，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行流量的分類、監(jiān)控或者整形等，從而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅惩ǎ缓笳{(diào)整數(shù)據(jù)的隊(duì)列，最后再從Ethernet接口輸出。這里的流量分類主要是通過ACL技術(shù)和IP優(yōu)先技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。分類的結(jié)果放在不同的模塊進(jìn)行處理，流量的控制主要是通個(gè)特定的規(guī)則丟棄進(jìn)行分組，保證整形業(yè)務(wù)的流量的速率。流量整形是對(duì)報(bào)文流量的一種限制，對(duì)超出約定的部分進(jìn)行緩沖。對(duì)網(wǎng)絡(luò)堵塞問題主要是通過對(duì)隊(duì)列調(diào)整或者進(jìn)行優(yōu)先選擇從而緩解其堵塞的狀況。隊(duì)列的調(diào)度就是不同優(yōu)先級(jí)的報(bào)文放在不同的隊(duì)列中，從而保證網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)的有序進(jìn)行和傳送。PTN的QoS機(jī)制很好的實(shí)現(xiàn)了聲音、視頻和其他數(shù)據(jù)的同時(shí)傳送。

PTN的OAM功能，OAM功能主要就是對(duì)PTN進(jìn)行一種故障監(jiān)控，它主要是通過連續(xù)性的檢測(cè)和蹤跡監(jiān)視以及鎖定指示等方法對(duì)PTN進(jìn)行故障監(jiān)控。當(dāng)端口、通路或者節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障的時(shí)候能夠快速的定位故障所在的位置。通過環(huán)回檢測(cè)，快速的檢測(cè)到故障。而檢查到故障時(shí)，及時(shí)的啟動(dòng)報(bào)警信息，在服務(wù)層上插OAM報(bào)文，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)告警信息的壓制，從而避免大量冗長(zhǎng)的報(bào)警信息。而且該功能還可以根據(jù)客戶的需求對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行適時(shí)的監(jiān)控。而當(dāng)客戶本身不支持告警壓制或者故障通告時(shí)，發(fā)送OAM報(bào)文，可以把故障信息轉(zhuǎn)發(fā)到對(duì)端MEP，從而實(shí)現(xiàn)故障信息的傳送，保證了應(yīng)對(duì)各種故障的靈活性。

3 技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

分組傳送網(wǎng)技術(shù)在實(shí)際電力點(diǎn)網(wǎng)通信中的應(yīng)用，比如通過運(yùn)用IP可視化的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)PTN承載網(wǎng)的遠(yuǎn)程管理，端對(duì)端的業(yè)務(wù)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)發(fā)放，而且對(duì)批量業(yè)務(wù)的發(fā)放、部署業(yè)務(wù)和分配等工作效率都有很大的提升。而且通過可視化的管理和控制，可以很直接的對(duì)故障進(jìn)行分析和制定多級(jí)排除故障的策略。從而可以在很到的程度上減少無效報(bào)警，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的快速定位，直接觸碰到故障的根源。提供TCAT工具，可以很好的保證智能網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)縮容，保證網(wǎng)絡(luò)調(diào)整的良好運(yùn)行。同時(shí)它還可以支持Y.1731等多種監(jiān)控手段，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的評(píng)估和性能的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能電網(wǎng)大規(guī)模的功能和安全性的管理，從而極大的提升工作和維護(hù)效率。

再比如在運(yùn)用分組傳送網(wǎng)技術(shù)時(shí)，可以將SDH硬管道和PTN軟管道進(jìn)行合理的融合，技術(shù)上通過深度的集成，解決收集數(shù)據(jù)和在線實(shí)時(shí)監(jiān)控以及故障處理等各種問題，從而提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，提高配電、視頻監(jiān)控等信息通信的流暢度和效率，從而為智能電網(wǎng)的建設(shè)做好良好的鋪墊。通過對(duì)軟硬管道的融合，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)信息分組和SDH業(yè)務(wù)的承載和傳送，從而在很大程度上節(jié)約了成本。而EPTN的分組軟管道應(yīng)用PTN技術(shù)，可以很好的提高配電的自動(dòng)化、和視頻的監(jiān)控以及辦公自動(dòng)化等各種分組業(yè)務(wù)信息傳送的效率。而在這其中應(yīng)用SDH硬管道，則很好的保證了承載業(yè)務(wù)的質(zhì)量、安全性和可靠性等，特別是在繼電保護(hù)信號(hào)延傳輸出時(shí)也有很大的提升。有關(guān)深度集成，主要是PCM的一體化，這里是為了解決PCM和傳輸設(shè)備的兼容問題，從而極大的提高運(yùn)維的操作性和便利性。

4 總結(jié)

隨著PTN技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，其在智能電網(wǎng)電力通信中的應(yīng)用一定會(huì)更加的廣泛。而該技術(shù)不僅可以滿足日益繁多的IP行業(yè)的需求，而且也促使了電力點(diǎn)網(wǎng)通信行業(yè)的全面升級(jí)，從而保證了電力通信的可靠性、實(shí)時(shí)性等，而且也節(jié)省了其運(yùn)行和維護(hù)的成本，從而給我們帶來很大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

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2016-12-2