张兵
国网山东省电力公司冠县供电公司 山东 聊城 252500
摘要：随着我国电力信息化建设进程的推进以及电力调度自动化水平的不断提高，电力系统对通信网的要求也越来越高。传统的SDH/MSTP传输体系由于其基于TDM内核的通道复用技术制约电力通信网向IP化、宽带化、业务多元化的方向发展，而基于IP的PTN技术正好迎合了电力通信网发展的新需求。PTN技术在电力通信网中逐渐取代MSTP成为新一代主流传输技术将成为一种趋势。
关键词：PTN；电力通信网；应用
引言：电力通信网正在不断地向前发展，电信技术的主导业务已经IP化，这是一个融合的统一平台，而电信技术的发展为这个平台提供了多元化的信息。我国的城域网在业务发展上各自承载了不同的业务，导致运营成本无法降低，所以要采用更加灵活和低成本的技术来达到全业务的统一承载，而PTN技术作为分组传送网正适合了通信网的发展趋势，有利于网络的扩展和维护，有利于电力信息建设的发展。
1.电力通信网现状
当前电力通信网在发展中遇到的困难主要有以下几个方面:①生存性。环网为当前电力传输的主体，在传输方式上以链加环的方式进行，因此不能解决多次故障问题，考虑到现代电网超可靠性与高效性方向发展，因此必须做出改进。②带宽。现代电网的信息传输量较大，而实际传输线路不能达到信息传输的要求使得智能电网终端与智能化测量受到很大的阻碍。③业务多样化。随着社会的发展，电网业务数量也在逐渐增加，要求业务多样化与IP业务实现的需求不断加深。④集成优化能力。现有的网络系统由于是分段、分层建设，因此集成化较小，为统一管理带来困难，并且不利于通信网的更新与维护。
2.PTN技术的简介
所谓PTN，即为分组传输网（PacketTransportNetwork），是针对流量统计复用传送及分组业务流量所具有的突发性而设置，主要是在底层光传输介质与IP业务之间设计一个层面，其内核为分组，主要功能在于承载多项业务。通常PTN技术主要是将传送网、IP/MPLS和以太网等几种技术结合形成。
2.1 PTN技术的主要特点
①基于连接的技术形式。通常情况下，对于业务的电信要求，PTN技术主要使用基于连接的技术形式。对不同的业务进行优先级划分，对带宽进行管理，识别出各类用户，高QoS并进行区分管理。此种连接管理相对灵活，和原有电路连接的形式比较其管理模式更为丰富。②管理的能力（QAM）更为丰富。PTN技术中最主要的特点在于其端到端之间的QAM管理能力，该技术不仅有着环回及连接管理等手段，能够满足传统的分组设备相关的要求，此外还要强化丢包率、时延测量等方面的性能管理，以满足电信级的应用要求，同时还有着TCM的监视特点。③网络的保护快速。通常PTN技术有着环网保护和线性保护的特点，能够在较短的时间内保证连接通道中的点对点保护倒换。
2.2 PTN技术的优势
①较强的生存性。所谓生存性主要是指借助保护倒换技术及恢复技术，即基于传送平面和基于控制平面来实现，其属于分组传送网中最重要的特征。所谓保护倒换技术，其基于传送平面，包括环网保护以及路径保护。②时钟同步。对于分组业务而言，其组网需求之一便是分组时钟同步，主要指的是频率同步及时间同步。其主要实现形式是同步以太网。③业务的支持能力。所谓PTN技术内核主要采用通用分组交换形式，能够满足数据业务的先关要求，而且具有端到端的伪线仿真技术，即PWE3技术，能够兼容传统的电路型服务，此外支持电路型各项业务。值得一提的是，PTN技术主要借助QoS机制及DiffServ相结合的手段，以达到端到端之间QoS技术，从而支持更加丰富的服务类型，保证其业务支持能力的增强。④互通互联。PIN技术所涉及的分组承载问题是针对数据传送的。
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3.PTN技术特点
3.1全业务承载能力
随着进入ALLIP时代，解决少量TDM业务传送，必须使用电路仿真，PTN就是通过PWE3边缘到边缘的伪线仿真技术和LSP弹性分组管道实现对传统业务的承载。PWE3是一种二层承载技术，对ATM异步转移模式、以太网、低速TDM时分复用等电路业务进行封装适配，通过隧道，在PTN网络中进行透明传送。PWE3类似SDH的低阶通道保护，LSP类似SDH的高阶通道保护。
3.2通用分组交叉能力
一般来说，PTN技术需要采用统一的通用交换平台，其有效的分离了业务处理及业务交换，简化应用网络，将数据、电路及光层传送等功能融于一体，实现分组交叉和对各种业务的统计复用。
3.3 QoS能力
在电力通信系统运行过程中，PTN技术采用DiffServ区分服务的QoS机制，将数据流分为三大类：EF优先转发、AF保证转发、BE尽力而为。通常将语音等对时延敏感的业务划分为EF类，需要严格保证其带宽；而对时延不敏感的业务如信息内网划分到AF类；对时延和带宽无特殊要求的业务，如信息外网划分为BE类。PTN对业务提供具有针对性的QoS，满足差异化需求，并对带宽进行按需分配。这种灵活地面向连接管理可以提供比传统电路连接更丰富的管理模式，给业务提供更多的接入选择，带宽的统计复用能力比基于电路的性价比更高。
3.4网络安全性、强大的OAM能力、保护机制
在电网通信系统运行的过程中，PTN技术提供了鉴权认证、防重发攻击、消息完整性验证和私密性机制等安全机制保证业务、网管的安全性。PTN还定义了功能强大的OAM机制，促进网络中的每个层面传送的实体，其中包括客户、运营商、业务提供商均可执行故障的检测、定位及性能检测方面的任务，了解该层收发的信息完整性以及通道情况，能够达到和SDH类似的OAM功能，实现对网络故障的迅速诊断和定位，最终提高网络的可用性及业务的服务质量。PTN提供了完善的分层保护方式，有1+1和1：1的路径保护及环网保护，1+1和1：1两种路径类型，与SDH网络中的1+1和1：1保护类似。
3.5同步技术
PTN同步系统是时钟（频率）同步系统和时间同步系统的融合，时钟同步系统包括物理层同步和1588v2报文同步两种方案。IEEE1588v2时钟标准已经建立，包括OC/BC/TC模式，10GE/GE/FE/PPS+TOD时钟接口，满足灵活组网的要求。同步以太网技术可以很好地支持频率同步，通过以太网物理层实现同步，实现方式类似于传统的SDH网络。
4.PTN技术在电力通信中的应用
4.1建设初期。
此时PTN技术主要是基于原有的MSTP网络，在此基础上根据实际新增的业务引人新的接人层，实现通信业务IP化方向发展。PTN技术在原有的SDH设备的基础上，为通信业务FE、EI等提供业务支持，这种MSTP与PTN混合的组网模式，使得PTN技术需要不断兼顾其他设备的功能，因此会削弱其传输能力，不能将网络IP化传输效率提升到技术设计的标准上。这个缺点也为PTN技术的完善与建设提供可靠的保证，印证了之后PTN技术在通信网中的广泛应用。
4.2建设中期。
随着电力通信网的持续发展，新增的IP业务数量在逐渐增多，许多传统业务被搁置或者取代，因此PTN技术得到快速的发展，为了保证业务更快更有效地接人，在我国通信技术较发达的地区，单独使用PTN技术，并
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且部分地区也逐渐将原有的MSTP网络升级到以PTN技术为基础的GE接人方式，实现了更强大的接人功能。
4.3建设成熟期。
这一时期是PTN技术整体运用与实现的阶段，具体业务上也全部实现了TP业务的建立，为各业务信息的分组与传输提供保证，完善了网络维护并提高网络的运行效率。线性保护具体包含两种保护模式:一是1+l保护模式;二是1:1保护模式。而环网保护则实现了节点与链路的故障保护，支持单环保护及相交环的保护，对整个网络的安全有重要意义，确保电力通信网始终处于安全的环境中。
5.结语
电力通信网的不断发展，必然涉及到网络技术的优化与改进，以满足电力通信业务的需求，因此实现通信业务IP化势在必行。PTN技术结合分组技术与传输技术，其强大的IP业务承载能力必然在未来得到更大的关注与更有效的开发。
参考文献
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[4]陈威.IEEE1588v2时间同步技术在电力通信网中的应用[J].电力信息与通信技术，2014，12（7）：131~135.
论文作者:张兵
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/14
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