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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(yùn)行至關(guān)重要。隨著我國(guó)電力信息化建設(shè)的推進(jìn)和配電自動(dòng)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(duì)電力通信網(wǎng)的要求也越來(lái)越高。傳統(tǒng)的EPON、以太網(wǎng)交換機(jī)等技術(shù)手段，相對(duì)帶寬的利用率較低，設(shè)備擴(kuò)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(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，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(guò)程中，不同的業(yè)務(wù)導(dǎo)致其運(yùn)營(yíng)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(diǎn)。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(shí)，分組傳送網(wǎng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展和維護(hù)有著積極作用，推動(dòng)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(shí)意義。
1PTN技術(shù)的簡(jiǎn)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(guò)設(shè)置一個(gè)層面，將其放置于IP業(yè)務(wù)和底層光傳輸媒介之間，對(duì)分組業(yè)務(wù)流量的突發(fā)性和統(tǒng)計(jì)復(fù)用傳送的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。PTN技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是以分組業(yè)務(wù)為內(nèi)核，實(shí)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(diǎn)[2]。
1.1PTN技術(shù)的主要特點(diǎn)
采用基于連接的技術(shù)形式�；陔娦艑�(duì)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(jí)順序，從而管理帶寬，并對(duì)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(guò)對(duì)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(jí)的應(yīng)用要求，加強(qiáng)對(duì)丟包率、時(shí)延測(cè)量等方面的管理，同時(shí)具備TCM的監(jiān)視特點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)保護(hù)快速。PTN技術(shù)具有網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)特點(diǎn)，短時(shí)間內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)連接通道內(nèi)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)倒換，從而起到環(huán)網(wǎng)保護(hù)和線性保護(hù)的作用。
1.2PTN技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
較強(qiáng)的生存性。這是PTN的重要優(yōu)勢(shì)之一，一方面可以在傳輸平面上提供保護(hù)倒換技術(shù)，另外一方在控制平面上有著較強(qiáng)的恢復(fù)技術(shù)能力。在傳輸平面上，常見的相關(guān)保護(hù)技術(shù)包括線性保護(hù)、子網(wǎng)連接（SNCP）和環(huán)網(wǎng)保護(hù)。時(shí)鐘同步。在分組業(yè)務(wù)中，時(shí)鐘同步即頻率和時(shí)間同步，是組網(wǎng)的重要需求之一。現(xiàn)階段，時(shí)鐘同步主要借助于同步以太網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。業(yè)務(wù)的支持能力。通過(guò)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(shí)，具備端到端的偽線仿真技術(shù)，對(duì)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(xiàng)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(guò)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(duì)城域網(wǎng)需要接入大量IP業(yè)務(wù)時(shí)。由于傳輸效率和傳輸質(zhì)量?jī)烧卟荒芗骖�，傳統(tǒng)的MSTP無(wú)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(diǎn)強(qiáng)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(gè)管轄片區(qū)。由于區(qū)域經(jīng)濟(jì)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(shí)具備較強(qiáng)的可擴(kuò)展性，在未來(lái)進(jìn)行檢修時(shí)方便相關(guān)維護(hù)人員開展工作。本工程將采用PTN設(shè)備對(duì)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(jì)
�。�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(shí)際情況，對(duì)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的規(guī)模、帶寬容量進(jìn)行測(cè)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(jì)：根據(jù)工程的特點(diǎn)，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(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)對(duì)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(shí)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(diǎn)是導(dǎo)致時(shí)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(shí)，接入層和PTN設(shè)備之間形成相切環(huán)，以PTN設(shè)備為主時(shí)鐘，傳遞校時(shí)報(bào)文到BC交換機(jī)，杜絕了這一問(wèn)題的產(chǎn)生。時(shí)鐘源備份。通過(guò)添加備份時(shí)鐘源的方式，可以有效確保當(dāng)配電主站無(wú)法接收到上級(jí)網(wǎng)傳精確時(shí)鐘時(shí)，還有備用的時(shí)鐘源保障整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。本工程中采用GPS作為上級(jí)網(wǎng)傳精確時(shí)鐘的備份，有效降低了時(shí)鐘源備份的成本投入。校時(shí)方案。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于正常狀態(tài)時(shí)，PTN設(shè)備將接收處于最高優(yōu)先級(jí)的上級(jí)時(shí)鐘換下來(lái)的時(shí)鐘信息。如果網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，上級(jí)時(shí)鐘無(wú)法工作，系統(tǒng)將啟用GPS裝置中備份的時(shí)鐘源作為主時(shí)鐘。當(dāng)校時(shí)信息被傳送到交換機(jī)時(shí)（接入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的交換機(jī)），BC模式的節(jié)點(diǎn)交換機(jī)會(huì)將校時(shí)信息發(fā)送給相鄰的TC節(jié)點(diǎn)設(shè)備，更新自身的時(shí)鐘，同時(shí)透?jìng)飨嚓P(guān)信息，直到完成整個(gè)電力通信網(wǎng)的校時(shí)工作。
3.3PTN對(duì)電力通信網(wǎng)的保護(hù)倒換方案
通常情況下，PTN對(duì)電力通信網(wǎng)的保護(hù)倒換存在兩種方案。方案一：端到端保護(hù)。PTN技術(shù)的端到端保護(hù)在進(jìn)行配置時(shí)操作簡(jiǎn)單、靈活，無(wú)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(huì)導(dǎo)致電力通信網(wǎng)出現(xiàn)多點(diǎn)時(shí)效的問(wèn)題。方案二：環(huán)網(wǎng)保護(hù)。該方案可以有效防治多點(diǎn)時(shí)效的問(wèn)題，但實(shí)現(xiàn)和配置過(guò)程對(duì)技術(shù)和工程的要求較高。本工程在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)合實(shí)際情況，選擇了端到端的LSP1:1的保護(hù)方式。利用LSP和PW的機(jī)制，建立主用和備用通道。電力通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中，主用通道無(wú)法正常工作時(shí)，業(yè)務(wù)可以自動(dòng)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(guò)程中的可靠性和安全性。
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