PTN技术在电力通信中的应用探讨张鹏宇

PTN技术在电力通信中的应用探讨张鹏宇

张鹏宇

（江苏电力公司淮安供电公司223002）

摘要：随着我国电力信息化建设进程的推进以及电力调度自动化水平的不断提高，电力系统对通信网的要求也越来越高。传统的SDH/MSTP传输体系由于其基于TDM内核的通道复用技术制约电力通信网向IP化、宽带化、业务多元化的方向发展，而基于IP的PTN技术正好迎合了电力通信网发展的新需求。PTN技术在电力通信网中逐渐取代MSTP成为新一代主流传输技术将成为一种趋势。

关键词：PTN；电力通信网；IP传输；信息化

电力通信网是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段，也是建立集约、高效的现代化电力企业的重要基础。随着电力信息化建设进程的推进以及电力调度自动化水平的不断提高，各种生产和管理信息逐渐多元化，并向着ALLIP的方向演进。在传统的SDH通信传输体系中，基于2Mbps的基本业务单元是以固定的电路时隙复用和交换的方式实现业务传送的，而建立在SDH传输平台上的MSTP体系虽然具备多业务承载能力，但是这种基于TDM内核的技术使其在承载IP分组业务时效率较低、配置复杂，并且灵活性也较差。为了实现对上层业务的高效承载，有必要建设新一代的多业务传输平台。

PTN（PacketTransportNetwork——分组传输网）技术的出现，正好迎合了电力通信网发展的新需求。PTN是面向分组的通用交叉技术，它继承了SDH/MSTP传输网的诸多优点，如良好的可扩展性、丰富的操作维护功能、快速的保护倒换等，同时还增加了更适合数据业务传输的特性，如分组交换、统计复用、采用了面向连接的标签交换、分组QoS机制、灵活动态的控制面等。PTN技术支持多种基于分组交换业务的双向点对点连接通道，具有适合各种粗细颗粒业务、端到端的组网能力，提供了更加适合于IP业务特性的“柔性”传输管道；点对点连接通道的保护切换可以在50毫秒内完成，可以实现传输级别的业务保护和恢复。

理想的分组传输网是一个适应业务融合与网络转型需要的网络技术，业务全IP化发展推动网络融合，对承载网络来说需要使用一张统一的传输网来承载不同的应用，而建立这样的融合网络的关键在于有一种理想的传输平台。该平台应具有以下的特性：有效支持从电路交换网向分组交换网的过渡，特别是IP传输；集数据、电路和光层传输功能于一体；提供快速多业务交换功能；具有光的透明性，适应各种将来可能出现的协议和业务；具有拓扑灵活性，可快速扩展业务，符合网络转型的趋势；网络的链路容量和节点数可以不受限扩展；采用统一的交换层管理，可实现与现有的传输网络互联互通；统一的操作管理和维护，提高网络可用性，实现快速故障定位。目前存在两种技术在面向连接、可扩展性和可管理等运营级特性上具有成为PTN候选技术的潜力，它们分别是基于面向连接的包传输PBT（ProviderBackboneTransport，运营商级以太网传输技术）与基于面向连接的包传输技术T-MPLS/MPLS-TP（TransportMulti-protocolLabelSwitching/MPLSTransportProfile，传送多协议标签）。PBT与T-MPLS技术都能提供类似SDH的性能和可靠性，都提供标准的面向连接的隧道，区别主要体现在数据转发、保护、OAM的实现方式不同。在选择这两种技术时应考虑现有网络结构和管理模式，如图1所示

PTN设备组网时，应考虑电力通信网的特点，采用分层结构。对于地区级网络结构来说，可分为三层，即接入层、汇聚层、骨干层。接入层采用双节点星型接入的拓扑结构。汇聚层采用双节点挂环的结构，预防汇聚层节点与骨干层节点单节点失效风险。骨干层不再建环形系统，而是通过GE或10吉比特以太网链路将相关汇聚层节点直接相连。同时，在每个骨干机房配置两套大型PTN设备负责本机房业务设备端口的接入以及业务的调度，并实现安全分担，如图2所示。

为确保电力通信网安全可靠运行，要求通信网络必须具有高效、全面的网络级保护能力，能够针对不同业务提供不同的保护机制。PTN网络保护技术主要有线性保护（1+1和1:1保护）、环网保护等。基于MPLS隧道的线性保护中，1+1保护模式配置两条同时使用的通道，由宿节点决定采用哪条通道传输来的分组数据，即业务双发选收；1:1保护模式配置两条通道，但同一时刻只有一条通道在使用，即业务单发单收。环网保护中，Wrapping方式是基于故障相邻节点的环回保护倒换，Steering方式是基于业务端到端的保护倒换，同时环网保护应支持单环保护、环相交、环相切保护功能，实现对节点和链路的单点或多点故障的保护。

在现有电力通信网络已经成型的情况下，建设PTN传输网并非一触而就，应根据网络建设的现状和发展趋势，逐步由SDH/MSTP向SDH与PTN混合组演进，并最终形成PTN独立组网。这个过程大致可分为以下三个阶段。

第一阶段：即建设初期，依托现有的MSTP网络构架，从新建设的业务需求的接入点发起。在建设初期，接入层出现零星的IP业务接入需求，PTN设备的引入主要集中在接入层，与现有的SDH设备混合组建SDH环，提供E1、FE等业务的接入。在混合组网模式中由于PTN设备必须兼顾SDH功能，导致网络面向IP业务的传送能力被限制并弱化了，无法发挥PTN内核IP化的优势。这一时期可为以后大规模建设PTN网络积累下丰富的工程建设经验与设备运维管理经验。

第二阶段：即建设中期，随着电力现代化建设的持续推进，越来越多的IP化的业务需要接入，在业务发达的局部地区将形成由PTN单独构建的GE环。考虑到部分汇聚点下挂GE接入环的需求，汇聚层的相关节点（如节点E、F）可通过MSTP直接替换成PTN或者MSTP逐渐升级为PTN设备的方式，使此类节点具备GE环的接入能力。

第三阶段：即成熟阶段，在电力现代化建设远期，各类业务信息，如语音、数据、图像等信息实现AllIP化后，汇聚层和接入层形成全PTN设备构建的分组传送网。完成本阶段建设后，管理维护工作将大大简化，运行维护的成本也大大压缩，网络投入产出比大大提高。

在电力信息化建设的大背景下，通信业务发展已经明确地呈现出IP化的趋势。PTN作为传输与分组技术融合的新技术，其承载IP业务的优势非常明显。在今后的电力通信网建设中PTN将会扮演越来越重要的角色，并且必将逐步成为新一代主流传输技术。

参考文献

[1]徐荣，任磊，邓春胜．分组传送技术与测试[M]．人民邮电出版社,2009.

[2]王晓义．基于PTN的城域传输网建设策略探讨[J]．电信技术,2009,6.