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PTN在電力通信網(wǎng)的應用論文
摘要：人們的日常生活離不開(kāi)電資源。為了保障電網(wǎng)的穩定性和安全性，電力通信網(wǎng)的建設和運行至關(guān)重要。隨著(zhù)我國電力信息化建設的推進(jìn)和配電自動(dòng)化水平的提高，電網(wǎng)系統的傳輸業(yè)務(wù)朝著(zhù)多元化和IP化方向發(fā)展，對電力通信網(wǎng)的要求也越來(lái)越高。傳統的EPON、以太網(wǎng)交換機等技術(shù)手段，相對帶寬的利用率較低，設備擴容的成本較高，而PTN技術(shù)的應用滿(mǎn)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，研究PTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的工程應用，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)導致其運營(yíng)成本居高不下。如何引入新的技術(shù)手段，在達成承載全業(yè)務(wù)的基礎上，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)的工程應用，有效滿(mǎn)足了現階段電力通信網(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，對網(wǎng)絡(luò )的擴展和維護有著(zhù)積極作用，推動(dòng)了電力系統的建設與發(fā)展。因此，研究PTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的工程應用具有重要的現實(shí)意義。
1PTN技術(shù)的簡(jiǎn)介
PTN技術(shù)又稱(chēng)分組傳送網(wǎng)，是一種光傳送網(wǎng)絡(luò )架構的技術(shù)。通過(guò)設置一個(gè)層面，將其放置于IP業(yè)務(wù)和底層光傳輸媒介之間，對分組業(yè)務(wù)流量的突發(fā)性和統計復用傳送的要求進(jìn)行設計。PTN技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是以分組業(yè)務(wù)為內核，實(shí)現多業(yè)務(wù)承載。此外，還具備成本投入較低、光傳輸的優(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I(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(hù)和高服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行區分和管理。相較傳統的電路連接方式，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(mǎn)足不同的分組設備要求。此外，PTN技術(shù)能滿(mǎn)足電信級的應用要求，加強對丟包率、時(shí)延測量等方面的管理，同時(shí)具備TCM的監視特點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò )保護快速。PTN技術(shù)具有網(wǎng)絡(luò )的保護特點(diǎn)，短時(shí)間內可以實(shí)現連接通道內點(diǎn)對點(diǎn)倒換，從而起到環(huán)網(wǎng)保護和線(xiàn)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(zhù)較強的恢復技術(shù)能力。在傳輸平面上，常見(jiàn)的相關(guān)保護技術(shù)包括線(xiàn)性保護、子網(wǎng)連接（SNCP）和環(huán)網(wǎng)保護。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�，F階段，時(shí)鐘同步主要借助于同步以太網(wǎng)來(lái)實(shí)現。業(yè)務(wù)的支持能力。通過(guò)分組交換的形式，滿(mǎn)足數據業(yè)務(wù)的相關(guān)要求。同時(shí)，具備端到端的偽線(xiàn)仿真技術(shù)，對傳統的電路型服務(wù)具有良好的兼容性，能夠支撐各種電路類(lèi)型的各項業(yè)務(wù)。
2PTN與傳統MSTP的比較
PTN設備的主要構架（如圖1所示）基本上與MSTP（基于SDH）的設備構架類(lèi)似，相當于在MSTP設備基礎上進(jìn)一步的延伸與發(fā)展[3]。通過(guò)圖1可以發(fā)現，PTN設備和傳統的MSTP設備存在一定區別，尤其是在面對城域網(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?jì)烧卟荒芗骖�，傳統的MSTP無(wú)法滿(mǎn)足電力通信網(wǎng)的需求。而PTN設備具備IP化的內核，完全可以滿(mǎn)足電力系統的大業(yè)務(wù)量、突發(fā)特點(diǎn)強的需求[4]。PTN與MSTP之間的具體區別，如表1所示。
3PTN在電力通信網(wǎng)中的工程應用
某市某地區，配電片區的地形以丘陵為主，區域內的住戶(hù)分布零散，但都居住在同一個(gè)管轄片區。由于區域經(jīng)濟較為落后，電網(wǎng)終端設備已經(jīng)出現老化，且智能化設備較少，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)具備較強的可擴展性，在未來(lái)進(jìn)行檢修時(shí)方便相關(guān)維護人員開(kāi)展工作。本工程將采用PTN設備對電力通信網(wǎng)進(jìn)行組網(wǎng)搭建。
3.1電力通信網(wǎng)絡(luò )設計
�。�1）網(wǎng)絡(luò )拓撲：工程應用方面，一般將PTN定位在匯聚層或者接入層。本工程根據實(shí)際情況，對網(wǎng)絡(luò )建設的規模、帶寬容量進(jìn)行測算規劃，最終選擇將PTN設置在匯聚層。（2）網(wǎng)絡(luò )架構設計：根據工程的特點(diǎn)，選用三層結構進(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，能夠承擔較大容量的多業(yè)務(wù)匯聚和傳送。③接入層：結構采用相切環(huán)，通過(guò)以太網(wǎng)交換機對各種配電終端設備進(jìn)行連接。
3.2電力通信網(wǎng)的校時(shí)方案
相切環(huán)。傳統的電力通信網(wǎng)多采用直連環(huán)方式，缺點(diǎn)是導致時(shí)間孤島的出現，影響網(wǎng)絡(luò )的恢復能力。本工程在組建配電子站時(shí)，接入層和PTN設備之間形成相切環(huán)，以PTN設備為主時(shí)鐘，傳遞校時(shí)報文到BC交換機，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，可以有效確保當配電主站無(wú)法接收到上級網(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。當網(wǎng)絡(luò )處于正常狀態(tài)時(shí)，PTN設備將接收處于最高優(yōu)先級的上級時(shí)鐘換下來(lái)的時(shí)鐘信息。如果網(wǎng)絡(luò )發(fā)生故障，上級時(shí)鐘無(wú)法工作，系統將啟用GPS裝置中備份的時(shí)鐘源作為主時(shí)鐘。當校時(shí)信息被傳送到交換機時(shí)（接入網(wǎng)節點(diǎn)的交換機），BC模式的節點(diǎn)交換機會(huì )將校時(shí)信息發(fā)送給相鄰的TC節點(diǎn)設備，更新自身的時(shí)鐘，同時(shí)透傳相關(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(shí)操作簡(jiǎn)單、靈活，無(wú)需進(jìn)行較多電力系統業(yè)務(wù)的調度層次。但是，采用這種方法可能會(huì )導致電力通信網(wǎng)出現多點(diǎn)時(shí)效的問(wèn)題。方案二：環(huán)網(wǎng)保護。該方案可以有效防治多點(diǎn)時(shí)效的問(wèn)題，但實(shí)現和配置過(guò)程對技術(shù)和工程的要求較高。本工程在進(jìn)行設計時(shí)，結合實(shí)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(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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