PTN技術(shù)在智能電網(wǎng)通信承載網(wǎng)中的應(yīng)用前景探討

PTN技術(shù)產(chǎn)生的背景：

業(yè)務(wù)的IP化是電信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)。目前，IP化趨勢(shì)在運(yùn)營(yíng)商和行業(yè)用戶中都已經(jīng)非常明顯。隨著業(yè)務(wù)的IP化，原有的為TDM而量身打造的SDH傳輸技術(shù)慢慢暴露出它對(duì)于IP業(yè)務(wù)傳送效率低的缺點(diǎn)。但是相比于數(shù)據(jù)技術(shù)，SDH本身還是有它獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)，比如它強(qiáng)大的OAM能力，端到端的業(yè)務(wù)配置以及保護(hù)，基于圖形化界面的網(wǎng)管等等。有沒(méi)有一種技術(shù)既能繼承SDH的優(yōu)點(diǎn)又能提高對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳送效率和處理能力呢？于是PTN（Packet Transport Network）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生了。

應(yīng)該說(shuō)，PTN技術(shù)是IP／MPLS、以太網(wǎng)技術(shù)和傳送技術(shù)3種技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。順應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)的IP化、智能化、寬帶化、扁平化的發(fā)展趨勢(shì)。以分組業(yè)務(wù)為核心、以提高傳送效率的方式拓展有效帶寬、支持統(tǒng)一的多業(yè)務(wù)接入承載，保持了適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特性；分組交換、統(tǒng)計(jì)復(fù)用、采用面向連接的標(biāo)簽交換、分組QoS機(jī)制、靈活動(dòng)態(tài)的控制面等；繼承了SDH傳送網(wǎng)的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)；豐富的操作維護(hù)、良好的同步性能、完善的保護(hù)倒換和恢復(fù)、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理等；由于其是針對(duì)分組業(yè)務(wù)流量的突發(fā)性和統(tǒng)計(jì)復(fù)用傳送的要求而設(shè)計(jì)。所以具有更低的總體使用成本。

PTN技術(shù)的特點(diǎn)：

1、全業(yè)務(wù)承載能力

PTN采用通用分組交換內(nèi)核，不僅提供了對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的適應(yīng)性，還通過(guò)采用端到端偽線仿真(PWE3，Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge)技術(shù)提供了對(duì)原有電路型服務(wù)的后向兼容性，使得在滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的同時(shí)，還可以支持傳統(tǒng)的電路型業(yè)務(wù)。同時(shí)，N使用區(qū)分服務(wù)(DiffServ)+流量工程的QoS機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了端到端的QoS，提供了對(duì)各種類型業(yè)務(wù)的支持能力。

2、可靠性

PTN的可靠性是分組傳送網(wǎng)的另一個(gè)主要特征．主要由基于傳送平面的保護(hù)倒換技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)?；趥魉推矫娴谋Ｗo(hù)技術(shù)有路徑保護(hù)、環(huán)網(wǎng)保護(hù)。保護(hù)倒換機(jī)制能夠?qū)崿F(xiàn)與SDH相同的<50 ms的保護(hù)效果。

3、安全性

PTN技術(shù)通過(guò)LSP和PW標(biāo)簽的隔離來(lái)區(qū)分業(yè)務(wù)，這種隔離方式類似于SDH的時(shí)隙隔離，具有底層的高隔離度。同時(shí)，PTN產(chǎn)品又增加了如協(xié)議加密、用戶接入認(rèn)證、數(shù)據(jù)庫(kù)加密、防病毒、防DOS攻擊等多種提高安全性的功能。最大程度上保障了系統(tǒng)的安全性。

4、圖形化界面網(wǎng)管

PTN技術(shù)繼承了傳統(tǒng)SDH技術(shù)的基于圖形化界面的網(wǎng)管，并且能夠做到于現(xiàn)網(wǎng)傳輸設(shè)備做到統(tǒng)一管理，保持了用戶的傳輸產(chǎn)品運(yùn)維體驗(yàn)。

5、完善的OAM特性

PTN技術(shù)繼承了SDH技術(shù)的層網(wǎng)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)大的OAM特性，PTN網(wǎng)絡(luò)采用縱向分域、橫向分層的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，把網(wǎng)絡(luò)在邏輯上分成了媒質(zhì)層、段層、隧道層、偽線層。每個(gè)層次都有相應(yīng)的OAM功能。

6、時(shí)間同步

PTN技術(shù)在繼承了SDH時(shí)鐘同步的基礎(chǔ)上，通過(guò)同步以太網(wǎng)協(xié)議和1588V2協(xié)議實(shí)現(xiàn)了時(shí)間同步信息的傳送。對(duì)于需要時(shí)間同步功能的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，采用PTN網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)就可以在傳輸層面進(jìn)行時(shí)間同步信息的傳送。

電力系統(tǒng)內(nèi)外應(yīng)用情況

1、運(yùn)營(yíng)商應(yīng)用情況

中國(guó)移動(dòng)從2007年左右，開始關(guān)注PTN技術(shù)，2008年7月～2009年5月對(duì)PTN進(jìn)行了3個(gè)階段的測(cè)試：第1階段，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行多種技術(shù)形態(tài)解決方案的分析對(duì)比測(cè)試；第2階段，在多個(gè)省實(shí)驗(yàn)網(wǎng)組織進(jìn)行大規(guī)模模擬真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的性能測(cè)試和技術(shù)可行性分析；第3階段，現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試，結(jié)合TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)組建端到端傳送承載網(wǎng)絡(luò)，對(duì)業(yè)務(wù)性能和設(shè)備接口進(jìn)行互通性測(cè)試和評(píng)估

2009年6月。中國(guó)移動(dòng)開始向地方公司征集PTN建設(shè)意見；2009年10月，在經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)室、模擬業(yè)務(wù)加載和現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試3個(gè)階段之后，中國(guó)移動(dòng)正式發(fā)布了PTN集采技術(shù)標(biāo)書，率先拉開了PTN國(guó)內(nèi)規(guī)模商用的序幕。在此后的2010年和2011年，中國(guó)移動(dòng)又進(jìn)行了2次PTN 大規(guī)模集采。目前中國(guó)移動(dòng)在全國(guó)各省市已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了PTN的大規(guī)模部署。在中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信，PTN也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的試商用。

2、系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用情況

國(guó)網(wǎng)信息通信有限公司從2008年左右開始關(guān)注PTN，當(dāng)年年底提交一份名為《分組傳送網(wǎng)(PTN)一信息通信基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)融合演進(jìn)的發(fā)展趨勢(shì)》2009年，國(guó)網(wǎng)信息通信有限公司第1個(gè)使用PTN設(shè)備的項(xiàng)目一國(guó)網(wǎng)北京光環(huán)網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)擴(kuò)容改造工程(簡(jiǎn)稱“兩網(wǎng)擴(kuò)建工程”)完成招標(biāo)，并于2010年1月完成廠驗(yàn)工作。2010年，山東電力集團(tuán)公司在全省10個(gè)地市開展了PTN本地網(wǎng)的建設(shè)，目前已經(jīng)建設(shè)完成并且投入使用。山東電力是目前整個(gè)國(guó)網(wǎng)唯一一個(gè)實(shí)現(xiàn)PTN網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模部署的省公司。

PTN應(yīng)用于電力通信系統(tǒng)的展望

1、多業(yè)務(wù)的統(tǒng)一承載

由于PTN所具備的端到端偽線仿真技術(shù)和區(qū)分服務(wù)機(jī)制，對(duì)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行分類，保證了在網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)上高優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)能夠得到優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)針對(duì)每一業(yè)務(wù)流的QoS保證。

例如：對(duì)于傳統(tǒng)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，可以采用端到端偽線仿真技術(shù)提供支持：對(duì)于線路繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)?？梢酝ㄟ^(guò)設(shè)置高優(yōu)先級(jí)和預(yù)先分配足夠帶寬來(lái)保證其時(shí)延：對(duì)于故障錄波數(shù)據(jù)、故障測(cè)距等信息，可以通過(guò)設(shè)置適當(dāng)優(yōu)先級(jí)和預(yù)先分配合理帶寬來(lái)提供服務(wù)：而對(duì)于無(wú)特殊需求的一般性業(yè)務(wù)．則只需為其設(shè)置較低優(yōu)先級(jí)和適當(dāng)帶寬。

PTN技術(shù)在電力行業(yè)應(yīng)用初級(jí)階段，可以用PTN網(wǎng)絡(luò)承載實(shí)時(shí)性要求不高的綜合信息網(wǎng)業(yè)務(wù)，不承載時(shí)延敏感的保護(hù)等調(diào)度信息網(wǎng)業(yè)務(wù)。后續(xù)隨著運(yùn)維人員對(duì)PTN 技術(shù)的熟悉和對(duì)PTN網(wǎng)絡(luò)時(shí)延抖動(dòng)等性能的充分驗(yàn)證后可以考慮把調(diào)度網(wǎng)上的業(yè)務(wù)割接到PTN網(wǎng)絡(luò)上承載。

2、時(shí)間同步

由于TD-SCDMA對(duì)時(shí)間同步的要求，中國(guó)移動(dòng)3G基站普遍采用美國(guó)GPS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步，出于施工 、成本及系統(tǒng)安全的考慮。從2008年3月開始，中國(guó)移動(dòng)啟動(dòng)了“GPS替代方案”技術(shù)創(chuàng)新工作。一方面利用我國(guó)自主發(fā)射的北斗衛(wèi)星作為時(shí)間信號(hào)源，一方面通過(guò)有線傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送精確時(shí)間同步信號(hào)，最終從時(shí)間信號(hào)的來(lái)源和傳輸2個(gè)方面相結(jié)合．徹底擺脫對(duì)GPS的依賴。

目前，變電站內(nèi)已廣泛使用GPS系統(tǒng)對(duì)時(shí)，為站內(nèi)需授時(shí)的設(shè)備(如測(cè)控裝置、保護(hù)裝置等)提供時(shí)間基準(zhǔn)，電力系統(tǒng)同樣存在對(duì)GPS的依賴問(wèn)題。PTN的產(chǎn)生為電力行業(yè)的GPS替代，從而提高電力行業(yè)的時(shí)間同步網(wǎng)絡(luò)安全性提出了一個(gè)新的思路。

3、通信網(wǎng)絡(luò)中的位置

由于PTN所能提供的最大速率網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口只有10 GE接口。其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在小顆粒業(yè)務(wù)的靈活接人、匯聚收斂和統(tǒng)計(jì)復(fù)用上，若以其組建骨干層以上網(wǎng)絡(luò)則可能無(wú)法滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)帶寬高速增長(zhǎng)的需求，因此，運(yùn)營(yíng)商一般將PTN定位于匯聚層。由PTN組建地市和縣級(jí)或到變電站的網(wǎng)絡(luò)，提供全業(yè)務(wù)的匯聚或接人網(wǎng)絡(luò)，而由PON組建配電和入戶網(wǎng)絡(luò)，提供密集的多點(diǎn)接入能力。從另一個(gè)角度來(lái)講，對(duì)于輸電網(wǎng)，OTN適合作為骨干層。而PTN可以作為匯聚層和接人層：對(duì)于配電網(wǎng)，PTN可以作為骨干層和匯聚層，而用PON作為接入層。當(dāng)然，如果沒(méi)有帶寬的大容量需要，也可以將PTN作為輸電網(wǎng)的骨干層。

結(jié)束語(yǔ)

隨著PTN技術(shù)的逐漸成熟和設(shè)備的規(guī)模部署， 可以預(yù)見，未來(lái)電力行業(yè)PTN逐步取代現(xiàn)有MSTP網(wǎng)絡(luò)已成大勢(shì)所趨。如何借鑒通信運(yùn)營(yíng)商研究成果，加強(qiáng)PTN試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)，研究解決電力通信發(fā)展中的問(wèn)題，讓信息通信技術(shù)的發(fā)展更好地服務(wù)智能電網(wǎng)，應(yīng)該成為我們當(dāng)前的一個(gè)重要課題。