（国网河北省电力公司检修分公司 河北石家庄 050000）
摘要：从智能电网的通信支撑需求来看，电力通信网需求的主要特征是越来越高的宽带业务要求、越来越高的调度网络传输要求、严格的多业务QoS能力要求。所以，面向坚强智能电网的电力传输网络，一方面需要继承传统SDH/MSTP传输网络的电信级传输能力，另一方面也要顺应电力业务日益IP化、宽带化的发展趋势。目前，智能电网在接入侧正在进行配网自动化、基于EPON的远程抄表以及电力智能小区建设，电力综合传送网需要向着电力智能化、IP化、宽带化和多样化的方向发展。
关键词：电力通信；PTN；技术
1.PTN技术原理及优势
为弥补SDH/MSTP在业务承载上的不足，PTN技术应运而生。PTN技术针对IP业务流量的突发性和统计复用传输要求设计，以分组交换技术为核心，支持多业务传送，同时还兼具SDH/MSTP设备所具有的电信级OAM机制，具有高效的业务调度机制，采用面向连接的业务适配方法实现面向连接的弹性传输通道，支持多种保护机制，业务隔离度高，具有较好的安全性。
PTN以分组交换为内核，建立面向连接的弹性传输通道，有效降低了分组传输延迟和丢包率，满足了以FE、GE、10GE接口形式呈现的IP分组形式的数据业务通信需求，符合了未来全业务IP化的发展趋势，如图1所示。
PTN采用IEEE1588v2时钟同步机制实现全网时间同步，以兼容TDM业务实现与电路交换网络的互联互通，同时满足网络节点的同步需求。PTN采用PWE3技术将TDM业务转换为数据分组以进行承载。在统一的时钟基准下，TDM业务在PTN网络出口处重建TDM码流定时信息。此外，PTN网络采用区分服务和流量工程的方式来保证不同业务流的服务质量要求。利用PTN所提供的区分服务机制，为不同业务设置不同的优先级，保证高优先级的数据在传输过程中得到优先处理；利用PTN所提供的流量工程机制，根据业务的流量需求和网络拓扑结构，规划并分配网络资源，为每一条业务及管道定义承诺带宽（CIR）和超额带宽（EIR），减少网络拥塞、网络延迟等影响。同时，PTN提供了一系列的保护机制：线性保护技术和环网保护技术，支持网络级的保护和设备级的保护，防止关键业务因链路或者故障而造成业务中断。PTN技术顺应网络“IP化、智能化、宽带化、扁平化”的发展趋势，采用基于分组交换内核PTN网络组建下一代的电力信息通信传输平台已成为必然选择。
2. PTN关键技术
PTN是TDM、以太网多业务传送技术，可以根据业务信息量要求，基础带宽既可定为n×2Mbit/s，又可以在运行中可根据网络流量的增加，采用PTN技术以Nx64kbit/s颗粒适时扩容链路，实施多种QoS技术避免网络拥塞，保证业务快速到达。使用PTN的LSP/PW通道实施业务之间的物理隔离，通过E（V）P-Line、E（V）P-LAN、E（V）P-TREE业务模式，不同安全区业务通过端口+VLAN进行识别和隔离，确保同种业务、不同业务之间互不干扰，另外PTN技术还具备接入认证功能，可以满足通信网复杂的安全隔离要求。PTN重点解决的业务应用主要是：基于分组交换的多业务传送、地面时间同步业务。
（1）基于分组交换的多业务传送。基于电力业务IP化、多样化的发展趋势，现有刚性SDH/MSTP组网模式难以满足大带宽、高弹性、端到端质量保证的现实和未来电力业务需求，建立一个统一的基于分组的全业务传送平台已成为电力通信网的趋势要求。
分组传送网（PTN）在IP业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面，它针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计，以分组业务为核心并支持多业务提供，具有更低的总体使用成本（TCO），同时秉承光传输的传统优势，包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、可扩展、高安全性等。
（2）地面时间同步业务。变电站内已广泛使用美国全球定位（GPS）系统对时，为站内需授时的测控装置、保护装置等提供时间基准,所以电力系统存在着对GPS的依赖，这种仅依靠GPS的空中时间同步系统具有不安全、难安装、成本高等缺点。而SDH光通信系统不能处理1588V2精确时间同步协议。IEEE1588V2能有效解决GPS同步成本高、安装困难等问题，是分组传送网（PTN）的关键技术之一，1588V2有3种时钟模式：普通时钟（OC）、边界时钟（BC）和透明时钟（TC）。OC通常是网络始端或终端设备，该设备只有一个1588端口且只能作为Slave（从端口）或Maste（r主端口）。BC是网络中间节点时钟设备，该设备有多个1588端口，其中一个端口可作为Slave，设备系统时钟的频率和时间同步于上一级设备，其他端口作为Master，可以实现逐级的时间传递。TC是网络中间节点时钟设备，可分为E2E（EndtoEnd）和P2P（PeertoPeer）两种。
3.存在的难点
（1）PTN隧道的物理隔离的机理研究。目前，电监会认可的物理隔离技术主要包括光纤隔离、波长隔离、TDM时域隔离，PTN基于MPLS-TP分组交换技术，隧道管壁是刚性的，不同连接之间的数据无法扩散，无法穿越，对业务没有破坏、更改和泄漏，管道对数据具有透明性，使得PTN提供的隧道等效于SDH的通道，能对业务实施物理隔离，但其安区隔离可靠性还未获得电监会认可，如何从原理上研究分析和判断PTN隧道和SDH通道的安全隔离可靠性的一致性，是急需解决的难点。
（2）PTN隧道物理隔离实验网方案研究。恰当地评测PTN隧道的物理隔离特性并非易事，没有成熟的物理隔离测试方案提供参考，也没有成熟成套的测试仪器仪表可以使用。
（3）PTN挂网运行的风险和规避措施的制定。PTN挂网运行必须在保证电网业务安全可靠、风险可控的状态下进行，必须研究和发现所有的风险点并制定相应的控制措施，把现有电网的安全风险有效地控制在能接受的范围内。
4.结语
电力通信已呈现出IP化的趋势，PTN作为传输与分组技术融合的新技术，其承载IP业务的优势非常明显，PTN网络的设备级保护（包括主控、交叉、E1单板保护）倒换时间小于50ms，网络级保护（包括1∶1、1+1、LSP以及环网保护）倒换时间小于50ms，能够充分保障电力通信业务的可靠性，PTN通信网在电力系统通信中必将起到重要的作用。
参考文献
[1]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].电力系统信，2012，33（6）：5862..
[2]浅谈电力通信网的发展趋势[J].贺全璋. 电子世界.2015(22).
[3]电力通信网风险管理关键技术探析[J].崔健,郭安乐.信息通信.2016(11).
[4]浅谈我国电力通信网的发展及规划[J].徐宣.通信电源技术.2016(06).
作者简介
魏晓庆(1988-),女，汉族，河北省石家庄市，研究生，工程师，从事通信运维检修工作;
论文作者:魏晓庆,张洪治
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/23
标签：业务论文; 网络论文; 技术论文; 电力论文; 通信网论文; 时钟论文; 时间论文; 《电力设备》2017年第12期论文;