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PTN在電力通信網(wǎng)的應(yīng)用論文
摘要：人們的日常生活離不開電資源。為了保障電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性，電力通信網(wǎng)的建設(shè)和運行至關(guān)重要。隨著我國電力信息化建設(shè)的推進(jìn)和配電自動化水平的提高，電網(wǎng)系統(tǒng)的傳輸業(yè)務(wù)朝著多元化和IP化方向發(fā)展，對電力通信網(wǎng)的要求也越來越高。傳統(tǒng)的EPON、以太網(wǎng)交換機等技術(shù)手段，相對帶寬的利用率較低，設(shè)備擴容的成本較高，而PTN技術(shù)的應(yīng)用滿足了電力通信網(wǎng)的發(fā)展需求。因此，介紹PTN技術(shù)的特點和優(yōu)勢，研究PTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的工程應(yīng)用，以期提供相關(guān)借鑒。
關(guān)鍵詞：PTN；電力通信網(wǎng)；利用率
引言
現(xiàn)階段，在城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)發(fā)展過程中，不同的業(yè)務(wù)導(dǎo)致其運營成本居高不下。如何引入新的技術(shù)手段，在達(dá)成承載全業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，有效降低業(yè)務(wù)承載的成本，成為相關(guān)科研工作者的研究重點。PTN技術(shù)的工程應(yīng)用，有效滿足了現(xiàn)階段電力通信網(wǎng)的發(fā)展需求[1]。同時，分組傳送網(wǎng)的特點和優(yōu)勢，對網(wǎng)絡(luò)的擴展和維護有著積極作用，推動了電力系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展。因此，研究PTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的工程應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。
1PTN技術(shù)的簡介
PTN技術(shù)又稱分組傳送網(wǎng)，是一種光傳送網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的技術(shù)。通過設(shè)置一個層面，將其放置于IP業(yè)務(wù)和底層光傳輸媒介之間，對分組業(yè)務(wù)流量的突發(fā)性和統(tǒng)計復(fù)用傳送的要求進(jìn)行設(shè)計。PTN技術(shù)的優(yōu)點是以分組業(yè)務(wù)為內(nèi)核，實現(xiàn)多業(yè)務(wù)承載。此外，還具備成本投入較低、光傳輸?shù)膬?yōu)點[2]。
1.1PTN技術(shù)的主要特點
采用基于連接的技術(shù)形式。基于電信對業(yè)務(wù)的要求，PTN技術(shù)采用連接的技術(shù)方式，將業(yè)務(wù)劃分為不同的優(yōu)先級順序，從而管理帶寬，并對各種客戶和高服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行區(qū)分和管理。相較傳統(tǒng)的電路連接方式，這種技術(shù)更加靈活和豐富。管理能力（QAM）更豐富。通過對端到端的QAM管理能力提升，PTN技術(shù)手段豐富，具有環(huán)回、連接等不同的管理手段，還能夠滿足不同的分組設(shè)備要求。此外，PTN技術(shù)能滿足電信級的應(yīng)用要求，加強對丟包率、時延測量等方面的管理，同時具備TCM的監(jiān)視特點。網(wǎng)絡(luò)保護快速。PTN技術(shù)具有網(wǎng)絡(luò)的保護特點，短時間內(nèi)可以實現(xiàn)連接通道內(nèi)點對點倒換，從而起到環(huán)網(wǎng)保護和線性保護的作用。
1.2PTN技術(shù)的優(yōu)勢
較強的生存性。這是PTN的重要優(yōu)勢之一，一方面可以在傳輸平面上提供保護倒換技術(shù)，另外一方在控制平面上有著較強的恢復(fù)技術(shù)能力。在傳輸平面上，常見的相關(guān)保護技術(shù)包括線性保護、子網(wǎng)連接（SNCP）和環(huán)網(wǎng)保護。時鐘同步。在分組業(yè)務(wù)中，時鐘同步即頻率和時間同步，是組網(wǎng)的重要需求之一。現(xiàn)階段，時鐘同步主要借助于同步以太網(wǎng)來實現(xiàn)。業(yè)務(wù)的支持能力。通過分組交換的形式，滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的相關(guān)要求。同時，具備端到端的偽線仿真技術(shù)，對傳統(tǒng)的電路型服務(wù)具有良好的兼容性，能夠支撐各種電路類型的各項業(yè)務(wù)。
2PTN與傳統(tǒng)MSTP的比較
PTN設(shè)備的主要構(gòu)架（如圖1所示）基本上與MSTP（基于SDH）的設(shè)備構(gòu)架類似，相當(dāng)于在MSTP設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)一步的延伸與發(fā)展[3]。通過圖1可以發(fā)現(xiàn)，PTN設(shè)備和傳統(tǒng)的MSTP設(shè)備存在一定區(qū)別，尤其是在面對城域網(wǎng)需要接入大量IP業(yè)務(wù)時。由于傳輸效率和傳輸質(zhì)量兩者不能兼顧，傳統(tǒng)的MSTP無法滿足電力通信網(wǎng)的需求。而PTN設(shè)備具備IP化的內(nèi)核，完全可以滿足電力系統(tǒng)的大業(yè)務(wù)量、突發(fā)特點強的需求[4]。PTN與MSTP之間的具體區(qū)別，如表1所示。
3PTN在電力通信網(wǎng)中的工程應(yīng)用
某市某地區(qū)，配電片區(qū)的地形以丘陵為主，區(qū)域內(nèi)的住戶分布零散，但都居住在同一個管轄片區(qū)。由于區(qū)域經(jīng)濟較為落后，電網(wǎng)終端設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)老化，且智能化設(shè)備較少，尤其是在信息網(wǎng)絡(luò)資源方面，基本處于空白狀態(tài)。工程要求電力通信網(wǎng)可以抵抗惡劣天氣的影響，且具備良好的業(yè)務(wù)接口和安裝方式，同時具備較強的可擴展性，在未來進(jìn)行檢修時方便相關(guān)維護人員開展工作。本工程將采用PTN設(shè)備對電力通信網(wǎng)進(jìn)行組網(wǎng)搭建。
3.1電力通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計
（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌汗こ虘?yīng)用方面，一般將PTN定位在匯聚層或者接入層。本工程根據(jù)實際情況，對網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的規(guī)模、帶寬容量進(jìn)行測算規(guī)劃，最終選擇將PTN設(shè)置在匯聚層。（2）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計：根據(jù)工程的特點，選用三層結(jié)構(gòu)進(jìn)行電力通信網(wǎng)的組網(wǎng)。心層：主要由中心站和220kV的變電站組成，利用核心路由器完成和匯聚層的連接。②匯聚層：由PTN和110/220kV的變電站組成，能夠承擔(dān)較大容量的多業(yè)務(wù)匯聚和傳送。③接入層：結(jié)構(gòu)采用相切環(huán)，通過以太網(wǎng)交換機對各種配電終端設(shè)備進(jìn)行連接。
3.2電力通信網(wǎng)的校時方案
相切環(huán)。傳統(tǒng)的電力通信網(wǎng)多采用直連環(huán)方式，缺點是導(dǎo)致時間孤島的出現(xiàn)，影響網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)能力。本工程在組建配電子站時，接入層和PTN設(shè)備之間形成相切環(huán)，以PTN設(shè)備為主時鐘，傳遞校時報文到BC交換機，杜絕了這一問題的產(chǎn)生。時鐘源備份。通過添加備份時鐘源的方式，可以有效確保當(dāng)配電主站無法接收到上級網(wǎng)傳精確時鐘時，還有備用的時鐘源保障整個網(wǎng)絡(luò)的可靠性。本工程中采用GPS作為上級網(wǎng)傳精確時鐘的備份，有效降低了時鐘源備份的成本投入。校時方案。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于正常狀態(tài)時，PTN設(shè)備將接收處于最高優(yōu)先級的上級時鐘換下來的時鐘信息。如果網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，上級時鐘無法工作，系統(tǒng)將啟用GPS裝置中備份的時鐘源作為主時鐘。當(dāng)校時信息被傳送到交換機時（接入網(wǎng)節(jié)點的交換機），BC模式的節(jié)點交換機會將校時信息發(fā)送給相鄰的TC節(jié)點設(shè)備，更新自身的時鐘，同時透傳相關(guān)信息，直到完成整個電力通信網(wǎng)的校時工作。
3.3PTN對電力通信網(wǎng)的保護倒換方案
通常情況下，PTN對電力通信網(wǎng)的保護倒換存在兩種方案。方案一：端到端保護。PTN技術(shù)的端到端保護在進(jìn)行配置時操作簡單、靈活，無需進(jìn)行較多電力系統(tǒng)業(yè)務(wù)的調(diào)度層次。但是，采用這種方法可能會導(dǎo)致電力通信網(wǎng)出現(xiàn)多點時效的問題。方案二：環(huán)網(wǎng)保護。該方案可以有效防治多點時效的問題，但實現(xiàn)和配置過程對技術(shù)和工程的要求較高。本工程在進(jìn)行設(shè)計時，結(jié)合實際情況，選擇了端到端的LSP1:1的保護方式。利用LSP和PW的機制，建立主用和備用通道。電力通信網(wǎng)絡(luò)運行過程中，主用通道無法正常工作時，業(yè)務(wù)可以自動切換至備用通道進(jìn)行正常的業(yè)務(wù)接收，確保業(yè)務(wù)在傳輸過程中的可靠性和安全性。
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