摘要：随着科学技术的日益发展，电力通信的光传输网也逐渐从核心、汇聚以及接入等传统层面，完成了向光传送网和分组传送网的转化，这种新型的传送网与传统层面相比，具有很大的技术优势。而现阶段，光传送网+分组传送网这一新型的双核心环组网模式逐渐兴起，为电力通信网的工作带来了更大的便利，本文主要研究该模式的关键技术。
关键词：电力通信网OTNPTN组网
随着科学技术的进步，我国电力系统的发展也越来越趋向智能化，而电力系统的智能化，在很大程度上取决于信息网的信息传达是否及时有效，因此，电力通信网的建设与应用对整个电力系统来说有着非常重大的意义。光传送网，英文全称Optical Transport Network，简称OTN；分组传送网，英文全称Packet Transport Network，简称PTN，而新的光传送网+分组传送网双核心环组网模式，即OTN+PTN联合组网模式，便是现阶段电力通信网最核心的技术。
一、OTN技术与PTN技术分析
OTN技术是一种全新的光传输技术，在实际通信网络构建环节中需要充分的考虑到光层和电层的体系构建。OTN的具体构建思想来源于SDH/SONET的技术基础。在WDM系统中引入SDH/SONET可运营特性，使得OTN技术具备了较大的网络容量和技术优势。在通信子网中，OTN技术能够通过ROADM进行全光处理。
PTN技术是一种基于分组和面向连接的一种分组传送技术，通过与网络模式实现直接连接，有效的降低业务的穿通成本，提高节点利用率和路由的管理效率。PTN技术采取了端到端、面向连接的技术，具有端到端的以太网业务保护和弹性带宽分配功能，明显优于传统的二层交换设备。
二、电力通信网OTN+PTN组网基础分析
电力通信网是电力系统从生产到管理再到销售的整个过程中都离不开的专用网络，根据不同电力公司所具有的不同特点，电力通信网所负责的业务范围也有所不同，主要包括生产电力调度方面的控制业务、电力相关信息的管理工作以及电力营销方面的业务等。电力通信网从结构上可以将大型网络分为核心、汇聚、接入等三个层面，OTN+PTN联合组网模式主要分为以下三种：
（1）OTN核心+PTN汇聚接入模式，该模式有利于提高设备利用率，但设备管理等方面难度较大，仅对汇聚层业务相对较少的网络比较有效；
（2）OTN核心汇聚+PTN接入汇聚模式，该模式可以增加网络的相对容量，但在配置方面比较复杂，对汇聚层业务中等的网络有效；
（3）OTN核心汇聚+PTN接入模式，该模式可以对系统容量有一个大幅度的提高，但成本也会相应增加，对汇聚层业务较大的网络有效。
三、电力通信网OTN+PTN组网保护机制
3.1OTN核心环的保护机制
OTN环网保护技术有单向光通道保护倒换UPSＲ、双向光通道共享保护倒换BPSＲ、光子网连接保护倒换、ODUk SPRing保护和OCh SPRing保护(又叫OWSP)等，其中后两种保护方式应用较为广泛。
ODUk SPRing保护属于共享式光通道保护，它通过占用两个不同的ODUk通道实现对所有节点间多条分布式业务的保护，保护通道在正常情况下可以传送低优先级的业务，适合均匀型的环网业务分布模式。ODUk Spring保护的业务配置灵活，其业务颗粒大小从ODU0至ODU2可选，用户可根据业务的不同需求选择是否配置保护，以满足不同业务差异化服务的需求。
OCh SPRing保护是波长级保护，它通过占用两个不同的波长实现对所有节点间波长相同业务的共享保护，其保护原理与ODUk SPRing相似。OCh SPRing保护的主要缺陷是“保护颗粒较大”，波长相同的众多业务、不管它们之间对可靠性要求的差异有多大，都会受到统一的保护，这在很大程度上降低了通道的利用率。与此同时，部署OCh SPRing保护机制的网络，其节点数量会受到很大限制，无法组建大型网络。
ODUk SPRing和OCh SPRing都采用共享保护方式，所有节点共用同一个保护“环”，因此同一区段在同一时间只能支持一条业务的保护倒换。
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3.2PTN汇聚环和接入环的保护机制
在《PTN设备技术要求》中建议了三种环网方案:无3环方案(G．8132)、半环方案和全环方案。其中，全环方案的业务转发和保护倒换均基于环通道，是真正意义上的环网保护。根据网络拓扑的不同，全环方案又分为单环保护、环相交保护、环相切保护等。图1所示的OTN+PTN电力通信网中，无论是PTN汇聚环还是PTN接入环都不存在环相交或环相切的情况，因此下面只讨论单环保护机制。PTN有Wrapping(环回)和Steering(源操控)两种单环保护方式，二者都引入了工作路径和保护路径的标签分配机制。
在Wrapping方式下，假设节点B和C之间发生故障，B、C两点通过环网互发APS请求。节点B发生倒换(B更靠近业务流的源节点)，将业务流标签由工作标签交换为保护标签，业务流沿环反向传送至节点C;节点C再将业务流标签由保护标签交换回工作标签，业务流由节点C正向流至目的节点，最终流出该环。
同样是节点B和C之间发生故障，在Steering方式下，B、C两点也是通过环网互发APS请求。源节点和目的节点分析APS请求后，能够确认以它们分别为源和目的的业务流将受到该故障影响。于是源节点发生倒换，给业务流分配保护标签，这使得业务流沿着与工作路径相反的方向传送至目的节点，最终流出环网。如果是节点失效，可等同于失效节点两侧的相邻链路同时失效。
四、电力通信OTN+PTN组网通信时间规划方案制定
在电力通信OTN+PTN组网通信规划中，对于通信时间的规划至关重要。目前，在电力通信系统中存在着比较成熟的组网通信时间规划方案，即1588v2时间同步方案，该方案研究时间比较长，在OTN+PTN组网中，为了保障规划方案的合理性，需要注意很多问题。
（1）对服务器的位置问题进行深入分析。需要将服务器的位置进行确定，将其安装在OTN核心环网中，使得时钟源还能够进一步收敛。
（2）在组网时间同步方案制定中，还需要分析出传输模式中的问题，具体的传输模式需要具有明确的边界和透明两种。在1588v2实践同步方案中，优先选用边界时钟模式，将误差减少。
（3）时钟方案中优先级的划分，为了在通信系统中避免出现上下层级网络之间出现错误，需要有效的减少路径环向现象。
（4）对系统可靠性的分析，一般情况下，1588v2时间同步方案，需要设置两套服务器或者是两条跟踪链，这样的系统设置能够有效的提升方案的可靠性
五、电力通信网OTN+PTN组网QoS策略
QcS，英文全称QualityofService，可译为网络服务质量。而在OTN+PTN组网模式中，QcS的实现主要依赖于PTN技术在OTN网络中的透明传输。QcS策略主要分为业务流区分与QcS模型实施两大部分，其中，业务流区分又被分为四类：其一，实时业务，主要分布于生产调度控制系统中，其服务等级为EF，宽带配置为PIR=CIR，队列调度为PQ，这类业务也被划分为一类业务；其二，其他实时业务，其服务等级为AF3，宽带配置为PIR>CIR，队列调度为WFQ，这类业务被划分为二类业务；其三，准实时业务，主要分布于生产调度控制系统中，其服务等级为AF2，宽带配置为PIR>CIR，队列调度与二类业务一样，为WFQ，这类业务被划分为三类业务；最后，是其他非实时业务，其服务等级为BE，宽带配置为PIR>CIR，无队列调度，这类业务被归为四类业务。而对于QcS模型而言，绝大多数厂商在PTN系统中设有V-UNI业务流、V-UNI、V-UNI组以及Port四个层次，但因难度较大等原因，目前还没有对QcS模型进行部署。
结论
OTN+PTN联合组网模式是顺应时代发展的未来电力通信模式，本文通过对OTN+PTN联合组网模式组网的基础模式、保护机制、同步方案以及QoS策略等方面的分析，为该模式的配置和应用指明方向。
参考文献
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论文作者:王健
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/16
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