RPR技術在超高壓電網通信系統中的應用

摘要：作為一種新技術，RPR彈性分組環集成了IP、以太網、光纖環網等技術的優越性，被國際上普遍認為是一種很有市場前景的技術，為廣域網提供了一個很好的解決方案，本文介紹了RPR技術的特點和優點，并簡要介紹了RPR技術在超高壓電網中的應用前景。

關鍵詞：RPR共享帶寬電力通信

0引言

RPR(Resilient Packet Ring)是一套用來建立IP環網的國際標準，它集IP的智能化、以太網的經濟性和光纖環網的高帶寬效率、可靠性于一體，為寬帶廣域網通信系統提供了一個良好的組網方案。超高壓電網擔負著500千伏骨干電網的輸變電任務，地位重要、覆蓋面廣是它的特點，將RPR技術應用于超高壓電網通信系統，能夠充分發揮RPR技術的優勢，并滿足建設智能電網通信系統的多業務、高帶寬的需求。

1 PRR技術的特點

RPR是以太網技術與SDH光網絡技術直接融合的產物，它源于對IP寬帶業務發展的需求。傳統的解決方案主要是SDH或以太網方式，這兩種方案都各有明顯的優缺點，SDH環網的優點是高可靠性，滿足用戶的通信要求；能夠提供保護和快速恢復機制，但是其點到點、電路交換的設計目標也為它帶來了浪費帶寬等缺點，而以太網技術有其成本低、簡潔、易擴展、以及便于IP包的傳輸和處理等優點，但它在規模、端到端業務建立、質量保證、可靠性等方面還存在不少需要克服的難題。

PRR技術融合了以太網和光網絡的優點，其特點如下：

(1)較高的帶寬效率

傳統的SDH網絡需要環帶寬的50％作為冗余，RPR則不然，它技術是一種環網技術，采用了正反向雙環拓撲，業務和控制信息分離在相反的兩個環上，它的內外兩個環都屬于工作環，同時是反向環的保護環。利用兩個反向的環來保護業務，同時還允許數據業務流在源節點和目的節點之間的環上全速傳輸，不需要保留50％的帶寬。

(2)較公平的帶寬分配協議(Qos的保證)

通過簡單有效的公平算法，實現數據業務的帶寬共享。因為在網絡中，用戶接入端的通信業務量從本質上來說是突發性的，而網絡核心部分的業務量較為平穩，所以具有一定的可預測性。RPR通過業務的分級來避免上下游站點間的帶寬不公平。

(3)快速的保護機制

RPR可以提供50ms的業務保護，這與SDH的APS相類似。目前可以通過業務環回(Wrapping)或者繞開(Steering)兩種方法來避免發生的故障。采用“環回”時，和故障鄰近的節點會把一個環上的業務環回到另一個環上，這種方法使數據流在經過很長一段路徑到達目的節點時，都會保持連續(順序)性。“繞開”這種方法實際上是讓數據流掉轉方向，通過另一段路徑到達目的節點。

(4)與SDHN絡的無縫連接

內嵌于sDH的RPR系統在組網方面可以與SDH網絡無縫連接：SDH的網絡一般以環網為主，RPR需要的正好也是環的結構，因此可以實現無縫的連接，充分利用環網的帶寬，而不像已有的MSTP--樣需要通過STP協議或手工配置在SDH環網中防止業務成環，有時會因此浪費掉一部分帶寬。

(5)簡單的業務配置

RPR的目標之一是分布式接入。分布式接入、快速保護和業務的自動重建為節點的快速插入和刪除提供了即插即用機制。RPR也是一項在環內使用共享帶寬的分組交換技術，每一個節點都知道環的可用容量。只需要配置—下接人端與環的連接關系，不需要配置環內各點之間如何相連，業務如何流向，這樣就大大簡化了工作。

2 RPR技術基本原理

根據IEEE的標準框架結構，802.17和802.3是平級的鏈路層協議，可兼容多種數據速率。可以在一系列的物理層上工作，如：SONET／SDH、千兆以太網(IEEE 802.3ab)、10Gbit／s以太網(IEEE 802.3ae)及密集波分復用(DwDM)等。當速率更高的物理層再現時，RPR同樣可以支持這些物理層。RPR同樣也屬于廣播型網絡，一個數據包可以到達環上所有的節點。這意味著多種用于廣播型網絡技術能夠繼續用于RPR，如地址解析協議(ARP)、生成樹協議(802.1D)和三層協議等。

3 RPR技術在超高壓局通信系統中應用

超高壓電網所擔負的輸電線路長，變電站距離遠，所承載的通信業務種類較多，對通信時延要求各不相同，業務優先級別也不一樣。目前，超高壓電網通信系統承載著繼電保護、安全穩定控制裝置及遠跳、行波測距、遠動自動化SCADA系統、電力調度數據網、變電站數據監控系統、變電站視頻監控系統、視頻會議系統、調度總機中繼、行政電話機中繼、信息局域網等多種用戶業務。RPR技術在理論上完全能夠以上業務并滿足要求。但由于目前用戶端設備接口分為2M和以太網兩種，2M接口提供給要求使用專線業務的小部分用戶，而大部分及對帶寬需求高的業務多為以太網接口，而且采用IP方式的以太網接口也是未來建設智能電網業務的發展方向。同時，超高壓電網利用傳輸線路上的OPGw(架空地線復合光纜)和sDH光設備已經構建起了光傳輸網絡，RPR設備可根據實際情況采用0verFiber~術或over SDH技術來組網。因此RPR技術在超高壓局通信系統中將有良好的應用前景。下圖是一個典型的超高壓電網RPR環網拓撲圖。

典型超高壓電網RPR環網拓撲圖。

4 結束語

對于目前超高壓電網通信系統來說，SDH光網絡是主要的傳輸手段，面對未來智能電網的發展趨勢，必將對通信系統提出多業務、廣域、寬帶傳輸的要求，RPR技術是面向IP業務傳送優化的多業務網絡解決方案，既可以提供網絡的彈性擴展、高度的網絡安全性(50ms環保護)、嚴格的Q0s服務等級保障和帶寬控制，又具有低成本優勢，因而具有強大的生命力，是建立智能電網通信系統傳輸平臺的主流趨勢。它為以后電力系統的智能化，電力MIS，GIS、ERP的業務的飛速發展，提供了堅實的硬件基礎。也可以預見，電力通信系統將從sDH光網絡靜態的、非智能的、固定帶寬分配向彈性的、智能的、帶寬動態分配的RPRtt術應用轉換，RPR技術在超高壓電網通信光網絡的快速發展中，將具有更加廣闊的發展空間和美好的應用前景。

參考文獻

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3、IEEE IEEE Standa 802 17Resilient PacketRing2004

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