PTN技術在河南電力傳輸網中的應用分析

楊 燚，盛 磊，孫 禹

(1.河南省電力公司信息通信公司，河南鄭州450052;2.蘭州鐵路局蘭州通信段，甘肅蘭州730000)

河南省電力公司各地區通信傳輸網是地調信息匯集、業務傳輸的重要支撐平臺。近年來隨著國家電網公司“三集五大”體系建設及智能電網的發展，地縣電網“調控合一”、信息系統全面覆蓋，高清視頻由國網開通至鄉供電所等業務的深入開展帶來數據業務的迅速增長，地區通信傳輸網絡從網絡結構(不能滿足市縣一體化需求)、傳輸容量(無法適應數據業務的飛速發展)及設備運行狀況(部分型號設備停產、備品備件困難)方面都出現了不同程度的問題。

為解決以上問題，河南電力公司組織人員對相關通信技術進行深入分析，在詳細比較了SDH/MSTP、分組傳送網(Packet Transport Network，PTN)、路由器組網等相關技術的基礎上，結合地區傳輸網建設現狀，充分考慮投資效益比，最終得出采取SDH+PTN各自組網的方案對地區傳輸網進行改造的結論。

1 必要性分析

1.1 網絡現狀

河南電力地區傳輸網和縣級傳輸網均始建于2000年前后，包含18個地市和107個縣。地區傳輸網絡已基本覆蓋省公司資產的35 kV以上變電站，傳輸容量大多為155/622(Mbit/s)，部分地區已對主干網絡進行了升級改造;部分地區采用諾基亞光傳輸網絡，面臨設備停產、備品備件不足等問題。

縣級傳輸網始建于2000年前后，基本覆蓋縣公司資產的35 kV以上變電站。但各縣公司通信網絡建設水平參差不齊，相當多地區無法實現35 kV以上變電站光纜及光傳輸設備全覆蓋;已建成的網絡傳輸容量較低，存在SDH、PDH、載波、租用等多種形式，設備種類繁雜、設備運行狀況較差;部分縣公司存在一個縣網多達5種設備的情況，組網能力極差。部分縣公司目前仍采用2M電路轉接或是租用公網的形式與地調聯系。

1.2 帶寬分析

近年來，地區傳輸網所承載的業務量迅猛增長，以河南某典型地區為例，對其2015年各斷面業務需求帶寬分析如表1所列，分析有TDM業務增長以調度數據網業務為主;IP業務增長以SG-ERP系統、高清視頻會議系統、外網統一出口業務為主;站點業務增長以縣公司、營業網點、供電所、110 kV和35 kV站點為主。

若所有業務系統投運，經選取河南地區規模最大與最小兩個典型地區測算，兩地區帶寬增長3～6倍，IP業務占比增長20%以上，TDM業務占比降低20%以上，IP業務占業務總量的65%以上，兩地區傳輸網帶寬占用和需求統計表如表2所示，得出電網業務呈現IP數據化及快速增長趨勢的結論。

表1 河南地區光傳輸網帶寬需求測算表

表2 河南地區傳輸網帶寬占用和需求統計表

1.3 傳輸網改造的必要性

針對地區傳輸網存在的問題，結合帶寬需求，充分考慮投資效益比，地區電力傳輸網改造可以:

1)增強網絡帶寬承載能力，滿足容量增長以及高清視頻會議由國網公司開通至縣鄉供電所的需要;

2)增強網絡多業務接入能力，滿足TDM業務穩步增長和IP業務快速增長需要;

3)增強通信網絡容災能力，滿足地縣備調建設需要;

4)增強市縣互聯能力，滿足市縣一體化、信息化建設需要;

5)完善網絡結構，消除安全隱患，提高網絡安全可靠性和承載效率。以太網接口，以適應IP業務的接入，即SDH/MSTP技術;二是建立一種基于包交換內核的傳輸技術，即OTN和PTN 技術［1］。

PTN是面向分組的光傳輸技術，其技術優勢有:承載IP業務的高效性;電信級運營，設備及網絡的高可靠性;端到端的業務配置能力;與SDH一致的OAM能力;高精度的時鐘同步;更低的建設和運維成本［2］。隨著業務IP化進程的加快，從技術演進、承載效率、建設成本、維護管理、應用前景等方面綜合考慮，PTN技術承載IP業務方面綜合性價比優于MSTP技術［3］。綜上分析，河南地區電力傳輸網改造方案選用PTN技術可以解決目前數據業務激增的問題。

2 技術選擇

針對IP業務的迅猛增長，傳輸技術不斷地發展變化，以適應IP化帶來的挑戰。目前傳輸技術對IP化的應對存在兩種發展路線:一是在傳統SDH技術的基礎上，增加

3 河南地區電力傳輸網改造方案

3.1 方案優勢分析

針對地區網的改造方案是盡量維持原有SDH網絡，并在此基礎上新建一張PTN網絡，用于承載日益增長的數據業務［4］。本方案具有明顯優勢:一是既能保證TDM業務的可靠傳輸，又適應了數據業務發展的需求;二是對數據業務的承載更加高效，并且具備遠期擴容能力，可達40 Gbit/s;三是隨著PTN網絡在公網和電力系統更大規模的建設，其設備成本會進一步下降;四是可在PTN平臺開展軟交換業務，節省大量的PCM設備投資，技術方案優勢分析如表3所示。

表3 技術方案優勢

3.2 覆蓋范圍

維持現有SDH網絡，網絡覆蓋到3 kV及以上變電站，本期對老舊、停產設備進行更換，并優化網絡拓撲［5］。各地區新建PTN網絡，覆蓋到地市公司、縣公司、110 kV及以上變電站、分局、鄉所及營業網點，根據網絡規模可采用分層組網的形式，網絡建設拓撲如圖1所示。

3.3 承載業務

原有SDH網絡用于承載Ⅰ、Ⅱ區業務，包括調度電話、調度自動化數據、電能量計費、保護故障管理、通信監控、線路繼電保護信息等。新建PTN網絡用于承載Ⅲ、Ⅳ區業務，包括行政電話、會議電視、GIS系統、生產指揮系統、PMIS、OMIS、變電站視頻監控、電力市場運營、雷電監測系統、氣象衛星云圖系統、辦公自動化、營銷管理系統等。

4 遠景展望

遠期隨著電力數據業務的進一步發展及運行管理模式的轉變，將形成省-市-縣-鄉一體化傳輸平臺的格局，PTN網絡向上可與擬建的OTN網絡構建統一傳輸平臺，向下可與在建的EPON網絡互聯互通，形成全省OTN+PTN和PTN+EPON網絡，進一步解決全省范圍內海量數據業務的傳輸需求，充分滿足“三集五大”及“調控一體化”的信息傳輸需求。

圖1 PTN網絡建設拓撲圖

5 結束語

隨著堅強智能電網和“三集五大”體系建設的加快，通信帶寬需求和IP化業務增長與地區傳輸網絡發展滯后的矛盾日益突出，PTN技術在河南公司地區傳輸網絡試點應用為解決支撐“三集五大”各業務系統瓶頸和高清會議電視通至供電所具有典型示范意義，并為開展傳輸網新技術在電力系統的適用性研究提供了實驗依據，對電力傳輸網絡技術體制發展具有前瞻性作用。

［1］唐幫云.中國移動本地傳送網PTN+OTN聯合組網思路［J］.通信與信息技術，2012，25(2):41-43.

［2］王前柱.傳送網技術發展分析［J］.信息與電腦:理論版，2012，3(3):92-93.

［3］王琨.PTN技術在電力通信網中的應用［J］.數字通信世界，2012，10(3):53-55.

［4］馮寶，李洋，劉文貴.電力通信網中MSTP向PTN平滑演進的研究［J］.電力系統通信，2012，7(1):24-25.

［5］阜艷，余君.PTN技術應用探討及網絡規劃方法［J］.科技信息，2012，5(9):106-107.