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摘要：随着智能电网不断发展，电力通信网IP化的趋势愈加明朗。为了适应IP化的大趋势，传送网也引入了PTN技术作为应对。融合了分组技术及同步数字体系（SDH）技术优势的分组传送网（PTN）技术，更适合多业务的承载和交换，满足灵活的组网调度和多业务传送。本文分析了PTN技术的特点，给出了惠州配电通信网的PTN建设组网方案。
关键词：电力通信；PTN；分组交换
1引言
电力通信网是负责电网生产控制管理的专用通信网，为发电厂、变电站、电力调度控制中心等电力生产基地所产生的各类电力业务提供通信通道，满足电力生产的各种通信业务需求。近年来，随着图像监控、视频会商、变电站巡视机器人等新业务的大量呈现，配电通信网、继电保护等系统的推广与建设，电力通信业务的主体也在发生转变，由传统的TDM业务转向IP业务，业务由原来小颗粒向大颗粒转变，对电力系统生产和管理业务的通信传输性能需求逐步提高，而目前电力通信组网常用的SDH、以太网技术无论是在工作模式、传输带宽等方面均无法满足新型电力业务通信需求，亟需一种适合电力通信网多业务综合传输的分组传输技术。
2 PTN技术特点
PTN技术作为一种面向连接的传送技术，基于分组架构，在IP业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面，针对分组业务流量的突发性和统计复用传送带要求，借鉴了SDH完善的保护倒换、丰富的OAM、良好的同步性能，同时融合了MPLS/Ethernet技术分组交换、QoS管理以及统计复用等思路，为电网企业建设可管理、可运维的统一融合的传送网提供了一个良好的解决思路。
（1）基于分组交换的“柔性”传输管道
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。
（2）丰富的业务保护方式
PTN技术具备丰富的保护方式，遇到网络故障时能够实现基于50ms的电信级业务保护倒换，实现传输级别的业务保护和恢复；同时，PTN技术继承了SDH技术的操作、管理和维护机制，具有点对点连接的完美OAM体系，保证网络具备保护切换、错误检测和通道监控能力。
（3）网络级QoS概念
PTN通过LSP和PW机制，将不同电力业务进行严格隔离，为不同配网业务的接入点分别建立一条到达该业务主站系统的LSP。不同安全区业务通过端口+VLAN进行识别和隔离，确保各种业务之间互不干扰，同时采用Ethernet PWE3技术对VLAN业务数据进行封装，其中包括TDM、ATM和以太网业务。根据相应的业务需求在电力通信网各个接入节点和骨干节点之间建立多个PW隧道，边缘节点（Provider edge，PE）将收到的通信信息包封装为PW-PDU并通过底层隧道的承载将数据流发给对端的PE，对端的PE收到后对数据包进行帧校验、重新排序，然后建立多个PWs通道，将数据包转发至用户边缘节点（Client Edge，CE），以保证每条业务端到端的QoS保障。PTN将SDH技术层次化的刚性管道演变为了层次化的弹性管道，并且第一次在传输设备中引入了QoS的概念；完成了与IP/MPLS多种方式的互联互通，无缝承载核心IP业务；网管系统可以控制连接信道的建立和设置，实现了业务QoS的区分和保证，灵活提供SLA等优点。
（4）丰富的端口配置
PTN设备的接口速率除了传统的2M、155M，主要是千兆以太和万兆以太，因此可以明显降低每M传送成本，并且由于技术的进步，端口密度、设备容量体积比大大增加，而耗电量明显降低。
3 PTN关键技术
MPLS-TP技术
MPLS-TP是核心网向下延伸到技术。MPLS技术基于IP核心网，简化了复杂的控制协议和数据屏幕，增强了OAM能力，保护倒换和恢复功能，同时可以提供可靠的QoS、带宽统计复用功能。MPLS-TP构建于MPLS技术之上，它的相关标准为部署分组交换传输网络提供了电信级的完整方案。为了维持点对点OAM的完整新，MPLS-TP去掉了与传输无关的IP功能。
MPLS-TP技术充分利用了面向连接MPLS技术在QoS、带宽共享、以及区分服務等方面的技术优势，也简化了复杂的MPLS控制协议簇，以及数据平面，去掉了不必要的转发处理，更加适合分组传送到需求。
MPLS-TP采用PWE3的电路仿真技术来适配各种类型的客户业务，包括以太网、TDM和ATM等，并通过一条通道PW在包交换网络上进行端到端的传送。PWE3作为一种业务仿真机制，其技术实质是将业务数据用特殊的电路仿真报文头进行封装，在特殊报文头中携带该业务数据的帧格式信息、告警信息、信令信息以及同步定时信息等基本业务属性，以达到业务仿真的目的。
PBT技术
PBT是提供商网桥的改进，允许配置流量工程和保护。PBT几乎是在标准的提供商骨干网桥上添加路由配置而完成的。PBT技术的主要优点体现在关闭传统以太网的地址学习、地址广播以及STP功能，以太网的转发表完全有管理平面进行配置，具有面向连接的特性；使得以太网业务具有连续性，以便实现保护倒换、OAM、QoS、流量工程等传送网络的功能，PBT技术与传统以太网桥段硬件兼容，数据包不需要修改，转发效率高。
4惠州配电通信网PTN建设方案
目前，惠州电力通信专网只覆盖到35kV及以上变电站，县区局。供电所、营业点只覆盖了综合数据网。配电通信网的建设分三层：核心层、汇聚层、接入层。
核心层节点可包括中心站及220kV变电站，负责提供核心节点间的局间中继，通过核心路由器将相关汇聚层节点直接相连。汇聚层由汇聚节点及核心节点组成，汇聚节点包括110/220kV变电站，负责一定区域内业务的汇聚。
汇聚层具有较大容量的多业务汇聚和传送能力，主要承载调度数据网等电力生产调度业务，分组数据业务（如视频会议、软交换、综合业务网、管理信息等）及10kV配电通信网业务可通过FE/GE口上联的数据业务，逐步过渡到PTN网络，接入到PTN平面中传送。
接入层由接入节点及汇聚节点组成，采用相切环结构，接入节点包括各个开闭所、环网柜、配电所、柱上开关等，负责10kV配电通信网的接入，采用以太网交换机连接各种配电终端设备。
5 结束语
随着坚强智能电网建设的加快，通信带宽需求和IP化业务增长与地区传输网络发展滞后的矛盾日益突出，PTN技术在惠州地区传输网络应用为解决支撑智能电网各业务系统通道瓶颈和高清会议电视通至供电所具有典型示范意义，对电力传输网络技术体制发展具有前瞻性作用。
参考文献：
[1]唐帮云 中国移动本地传送网PTN+OTN联合组网思路[J].通信与信息技术，2012，25（2）：41-43.
[2]杨云飞，常俊，宗容等.PTN配电通信网业务性能评价模型研究[J].计算机工程，2012（14）：252-255.
作者简介：骆宇平（1984），男，工程师，广东电网有限责任公司惠州供电局，主要从事电力通信运行检修工作。
关键词：电力通信；PTN；分组交换
1引言
电力通信网是负责电网生产控制管理的专用通信网，为发电厂、变电站、电力调度控制中心等电力生产基地所产生的各类电力业务提供通信通道，满足电力生产的各种通信业务需求。近年来，随着图像监控、视频会商、变电站巡视机器人等新业务的大量呈现，配电通信网、继电保护等系统的推广与建设，电力通信业务的主体也在发生转变，由传统的TDM业务转向IP业务，业务由原来小颗粒向大颗粒转变，对电力系统生产和管理业务的通信传输性能需求逐步提高，而目前电力通信组网常用的SDH、以太网技术无论是在工作模式、传输带宽等方面均无法满足新型电力业务通信需求，亟需一种适合电力通信网多业务综合传输的分组传输技术。
2 PTN技术特点
PTN技术作为一种面向连接的传送技术，基于分组架构，在IP业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面，针对分组业务流量的突发性和统计复用传送带要求，借鉴了SDH完善的保护倒换、丰富的OAM、良好的同步性能，同时融合了MPLS/Ethernet技术分组交换、QoS管理以及统计复用等思路，为电网企业建设可管理、可运维的统一融合的传送网提供了一个良好的解决思路。
（1）基于分组交换的“柔性”传输管道
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。
（2）丰富的业务保护方式
PTN技术具备丰富的保护方式，遇到网络故障时能够实现基于50ms的电信级业务保护倒换，实现传输级别的业务保护和恢复；同时，PTN技术继承了SDH技术的操作、管理和维护机制，具有点对点连接的完美OAM体系，保证网络具备保护切换、错误检测和通道监控能力。
（3）网络级QoS概念
PTN通过LSP和PW机制，将不同电力业务进行严格隔离，为不同配网业务的接入点分别建立一条到达该业务主站系统的LSP。不同安全区业务通过端口+VLAN进行识别和隔离，确保各种业务之间互不干扰，同时采用Ethernet PWE3技术对VLAN业务数据进行封装，其中包括TDM、ATM和以太网业务。根据相应的业务需求在电力通信网各个接入节点和骨干节点之间建立多个PW隧道，边缘节点（Provider edge，PE）将收到的通信信息包封装为PW-PDU并通过底层隧道的承载将数据流发给对端的PE，对端的PE收到后对数据包进行帧校验、重新排序，然后建立多个PWs通道，将数据包转发至用户边缘节点（Client Edge，CE），以保证每条业务端到端的QoS保障。PTN将SDH技术层次化的刚性管道演变为了层次化的弹性管道，并且第一次在传输设备中引入了QoS的概念；完成了与IP/MPLS多种方式的互联互通，无缝承载核心IP业务；网管系统可以控制连接信道的建立和设置，实现了业务QoS的区分和保证，灵活提供SLA等优点。
（4）丰富的端口配置
PTN设备的接口速率除了传统的2M、155M，主要是千兆以太和万兆以太，因此可以明显降低每M传送成本，并且由于技术的进步，端口密度、设备容量体积比大大增加，而耗电量明显降低。
3 PTN关键技术
MPLS-TP技术
MPLS-TP是核心网向下延伸到技术。MPLS技术基于IP核心网，简化了复杂的控制协议和数据屏幕，增强了OAM能力，保护倒换和恢复功能，同时可以提供可靠的QoS、带宽统计复用功能。MPLS-TP构建于MPLS技术之上，它的相关标准为部署分组交换传输网络提供了电信级的完整方案。为了维持点对点OAM的完整新，MPLS-TP去掉了与传输无关的IP功能。
MPLS-TP技术充分利用了面向连接MPLS技术在QoS、带宽共享、以及区分服務等方面的技术优势，也简化了复杂的MPLS控制协议簇，以及数据平面，去掉了不必要的转发处理，更加适合分组传送到需求。
MPLS-TP采用PWE3的电路仿真技术来适配各种类型的客户业务，包括以太网、TDM和ATM等，并通过一条通道PW在包交换网络上进行端到端的传送。PWE3作为一种业务仿真机制，其技术实质是将业务数据用特殊的电路仿真报文头进行封装，在特殊报文头中携带该业务数据的帧格式信息、告警信息、信令信息以及同步定时信息等基本业务属性，以达到业务仿真的目的。
PBT技术
PBT是提供商网桥的改进，允许配置流量工程和保护。PBT几乎是在标准的提供商骨干网桥上添加路由配置而完成的。PBT技术的主要优点体现在关闭传统以太网的地址学习、地址广播以及STP功能，以太网的转发表完全有管理平面进行配置，具有面向连接的特性；使得以太网业务具有连续性，以便实现保护倒换、OAM、QoS、流量工程等传送网络的功能，PBT技术与传统以太网桥段硬件兼容，数据包不需要修改，转发效率高。
4惠州配电通信网PTN建设方案
目前，惠州电力通信专网只覆盖到35kV及以上变电站，县区局。供电所、营业点只覆盖了综合数据网。配电通信网的建设分三层：核心层、汇聚层、接入层。
核心层节点可包括中心站及220kV变电站，负责提供核心节点间的局间中继，通过核心路由器将相关汇聚层节点直接相连。汇聚层由汇聚节点及核心节点组成，汇聚节点包括110/220kV变电站，负责一定区域内业务的汇聚。
汇聚层具有较大容量的多业务汇聚和传送能力，主要承载调度数据网等电力生产调度业务，分组数据业务（如视频会议、软交换、综合业务网、管理信息等）及10kV配电通信网业务可通过FE/GE口上联的数据业务，逐步过渡到PTN网络，接入到PTN平面中传送。
接入层由接入节点及汇聚节点组成，采用相切环结构，接入节点包括各个开闭所、环网柜、配电所、柱上开关等，负责10kV配电通信网的接入，采用以太网交换机连接各种配电终端设备。
5 结束语
随着坚强智能电网建设的加快，通信带宽需求和IP化业务增长与地区传输网络发展滞后的矛盾日益突出，PTN技术在惠州地区传输网络应用为解决支撑智能电网各业务系统通道瓶颈和高清会议电视通至供电所具有典型示范意义，对电力传输网络技术体制发展具有前瞻性作用。
参考文献：
[1]唐帮云 中国移动本地传送网PTN+OTN联合组网思路[J].通信与信息技术，2012，25（2）：41-43.
[2]杨云飞，常俊，宗容等.PTN配电通信网业务性能评价模型研究[J].计算机工程，2012（14）：252-255.
作者简介：骆宇平（1984），男，工程师，广东电网有限责任公司惠州供电局，主要从事电力通信运行检修工作。