PTN在未来榆林电力通信中的应用探讨论文_张胜江

（榆阳电力设计院 陕西榆林 719000）

摘要：随着榆林地电电力信息化建设的发展以及电力调度自动化水平的提高，电力系统对电力通信通道的要求也越来越高。本文站在规划的角度分析PTN设备在未来榆林电力通信网中如何布点。

关键词：PTN；电力通信网；IP传输；榆林数据网

1、前言：

在传统的SDH通信传输体系中，基于2M的是以固定的电路时隙复用和交换的方式实现业务传送的，但是这种基于2M复用技术使其在承载IP分组业务时效率较低、配置复杂，并且不够灵活性。为了实现对业务的高效承载，有必要通过PTN设备在现有的电力通信网中建设第二个多业务传输平台以满足新的业务的开展。

2 榆林通信网现状

陕西榆林电力传输网以调度大楼、110kV鱼河变、110kV南郊变、110kV西沙变为分界，分为北线华为传输网络，和西南部NEC传输网。

在北部网中已经形成一个2.5G环网和622M环网，在南部网中也初步形成了2张622M环网。具体拓扑图如下。

图1 北部环拓扑结构图

3、PTN技术简介：

PTN是以分组交换为核心，是一种以IP化为导向的传输技术。其本质是基于分组的路由架构，能够提供多业务技术支持。

在利用分组交换核心提供QOS业务并实现高效传送，并且具备了良好的、精准的同步性能和网络级的保护特性，可广泛地适用于承载以太网、视频、变电站上网、生产管理等多种数据业务。

图2 南部环拓扑结构图

4、未来榆林PTN网络需求分析和组网方式

4.1：未来榆林电力数据网络承载的业务将呈现以下特点

1）业务范围更加广泛。调度系统、96789系统、营销自动化系统、生产管理系统、配网自动化系统、GIS系统、变电站视频监控系统等大批以电网信息化、自动化的新业务必然要通过现有的通信系统联网，这将使得未来的数据网承载业务更加广泛。

2）带宽需求迅速增长。随着各级变电站业务需求的增加，如视频监控、电量、故障录波组网、稳控等业务的增加，使得其对带宽的需求量大幅度的增加。这就需要大量的带宽为这些业务提供有力的支撑，实现电力系统生产各个环节的安全连接，而IP类业务越来越多且发展势头强劲。

4.2：单个110KV变电站至地调中心传输容量需求

下面基于业务断面的通信网带宽预测需求分析方法，对单个110KV变电站传输容量需求进行分析。

表2 单个110KV变电站至地调中心传输容量需求

4）单个区域业务中心接入地调中心的带宽需求：

表3 单个区域业务中心至地调中心传输容量需求

按照上述业务配置原则，榆林电力地调中心所辖范围内的110kV变电站为88个，考虑到未来若干年的发展，计算数据流量带宽时以106个110kV站点数来计算；榆林电力所辖区域业务中心数量为13个，每个区域业务中心依据不同的情况配置1～2个核心站点，总体合计按13个核心站点计算。依据不同的情况配置3～4个核心环网，总体合计按3～4个核心环网计算。这样带宽总容量需求将达到：

[96M*13（核心站点数）+63.95 *106（110kV站点数）]*2（容灾保护因子）*1.5（冗余因子）≈20.37G。

因此榆林电力数据核心骨干网宜采用10GE技术，最终建设3～4个链路带宽为10GE的环网。

4.3：PTN网络层次规划

1）核心层

由地调中心和3～4个核心环网的PTN站点构成，由前面的带宽需求计算可知，网络带宽总需求约27.3G，因此核心层规划2或3个环网，每个环网按照10G线路容量进行设计，这样可对核心层的流量进行分流，并且形成多种业务保护路径，提高系统抗多点故障的能力。核心层使用10GE速率等级的PTN设备，核心层的中心站点（如调度大楼站点）作为所有流量的最终承受和汇聚站点，建议使用大容量PTN设备，PTN设备交换容量要求≥160G；满足未来业务发展需求。

2）骨干汇聚层

汇聚层由区域内110kV变电站和分局构成，是多台接入层设备的汇聚点。采用PTN设备提供10GE带宽配置网络，分区域形成环网，处理来自接入层设备的所有通信数据，并提供到核心层的上行链路。

由9个110kV变电站的PTN站点构成，可根据实际网络拓扑和光缆分布情况分别组建若干个汇聚层环网，每个环网按照10G线路容量进行设计，可对接入层的业务进行汇聚，并为将来网络的扩容、新业务的承载充分的预留带宽。建议使用中等容量的PTN设备，PTN设备交换容量要求≥80G。

3）接入层

接入层以县调和市郊110kV构成，采用PTN设备提供GE速率带宽配置网络，并具备平滑扩容到10GE速率带宽能力；并为将来网络的扩容、新业务的承载充分的预留带宽。建议使用小容量的PTN设备，PTN设备交换容量要求≥6G。

4.4：榆林电力PTN网络方案

参考榆林地区光纤通信组织图，结合上文中对带宽需求的预测，现选取下列站点作为本次PTN设备的部署站点。

核心站点：调度大楼；

骨干汇聚站点：鱼河变、东坑变、殿市变、绥德变、西沙变、铧山变、新民变、锦界变、红山变（共9个）。

下文对以上站点的拓扑规划提供了2个方案，以供选择。

方案一：

核心站点调度大楼部署两台核心层PTN设备，两者互为主备，分别都通过GE口（或10GE口）连接核心路由器，构成双上联的物理拓扑结构，从而提高整个网络的生存性和可靠性，同时也为PTN节点设置各种网络保护方案提供条件。

在骨干汇聚层的拓扑规划中，按照“尽可能使PTN节点成环”基本设计原则，同时考虑到现有光纤资源、物理站点的分布以及站点间的距离等因素，将站点：调度大楼2、鱼河变、西沙变、铧山变、锦界变、红山变，所部署的PTN设备组建一个10GE的PTN环网。将站点：东坑变、殿市变、绥德变、鱼河变，所部署的PTN设备以链型10GE链路的相互连接。

图-1榆林PTN网络拓扑规划图—方案一

出于对网络安全性和可靠性的考虑，在方案二中，在调度大楼配置了两套PTN设备（调度大楼1和调度大楼2），这两套PTN设备在网络结构上互为保护。在鱼河变也配置了两套套PTN设备，即鱼河变1和鱼河变2。其中，鱼河变1、西沙变、铧山变、锦届变和红山变与调度大楼2直接构成PTN保护环（骨干环1）；另外为了提高网络的健壮性，将站点鱼河变1、鱼河变2、绥德变所部属的PTN也构成一个10GE的PTN保护环（骨干环2），然后通过一条10GE链路将鱼河变2与调度大楼1链接起来。这样一来，核心节点与骨干节点之间一共有3条链路相链接，整个网络的安全性和可靠性有较强的保障，使得整个网络具有较强的网络生存能力。

此外东坑变、殿市变通过支线与鱼河2相连接，新民变通过支线与铧山变相连接。为了增强支线链路的可靠性，这两条支线链路全部采用10GE 1：1线路保护方式进行保护。

5、总结

在榆林电网大发展、大数据、大建设的发展背景下，榆林电网对通信通道已经开始呈现出IP化的发展趋势。PTN作为传输与分组技术的新技术，其IP业务的优势非常明显。相信在不远的将来，电力通信网建设中PTN将会扮演越来越重要的角色。

参考文献：

[1]彭波涛．PTN技术在电力通信网中的应用探讨．电力技术，2010.

[2]汪黔疆．PTN在电力通信网中的应用分析．数字通信世界，2012.

论文作者:张胜江

论文发表刊物:《河南电力》2018年1期

论文发表时间:2018/5/9

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