淺談PTN技術在電力通信網(wǎng)中的應用

殷紅霞 韓道光 吳丁輝 軒冉冉

【摘要】 隨著我國智能電網(wǎng)建設進程的推進以及電力調(diào)度自動化水平的不斷提高，傳統(tǒng)的 SDH/MSTP 傳輸體系由于其基于 TDM 內(nèi)核的通道復用技術制約電力通信網(wǎng)向 IP 化、寬帶化、業(yè)務多元化的方向發(fā)展，而基于 IP 的 PTN 技術正好迎合了電力通信網(wǎng)發(fā)展的新需求。PTN 技術在電力通信網(wǎng)中逐漸取代 MSTP 成為新一代主流傳輸技術將成為一種趨勢。

【關鍵詞】 PTN 電力通信網(wǎng) 智能電網(wǎng) IP

一、智能電網(wǎng)通信傳輸需求分析

2009年5月，國家電網(wǎng)公司首次提出了智能電網(wǎng)的概念。在智能電網(wǎng)概念提出前，電力通信網(wǎng)主要承載以TDM為主的語音業(yè)務。網(wǎng)絡通信技術的發(fā)展和智能電網(wǎng)建設的提出使得數(shù)據(jù)業(yè)務在電力通信網(wǎng)中如雨后春筍般涌現(xiàn)，IP業(yè)務已經(jīng)占到網(wǎng)絡通信業(yè)務的90%，并有擴大的趨勢。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，電力的ALL IP時代即將到來。

二、PTN技術簡介

PTN（分組傳送網(wǎng)，Packet Transport Network）是指這樣一種光傳送網(wǎng)絡架構和具體技術，在IP業(yè)務和底層光傳輸媒質之間設置了一個層面，它針對分組業(yè)務流量的突發(fā)性和統(tǒng)計復用傳送的要求而設計，以分組業(yè)務為核心并支持多業(yè)務提供，具有更低的總體使用成本（TCO），同時秉承光傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)優(yōu)勢，包括高可用性和可靠性、高效的帶寬管理機制和流量工程、便捷的OAM和網(wǎng)管、可擴展、較高的安全性等。

PTN具有以下技術特點：

1）基于連接的技術實現(xiàn)業(yè)務的電信級要求。高QOS，不同用戶的識別和區(qū)分管理，不同業(yè)務的優(yōu)先級劃分和帶寬管理，這種靈活的連接管理可以提供比傳統(tǒng)電路連接更豐富的管理模式，給用戶提供更多的接入選擇，帶寬的統(tǒng)計復用能力比基于電路的連接性價比更高。

2）豐富的OAM管理能力。無論是哪種PTN傳送技術，都把端到端的OAM管理作為重要特點，除傳統(tǒng)的分組設備要求的連接管理和環(huán)回等手段外，PTN技術強化了電信級應用所要求的性能管理，如丟包率和時延測量等；另外，多級的 TCM監(jiān)視也是一個顯著的特點。

3）快速的網(wǎng)絡保護。提供線形保護倒換和環(huán)網(wǎng)保護，點對點連接通道的保護倒換可以在50ms內(nèi)完成。

三、PTN在電力通信網(wǎng)組網(wǎng)淺談

PTN設備組網(wǎng)時，應考慮電力通信網(wǎng)的特點，采用分層結構。對于地區(qū)級網(wǎng)絡結構來說，可分為三層，即接入層、匯聚層、骨干層。接入層采用雙節(jié)點星型接入的拓撲結構。匯聚層采用雙節(jié)點掛環(huán)的結構，預防匯聚層節(jié)點與骨干層節(jié)點單節(jié)點失效風險。骨干層不再建環(huán)形系統(tǒng)，而是通過GE或10吉比特以太網(wǎng)鏈路將相關匯聚層節(jié)點直接相連。同時，在每個骨干機房配置兩套大型PTN設備負責本機房業(yè)務設備端口的接入以及業(yè)務的調(diào)度，并實現(xiàn)安全分擔。

PTN網(wǎng)絡保護技術主要有線性保護（1+1和1：1保護）、環(huán)網(wǎng)保護等。基于MPLS隧道的線性保護中，1+1保護模式配置兩條同時使用的通道，由宿節(jié)點決定采用哪條通道傳輸來的分組數(shù)據(jù)，即業(yè)務雙發(fā)選收；1：1保護模式配置兩條通道，但同一時刻只有一條通道在使用，即業(yè)務單發(fā)單收。環(huán)網(wǎng)保護中，Wrapping方式是基于故障相鄰節(jié)點的環(huán)回保護倒換，Steering方式是基于業(yè)務端到端的保護倒換，同時環(huán)網(wǎng)保護應支持單環(huán)保護、環(huán)相交、環(huán)相切保護功能，實現(xiàn)對節(jié)點和鏈路的單點或多點故障的保護。

在現(xiàn)有電力通信網(wǎng)絡已經(jīng)成型的情況下，建設PTN傳輸網(wǎng)并非一觸而就，應根據(jù)網(wǎng)絡建設的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，逐步由SDH/MSTP向SDH與PTN混 合組演進，并最終形成PTN獨立組網(wǎng)。這個過程大致可分為以下三個階段。

第一階段：即建設初期，依托現(xiàn)有的MSTP網(wǎng)絡構架，從新建設的業(yè)務需求的接入點發(fā)起。在建設初期，接入層出現(xiàn)零星的IP業(yè)務接入需求，PTN設備的引入主要集中在接入層，與現(xiàn)有的SDH設備混合組建SDH環(huán)，提供E1、FE等業(yè)務的接入。在混合組網(wǎng)模式中由于PTN設備必須兼顧SDH功能，導致網(wǎng)絡面向IP業(yè)務的傳送能力被限制并弱化了，無法發(fā)揮PTN內(nèi)核IP化的優(yōu)勢。這一時期可為以后大規(guī)模建設PTN網(wǎng)絡積累下豐富的工程建設經(jīng)驗與設備運維管理經(jīng)驗。

第二階段：即建設中期，隨著電力現(xiàn)代化建設的持續(xù)推進，越來越多的IP化的業(yè)務需要接入，在業(yè)務發(fā)達的局部地區(qū)將形成由PTN單獨構建的GE環(huán)。考慮到部分匯聚點下掛GE接入環(huán)的需求，匯聚層的相關節(jié)點（如節(jié)點E、F）可通過MSTP直接替換成PTN或者MSTP逐漸升級為PTN設備的方式，使此類節(jié)點具備GE環(huán)的接入能力。

第三階段：即成熟階段，在電力現(xiàn)代化建設遠期，各類業(yè)務信息，如語音、數(shù)據(jù)、圖像等信息實現(xiàn)All IP化后，匯聚層和接入層形成全PTN設備構建的組傳送網(wǎng)。完成本階段建設后，管理維護工作將大大簡化，運行維護的成本也大大壓縮，網(wǎng)絡投入產(chǎn)出比大大提高。

四、結束語

在電力信息化建設的大背景下，通信業(yè)務發(fā)展已經(jīng)明確地呈現(xiàn)出IP化的趨勢。PTN作為傳輸與分組技術融合的新技術，其承載IP業(yè)務的優(yōu)勢非常明顯。在今后的電力通信網(wǎng)建設中PTN將會扮演越來越重要的角色，并且必將逐步成為新一代主流傳輸技術。