PTN通信系統(tǒng)的通道隔離度分析

李沛然

【摘要】 隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，與配網(wǎng)生產(chǎn)、管理相關(guān)的應用系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，其業(yè)務數(shù)據(jù)呈增長的趨勢。在滿足多種業(yè)務的通信支撐，使得各項業(yè)務數(shù)據(jù)在安全性、保密性以及實時性的前提下，提升電網(wǎng)自動化、集抄以及負控業(yè)務要求。本文基于MPLS-TP的PTN技術(shù)的特性以及該通信系統(tǒng)的通道隔離度機制，最終以網(wǎng)絡搭建試驗為平臺，驗證了PTN網(wǎng)絡在通道隔離度的具體性能，實現(xiàn)了不同通道之間的有效隔離，滿足了當前多種數(shù)據(jù)業(yè)務的要求。

【關(guān)鍵詞】 PTN 通信系統(tǒng) 通道 隔離度

PTN通信系統(tǒng)是新一代基于分組技術(shù)的、面向連接的多業(yè)務傳送技術(shù)，該技術(shù)自身的先進性和多功能性，不僅可以提供配網(wǎng)通信業(yè)務的電信級可靠傳輸，而且該通信系統(tǒng)基于MPLS和PWE3技術(shù)，實現(xiàn)了不同通道之間的有效隔離，為進一步滿足智能電網(wǎng)多業(yè)務要求提供了可靠、安全的綜合傳輸平臺，從而提升了通信系統(tǒng)運行效率，推動了現(xiàn)代化電網(wǎng)的進一步發(fā)展。

一、PTN通信系統(tǒng)分析

PTN通信系統(tǒng)具有多功能性：

（1）在OAM方面，PTN的OAN機制實現(xiàn)類似SDH豐富開銷的能力，同時支持GM-PLS/ASON控制平面技術(shù)，能夠?qū)?shù)據(jù)平面與控制平面分離出來；

（2）在生存性方面：MPLS-TP能夠在缺乏con-trol- plane的情況下，通過OAM監(jiān)視LSP和PW，對PW進行初始化。

（3）在同步方面：該通信系統(tǒng)在支持同步以太網(wǎng)和1588v2，以太網(wǎng)是用來提供頻率同步，15882v能夠同時提供頻率和時鐘的同步。現(xiàn)階段，配網(wǎng)終端以主站的時間同步由通信包包所攜帶的時間戳具體實現(xiàn)，但不能實現(xiàn)準確的時間同步，因此，1588協(xié)議滿足了其缺陷，實現(xiàn)了配電主站與配電終端之間的時間同步問題。

（4）在接口適應性方面，PTN通信設備支持多數(shù)據(jù)接口及時鐘接口，同時支持主流通信協(xié)議，有助于不同種類設備之間信息的交互。

二、PTN通信系統(tǒng)的通道隔離機制

通信系統(tǒng)中的PTN，它屬于一種寬帶共享交換技術(shù)，不僅滿足了電信級的通信服務，而且實現(xiàn)了網(wǎng)絡中不同業(yè)務通道之間的隔離。筆者通過自身多年實踐工作經(jīng)驗，歸納并總結(jié)到以下幾種通道隔離方式：

2.1 LSP

LSP是在網(wǎng)絡中通過標簽交換所經(jīng)過的一系列的核心節(jié)點，它為通信系統(tǒng)提供了傳輸?shù)乃淼溃瑸榱藢诺絃SP隧道中傳輸，入口節(jié)點主要將標簽入棧，LSP的中間節(jié)點通過棧頂?shù)臉撕炦M一步轉(zhuǎn)發(fā)，且標簽的值指定了下一跳的處理；另外標簽一般在交換過程中是不透明的，將標簽的TTL超時來中斷標簽交換操作事件。PTN網(wǎng)絡通過標簽分發(fā)協(xié)議，實現(xiàn)了標簽的建立和標簽綁定的維護，并且以流控制實現(xiàn)了多個標簽分發(fā)信息在一個數(shù)據(jù)包中承載，使得標簽分發(fā)信息能夠被可靠地傳輸，實現(xiàn)了網(wǎng)絡中的FEC在交換節(jié)點中標簽的統(tǒng)一性。然而在LSP的建立中，MPLS-TP能夠以動態(tài)或者是靜態(tài)的方式建立和維護LSP，在靜態(tài)路由模式中，不需要任何動態(tài)路由，另外，LSP可以通過動態(tài)計算，以增強對LSP路由控制的靈活性和穩(wěn)定性。

因此，MPLS-TP以標簽轉(zhuǎn)發(fā)機制和靜態(tài)路由的方式，能夠控制業(yè)務的傳輸時延和抖動，而且能夠建立和維護整套的流程，LSP機制能夠?qū)EC之間的相互影響性降低到最低狀態(tài)，以達到提升通道之間的隔離度的目標。

2.2 PWE3

PWE3技術(shù)時一種端到端的二層業(yè)務承載技術(shù)，該技術(shù)通過對各種業(yè)務的基本行為和特征進行仿真，為多種業(yè)務提供相應的偽線，來滿足各種業(yè)務需求。PW的作用是連接兩個邊緣節(jié)點之間的距離，為實現(xiàn)不同業(yè)務通道隔離提供方案。PW的建立，實現(xiàn)了通信的兩個端到端的PE針對仿真服務的信息進行交互和協(xié)商，包統(tǒng)一的封裝PDU和處理幀序的機制，還能夠根據(jù)相應的業(yè)務需求具體建立PW。

當PW建立完成之后，在PE收到該服務的包便將其封裝為PW-PDU，以底層隧道的承載將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)給對端的PE，從而對端的PE重新構(gòu)建該包并將其轉(zhuǎn)發(fā)至用戶邊緣節(jié)點。在數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)發(fā)的過程中，兩個PE節(jié)點之間可以建立多個PWs來滿足不用用戶的CE，并對其提供通道。因此，PW業(yè)務對核心網(wǎng)絡具有不可見性，核心網(wǎng)絡對CE也具有透明性的作用。

從CE角度分析，其在仿真服務的質(zhì)量，由于仿真電路表現(xiàn)為所選服務的一個不共享的鏈路，總結(jié)到仿真服務應該滿足以下需求：

（1）仿真服務能夠定義業(yè)務類型、速度和MTUsize。

（2）不同仿真服務的PWs能夠共享一個物力鏈路，且仿真電路必須是獨占的，

（3）當CE與PE之間的物理鏈路發(fā)生損壞現(xiàn)象時，PWE3能夠?qū)ζ涮峁C制來通知CE的用戶層，將每一個仿真電路都與對應的一個組標識相關(guān)聯(lián)，在維護消息中，組標識能夠用于指示該組中所有的仿真電路。

總之，PWE3能夠在分組交換網(wǎng)絡中，搭建一個特有的端到端的“通道”，以滿足各種不同業(yè)務的需要，最終達到業(yè)務通道之間相互隔離的目標。

2.3業(yè)務模型和QoS

智能配網(wǎng)中，由于PTN的業(yè)務承載均是面向連接的機制，一般采用PWE3封裝來承載仿真類的業(yè)務，針對不同業(yè)務類型，PTN網(wǎng)絡在用戶側(cè)提供給不同的服務，在差異化服務質(zhì)量中，進一步識別用戶業(yè)務，并對其實施監(jiān)控；一般在網(wǎng)絡側(cè)將業(yè)務的優(yōu)先級映射到隧道的優(yōu)先級；在轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點處，依據(jù)隧道優(yōu)先級進行調(diào)度；而在網(wǎng)絡出口位置，則是通過彈出隧道層標簽，還原數(shù)據(jù)業(yè)務本身攜帶的QoS信息，確保不同業(yè)務模型中之間的隔離，并且為不同業(yè)務提供了相對應的業(yè)務模型以及QoS機制，以滿足業(yè)務之間傳輸?shù)陌踩院涂煽啃浴?/p>

三、PTN通信系統(tǒng)的通道隔離度分析的試驗研究

面向智能配網(wǎng)的PTN通信系統(tǒng)的隔離度分析，對其搭建了配網(wǎng)綜合通信系統(tǒng)試驗，將其分為骨干層、匯聚層以及接入層三部分，在骨干層中，主站洗頭膏設在配調(diào)大樓，采用PTN設備作為核心節(jié)點；匯聚層中，采用PTN設備和工業(yè)以太網(wǎng)交換機組網(wǎng)，實現(xiàn)PTN與工業(yè)以太網(wǎng)交換機技術(shù)在業(yè)務隔離度之間的對比，一般將PTN網(wǎng)絡分別設置在配調(diào)大樓、大樓和實驗樓，以千兆光口互聯(lián)。同樣的方法，在工業(yè)以太網(wǎng)交換機網(wǎng)絡中，也是在配調(diào)大樓，大樓和試驗大樓分別設一臺三層工業(yè)以太網(wǎng)交換機，以千兆光口實施互聯(lián)；接入層：滿足了小區(qū)、環(huán)網(wǎng)柜、變壓器以及智能開關(guān)之間業(yè)務的接入。

具體分析小區(qū)接入的業(yè)務，由于接入點比較多并且集中，因此，所選取的接入技術(shù)采用寬帶PLC技術(shù)，以較簡單的方式進行布網(wǎng)。然而針對環(huán)網(wǎng)柜以及變壓器或者是其他智能開關(guān)業(yè)務的接入，由于接入點之間的距離比較遠，因此需要具有更高的安全性來具體完成，在智能配網(wǎng)中一般采用以工業(yè)太網(wǎng)交換機組成百兆環(huán)網(wǎng)，且節(jié)點之間用光釬互相連接，以提高網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸之間的可靠性和安全性。

試驗結(jié)果表明，采用組網(wǎng)的形式，實現(xiàn)了對智能配網(wǎng)的綜合通信系統(tǒng)的進一步研究，并且為驗證PTN通信系統(tǒng)隔離度提供了試驗平臺，得出了PTN技術(shù)在業(yè)務隔離方面具有較大的優(yōu)勢，且PTN技術(shù)具有良好的業(yè)務隔離性能，適應未來配網(wǎng)通信平臺的發(fā)展和探索。

四、結(jié)語

綜上所述，基于面向智能配網(wǎng)的綜合通信系統(tǒng)在通道隔離方面的需求，以試驗平臺，驗證了PTN網(wǎng)絡在通道隔離方面，能夠滿足各種不同業(yè)務之間的隔離，且通道之間的相關(guān)性越小，通道之間的隔離性能越好，最終提出了基于PTNQoS體系結(jié)構(gòu)，為配網(wǎng)不同智能電網(wǎng)業(yè)務需求的通信網(wǎng)絡QoS管理機制奠定了研究基礎，進而促進我國智能配網(wǎng)中通信系統(tǒng)更全面的發(fā)展和進步。

參 考 文 獻

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