PTN在电力通信网中的工程应用

王浩 衷宇清 姚建 崔兆阳

摘 要 为实现电网通信多业务区分服务管理，本文通过首先介绍了PTN设备的基本原理，包括PTN（Packet Transport Network，分组传送网）的设备架构、分层结构、功能平面，对比PTN和传统组网技术的差异，研究PTN在电力通信网的业务承载应用和网络同步应用，分析PTN对电网通信网络的多业务安全隔离、QOS时延保证等方面的具体技术机制，探讨PTN在电网通信网络的适应性，具备SDH设备的业务隔离以及以太网的多业务承载能力，满足现阶段配用电通信网络建设需求，为电网通信建设提供理论技术支持。

【关键词】PTN 电力通信网 工程技术

电力通信网是负责电网生产控制管理的专用通信网，可以为变电站、公司以及电厂等电力生产基地所产生的各类电力业务提供调度生产和管理服务的通道，其最主要的功能就是满足电力生产的各种通信业务需求。电力通信网是确保电网生产、稳定、经济运行的重要手段，而承載着配电自动化、用电信息采集、负荷控制管理等多项业务的配用电通信网络目前正处于建设阶段。随着电力生产信息化建设的推进和配电自动化水平的不断提高，各种生产和管理信息逐渐多元化，并向着全IP的方向演进。对电力通信网通信传输性能要求逐步提高的生产和经营管理，在工作模式下，传统的电力通信网络技术还是传输带宽，无法满足新的电力业务的通信需求，为此确保高质量的电力通信业务以太网服务的可靠性来满足需求。通过一个合适的电力通信网络的多业务综合传输一个数据包传输，满足通信网络承载配电自动化方法的需要，以及适应配电通信网用电信息采集、负荷控制管理业务。目前正在启动建设过程，提供各种商务信息分区，安全、时效性、可靠性的要求，需要提供分级管理服务所需的网络。目前EPON和工业以太网，SDH/MSTP技术可以实现服务的差异化的服务管理，不仅对设备实现物理隔离套，分别支持不同的服务系统，每一套设备运行一个单一的服务，带宽利用率低，整体结构是重复的，需要在一个差异化的服务支持不同业务功能的PTN技术。对比PTN和传统组网技术的差异，研究PTN在电力通信网的业务承载应用和网络同步应用，分析PTN对电网通信网络的多业务安全隔离、QOS时延保证等方面的具体技术机制，探讨PTN在电网通信网络的适应性，具备SDH设备的业务隔离以及以太网的多业务承载能力，满足现阶段配用电通信网络建设需求。

1 PTN技术

PTN是IP为核心，以太网是外在表现形式的业务层和光传输介质的中间层，对分组业务流量的突发性和统计复用发送请求。PTN支持多服务的规定，具有很低总成本，在坚持传统优势的光传输，包括高可用性和可靠性，高效的带宽管理、流量工程、OAM和方便的网络管理，良好的可扩展性与安全。PTN设备架构如图1所示，与基于SDH的MSTP设备类似，可认为是MSTP设备的继承和发展，两者最主要的区别体现在交换核心、同步功能、多业务承载方式、传输媒介等方面。

PTN是面向连接的分组交换传送。PTN技术面向连接和分组交换，通过分层和分域的方式使网络具有良好的可扩展性。PTN技术有准确的故障定位和性能，预警管理功能；可靠和快速的网络生存性的可用性，可以使用在灵活的配置和服务面上网络管理系统与智能控制；适应新的分组传输服务。PTN的技术特点如图1所示。

PTN不仅提供分组业务的QoS机制，并采用面向连接的网络保证可靠性的QoS。支持以太网服务，并可以通过TDM支持、ATM等传统业务，采用同步技术提供了控制平面的频率同步和时间一致。路由和信令功能如某一套控制元件在PTN的控制平面内。控制平面的信息流的元素之间的互操作性和沟通的要素之间通过接口得到。控制平面功能包括拆除端-端连接建立信令，所需的这些功能路径筛选。当然，网络故障发生时，即使在第一时间修复故障，保证网络的安全，实现快速拆卸和重新建立当前的链路状态信息。更重要的是主动与当前连接的问题，在这方面，进行有效控制。

作为一个新的的技术代表的分组传送的一代，在交通运输效率的PTN，简化数据服务网络体系结构的优点，随着IP网络的不断发展，网络的融合，如传统的SDH传输标准的刚性不适应实际的需求，需要反思自己的网络部署和优化。对支持网络的基础通信网络，传输网络是满足了优先发展的业务服务的需求。在支持网络的基础通信网络，传输网络是满足了优先发展的业务服务的需求。电路交换在近几年的发展中，包括核心层、汇聚等。但随着数据业务的增加，高带宽和大颗粒成为承载网络必须有能力融合传统的SDH和IP网络安全高宽带的双重优势。

分组传送网PTN包括传送平面、功能平面等，每个平面由多个功能模块，如图2所示。

传送平面包括业务适应和服务、QoS、OAM、保护、交换、同步、或类似技术的关键功能模块，主要包括适应这样的客户服务，同时能够处理相关业务。业务适配模块可以实现客户层以太网、TDM等的封装和PWE3接入处理功能。数据包转发模块可以完成对服务的代理。

数据包转发模块可以完成流量分类和标记、流量转发，拥塞和拥塞避免处理等功能，OAM模块来检测和定位网络中的缺陷和故障，实现报警等功能，并可能触发开关的保护。保护模块连接到网络中的保护处理功能的实现发生故障时；同步模块可实现高精度的定时功能网络。

2 PTN对电力通信网的多业务隔离

在电力通信网中采用PTN-端伪线仿真（Pseudo Wire Emulation Edge toEdge， PWE3），可以实现真正的实时低生产调度管理信息系统（MIS）、电能量采集与故障诊断服务、行政办公自动化业务，财务和营销服务RMIS，也可能真正的实时调度和管理电话服务、会议服务；随着PTN发展，也可以直接进行真正的实时性要求的实时时间的业务（最高电网继电保护、Anwen、自动化等）。

PWE3是一种分组交换网络来模拟各种端到层的经营机制、信令的信息业务数据，帧格式信息、报警信息和同步信息，如对电仿真服务属性在每个数据包的包基本包被转发到传输，提供帧的顺序，重复帧检测和帧分割功能和加工等，以达到模拟的目的旨。PTN业务承载原理如图3所示。

PTN根据LSP和PW机制，首先将不同电力通信网业务进行严格隔离，为不同配网业务的接入点形成一条到达该业务主站系统的LSP。不同安全区业务通过端L1+VLAN进行识别和隔离，确保各种业务之间独立，同时采用Ethemet 的PWE3技术对VLAN业务数据进行统一封装，有TDM， ATM和以太网业务。按照相应的交通需求，电力通信网络在各个接入节点和PW的多个骨干节点是隧道边缘。节点之间建立接收通信数据包封装为一个隧道通过承载数据流上发送端的底部，在束数据包的帧检查收据的日期后，重新排序，然后建立多个信道，发送数据包的用户边缘节点，以确保每个服务的端到端的QoS保证。

电力通信网络属性的行业本身的需要确定，其具有电力系统实时时间的服务，设置密度通信站、通信总容量和较低的实际时间，安全性、可靠性要求高。為了实现RMIS， VoIP， IP视频、监控等关键业务系统的QoS保证，保证电力业务在传送过程中的带宽、时延和抖动等要求，PTN继承以太网IEEE802排队特性对数据帧进行优先级调度。优先级调度使用DiflSe机制，区分服务的端到端QoS机制，将数据流分为：EF优先转发、AF保证转发、BE尽力而为，使得配网中各节点可以对业务进行差异化处理，改善电力业务的数据流特性、提高网络带宽利用率，降低延迟。

4 结论

针对配电通信网承载配电自动化、用电信息采集、负荷控制管理等多项业务，需要通信网提供分层管理服务，避免带宽利用率低，总体重复建设，需要引进具有支持不同业务区分服务功能的分组传送技术 PTN来解决。为实现电网通信多业务区分服务管理，本文通过首先介绍了PTN设备的基本原理，包括PTN的设备架构、分层结构、功能平面，对比PTN和传统组网技术的差异，研究PTN在电力通信网的业务承载应用和网络同步应用，分析PTN对电网通信网络的多业务安全隔离、QOS时延保证等方面的具体技术机制，探讨PTN在电网通信网络的适应性，具备SDH设备的业务隔离以及以太网的多业务承载能力，满足现阶段配用电通信网络建设需求，为电网通信建设提供理论技术支持。

参考文献

[1]金家炜PTN技术在移动城域传送网巾的应用及建设策略研究[D]，上海交通大学，2012.

[2]袁训明：资浩分组传送网对于电力通信业务的传送性能研究[[J]电力系统通信，2012（06）：58-62.

[3]龙运久，PTN网络组网应用探讨[J]信息通信技术，2010（06）：14-18.

作者单位

广州供电局有限公司 广东省广州市 510660