PTN在電力通信網(wǎng)中的工程應(yīng)用

摘 要：近年來，電力系統(tǒng)的不斷完善和發(fā)展，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化水平越來越高，智能電網(wǎng)建設(shè)的也趨向成熟，使得傳輸業(yè)務(wù)種類不斷增加，IP業(yè)務(wù)所占比例逐年提升，傳統(tǒng)的通道復(fù)用技術(shù)已經(jīng)難以滿足電力通信網(wǎng)的通信需求。PTN技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用順應(yīng)了電力通信網(wǎng)的應(yīng)用要求。本文通過對(duì)PTN技術(shù)的概念、現(xiàn)狀來進(jìn)行綜合分析，然后對(duì)該技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的工程應(yīng)用進(jìn)行具體的討論。

關(guān)鍵詞：PTN技術(shù)；電力通信；工程應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）18-0076-02

1 引 言

在電力通信中，根據(jù)不同業(yè)務(wù)所需要的不同要求，比如對(duì)安全等級(jí)、穩(wěn)定性、可靠性等的要求，需要提供相應(yīng)的不同服務(wù)保障。以往電力通信網(wǎng)使用EPON、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)等多種不同設(shè)備進(jìn)滿足業(yè)務(wù)的不同需求，這就使得寬帶的利用率低、擴(kuò)容成本變高。而PTN技術(shù)的到來，就有效的解決了這個(gè)問題，使得電力通信系統(tǒng)設(shè)備不必進(jìn)行重復(fù)搭建、同時(shí)使設(shè)備之間共享寬帶資源。所以PTN技術(shù)對(duì)電力通信網(wǎng)的發(fā)展和建設(shè)，提供了極大的便利。

2 PTN技術(shù)的簡(jiǎn)介

PTN技術(shù)，中文名稱分組傳輸網(wǎng)，其主要由傳送網(wǎng)、IP/MPLS和以太網(wǎng)等幾種技術(shù)結(jié)合而形成。

PTN主要是針對(duì)流量統(tǒng)計(jì)復(fù)用傳送以及分組業(yè)務(wù)流量所具有的突發(fā)性而設(shè)置的（如圖1），這是一種為了在IP業(yè)務(wù)與底層光傳輸介質(zhì)之間設(shè)計(jì)一個(gè)層面所形成的一種技術(shù)，一種光傳送網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

它是以分組業(yè)務(wù)為核心的，主要為了滿足不同業(yè)務(wù)之間的不同要求，使其能夠減少擴(kuò)容、增大寬帶的利用率。這種技術(shù)在繼承傳統(tǒng)光傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的功能與性能進(jìn)行了改進(jìn)和提升?，F(xiàn)階段，PTN技術(shù)已經(jīng)延伸到電力通信網(wǎng)的各個(gè)方面，并取得了許多成就。

PTN分為三層結(jié)構(gòu)，PTN虛通道（VC）層網(wǎng)絡(luò)、PTN虛通路（VP）層網(wǎng)絡(luò)、PTN虛段（VS）層。

2.1 PTN虛通道（VC）層網(wǎng)絡(luò)

業(yè)務(wù)類型、拓?fù)漕愋秃瓦B接類型等都屬于PTN的虛通道（VC）層網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)范圍，所以一般認(rèn)為PTN的虛通道（VC）層網(wǎng)絡(luò)表示業(yè)務(wù)的性質(zhì)。針對(duì)不同的服務(wù)類型，PTN的VC層也會(huì)有所變化，對(duì)于以太網(wǎng)傳送技術(shù)，PTN的VC層也就是以太網(wǎng)S-VLAN（Serve Virtual LocalArea Network，服務(wù)虛擬局域網(wǎng)）層，為了實(shí)現(xiàn)監(jiān)控最貼近業(yè)務(wù)層，VC層會(huì)將信號(hào)凈荷適配封裝到虛信道之上為客戶提供端到端的傳送網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，這一點(diǎn)與SDH的低階通道層（LO-VC）類似。

2.2 PTN虛通路（VP）層網(wǎng)絡(luò)

PTN虛通路（VP）層與MPLS中的隧道層類似，對(duì)于以太網(wǎng)來說，VP層可以將以太網(wǎng)信號(hào)或非以太網(wǎng)信號(hào)TDM、ATM、FR等封裝到一個(gè)更大的隧道中，所以PTN虛通路（VP）層主要提供傳送網(wǎng)絡(luò)隧道，實(shí)現(xiàn)端與端的邏輯連接特性，PTN虛通路（VP）層鏈路采用配置點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)的方式支持PTNVC層網(wǎng)絡(luò)。

2.3 PTN的虛段（VS）層

一般的，PTN虛段（VS）會(huì)與物理媒介層的起始和終點(diǎn)具有相同的連接，這是為保證SDH、OTH、以太網(wǎng)或者波長通道在相鄰節(jié)點(diǎn)之間信息傳遞的完整性，提供監(jiān)視物理媒介層的點(diǎn)到點(diǎn)連接能力，同時(shí)還能通過提供點(diǎn)到點(diǎn)VS路徑來支持一個(gè)或多個(gè)VP或VC層信號(hào)在相鄰網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的鏈路上傳輸。

3 PTN的主要優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)

3.1 PTN的主要特點(diǎn)

（1）技術(shù)形式以連接為基礎(chǔ)。一般情況，PTN的技術(shù)形式會(huì)以連接為基礎(chǔ)，來滿足不同業(yè)務(wù)之間的電信要求。PTN技術(shù)會(huì)對(duì)不同業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)劃分、對(duì)寬帶利用進(jìn)行管理，對(duì)不同種類用戶的識(shí)別及服務(wù)、對(duì)不同服務(wù)質(zhì)量（QOS）進(jìn)行區(qū)別管理。和以往電路的連接形式相比，這種技術(shù)形式比較靈活，同時(shí)有著豐富的管理能力，統(tǒng)籌規(guī)劃更為科學(xué)。

（2）QAM（正交幅度調(diào)制）管理能力更為豐富。PTN技術(shù)優(yōu)于其他技術(shù)的特點(diǎn)就是在于其端到端之間的QAM管理能力，該技術(shù)能夠滿足傳統(tǒng)的分組設(shè)備相關(guān)的要求，不僅有著高效環(huán)回以及連接管理等手段，還能強(qiáng)化丟包率、時(shí)延測(cè)量等方面的性能管理，來達(dá)到電信級(jí)的應(yīng)用要求，同時(shí)還能監(jiān)視TCM（終端設(shè)備至計(jì)算機(jī)多路轉(zhuǎn)換器）。

（3）網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)快速。PTN技術(shù)有著環(huán)網(wǎng)保護(hù)和線性保護(hù)的特點(diǎn)，能夠在較短時(shí)間內(nèi)保證通道中的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)保護(hù)倒換。

3.2 PTN的主要優(yōu)勢(shì)

PTN主要承載IP業(yè)務(wù)，擁有融合分組傳輸?shù)燃夹g(shù)，所以具有諸多如下幾大優(yōu)勢(shì)。

（1）生存能力較強(qiáng)。一般的借助傳送平面及控制平面來進(jìn)行保護(hù)倒換技術(shù)和恢復(fù)技術(shù)，便成為生存能力，這屬于分組傳送網(wǎng)中最重要的性質(zhì)。保護(hù)倒換技術(shù)包括環(huán)網(wǎng)保護(hù)以及路徑保護(hù)，是傳送平面的一個(gè)具體技術(shù)；恢復(fù)技術(shù)就是對(duì)控制平面的一個(gè)操作復(fù)原技術(shù)，可以幫助修改錯(cuò)誤。

（2）時(shí)鐘同步。對(duì)于分組業(yè)務(wù)的處理來說，想要滿足其要求，最基本的就是能夠保持分組時(shí)鐘同步。真正的時(shí)鐘同步不僅是對(duì)時(shí)間上的同步，還需要保持頻率的同步。PTN技術(shù)就做到了這一點(diǎn)，如今其主要表現(xiàn)及實(shí)現(xiàn)的形式便是同步以太網(wǎng)。

（3）業(yè)務(wù)的承載能力。PTN技術(shù)具備業(yè)務(wù)全承載能力，隨著ALL IP時(shí)代的到來，電力通信網(wǎng)業(yè)務(wù)傳送出現(xiàn)了電力仿真這不可或缺的技術(shù)要求。PWE3技術(shù)，是能夠兼容傳統(tǒng)的電路型服務(wù)以及支持各種電路型業(yè)務(wù)的技術(shù)，并且PWE3屬于雙層承載技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、時(shí)分復(fù)用業(yè)務(wù)等多種業(yè)務(wù)的透明傳輸，而PTN技術(shù)內(nèi)核主要采用通用分組交換形式，能夠滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的不同需求，而且具有端到端的偽線仿真技術(shù)，所以PTN技術(shù)是能與PWE3技術(shù)相結(jié)合，并基于PWE3端到端來提供偽線仿真技術(shù)，這就能夠較好的滿足業(yè)務(wù)傳送需求。值得一提的是，PTN技術(shù)主要借助QOS機(jī)制以及DiffServ相結(jié)合的手段，以達(dá)到端到端之間QOS技術(shù)，從而支持更加豐富的服務(wù)類型，保證其業(yè)務(wù)支持能力的增強(qiáng)。

（4）互通互聯(lián)。PTN技術(shù)所涉及的分組承載問題是針對(duì)數(shù)據(jù)傳送的，所以能使不同用戶、不同企業(yè)之間相互通信、相互分項(xiàng)業(yè)務(wù)。

4 PTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中應(yīng)用

4.1 組網(wǎng)方式

PTN技術(shù)因本身水平能提供的側(cè)接口傳輸速率最高只能達(dá)到10G/s，加之受收斂時(shí)間等因素的影響，所以無法滿足電力骨干網(wǎng)快速增長的通信業(yè)務(wù)需求，所以這種技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用不適合骨干網(wǎng)的建設(shè)。PTN技術(shù)以統(tǒng)計(jì)復(fù)用、小顆粒業(yè)務(wù)接入靈活等方面來看，PTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的接入層和匯聚層等更為合適，并且PTN比較適合長距離傳輸。目前，PTN在電力通信方面的主要用于縣級(jí)供電企業(yè)電力通信網(wǎng)的建設(shè)，并且以110kV電壓等級(jí)變電站為主。電力工作人員用PTN技術(shù)在變電站組建PTN核心網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)采用MESH結(jié)構(gòu)形式來建設(shè)10G核心網(wǎng)絡(luò)調(diào)度層，以提高通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)調(diào)度靈活性，豐富光方向連接方式。工作人員把建立的核心網(wǎng)絡(luò)作為通信網(wǎng)高速交換主干網(wǎng)，負(fù)責(zé)快速轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。一般以10G環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)方式為基礎(chǔ)，采用雙向節(jié)點(diǎn)接入形式，來建設(shè)匯聚層，這樣可以提高數(shù)據(jù)總?cè)萘亢蛿?shù)據(jù)處理速率。匯聚層建立的同時(shí)，設(shè)置核心層的上行鏈路，把上行鏈路設(shè)置在匯聚層當(dāng)中，以GE速率將營業(yè)站等其他節(jié)點(diǎn)連接到接入層，同樣采用雙向節(jié)點(diǎn)接入方式，遵循接入上層網(wǎng)絡(luò)層原則來組建，以確保所建設(shè)的電力通信網(wǎng)能夠切實(shí)滿足各種業(yè)務(wù)的接入與處理。

4.2 通信業(yè)務(wù)規(guī)劃

（1）業(yè)務(wù)容量規(guī)劃。PTN的業(yè)務(wù)容量規(guī)劃是其的主要優(yōu)勢(shì)之一，業(yè)務(wù)容量越大，要求也就越高。網(wǎng)絡(luò)的不同層之間的業(yè)務(wù)容量不一致，所以網(wǎng)絡(luò)的不同層的業(yè)務(wù)容量需要采用不同的規(guī)劃策略。比如，網(wǎng)絡(luò)的匯聚層容量的規(guī)劃，就需要雙節(jié)點(diǎn)互聯(lián)，并在此狀態(tài)下，對(duì)接入層流量至匯聚層兩個(gè)節(jié)點(diǎn)采用平均分配的方式來進(jìn)行規(guī)劃，這樣如果接入層某一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，就不必所有業(yè)務(wù)都倒換了；對(duì)于接入層容量的規(guī)劃，一般采用的規(guī)劃方法是在未來擴(kuò)容預(yù)期指數(shù)或?qū)嶋H上傳容量的情況下進(jìn)行容量規(guī)劃。業(yè)務(wù)規(guī)劃不同層面有業(yè)務(wù)稀疏區(qū)與業(yè)務(wù)密集區(qū)兩個(gè)方面，一般業(yè)務(wù)稀疏區(qū)的節(jié)點(diǎn)應(yīng)該在16個(gè)以內(nèi)，而業(yè)務(wù)密集區(qū)應(yīng)該在8個(gè)以內(nèi)，以此來保證數(shù)據(jù)傳送時(shí)間的精確性。

（2）以太網(wǎng)業(yè)務(wù)規(guī)劃。如今以太專線E.LINE映射至PWE3的以太業(yè)務(wù)規(guī)劃是在有PTN技術(shù)的電力通信網(wǎng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，而以太網(wǎng)專線“端口+VLAN”則是來完成配電自動(dòng)化、電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控等業(yè)務(wù)的規(guī)劃的。在具體方面，為了實(shí)現(xiàn)各個(gè)業(yè)務(wù)在相應(yīng)端口的透?jìng)鳎枰獙?duì)PWE3封裝還原，PWE3封裝還原需要在PTN以透視方式來通過端到端隧道將各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集中到匯聚層節(jié)點(diǎn)端口。不過為了不過多的影響數(shù)據(jù)傳輸速率，在進(jìn)行這種方式規(guī)劃時(shí)，一次透?jìng)鞯臉I(yè)務(wù)比例不宜過高。通過PTN技術(shù)的應(yīng)用，可以在用QoS等級(jí)對(duì)信息內(nèi)外網(wǎng)進(jìn)行組建發(fā)生網(wǎng)絡(luò)堵塞時(shí)，利用流量統(tǒng)計(jì)復(fù)用優(yōu)先處理具有高優(yōu)先級(jí)別的業(yè)務(wù)，以此來保證電力通信網(wǎng)業(yè)務(wù)服務(wù)水平。

4.3 PTN電力通信網(wǎng)建設(shè)

一般PTN電力通信網(wǎng)的建設(shè)初，先從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行業(yè)務(wù)需求的擴(kuò)張，將PTN設(shè)備接入集中在接入層，對(duì)出現(xiàn)的稀少的IP業(yè)務(wù)接入需求進(jìn)行接受。當(dāng)IP業(yè)務(wù)需求越來越多的接入，就需要建設(shè)PTN獨(dú)立GE環(huán)來分擔(dān)業(yè)務(wù)負(fù)擔(dān)。到了一個(gè)成熟階段時(shí)，接入層、匯聚層就形成了全PTN設(shè)備分組傳送網(wǎng)，設(shè)備運(yùn)行管理維護(hù)大大簡(jiǎn)化，成本費(fèi)用大大節(jié)約。

5 結(jié)束語

PTN技術(shù)是大時(shí)代的產(chǎn)物，從以上內(nèi)容的分析，我們就可以得知，在電力通信業(yè)務(wù)IP化的背景形式下，承載了IP業(yè)務(wù)的PTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的關(guān)鍵作用和絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。因此，我國加大對(duì)PTN技術(shù)的實(shí)用化的進(jìn)程，讓PTN技術(shù)快速在我國生根發(fā)芽。

參考文獻(xiàn)

[1]楊艷秋.PTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用探討[J].信息系統(tǒng)工程，2016（5）：78.

[2]王利成.PTN技術(shù)在縣域電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用探討[J].工程技術(shù)：文摘版，2016（7）：27.

[3]徐良燕.QoS技術(shù)在PTN電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用分析[J].信息系統(tǒng)工程，2016（3）：92.

收稿日期：2018-5-23