PTN技术在河南电力传输网中的应用分析

杨 燚，盛 磊，孙 禹

(1.河南省电力公司信息通信公司，河南郑州450052;2.兰州铁路局兰州通信段，甘肃兰州730000)

河南省电力公司各地区通信传输网是地调信息汇集、业务传输的重要支撑平台。近年来随着国家电网公司“三集五大”体系建设及智能电网的发展，地县电网“调控合一”、信息系统全面覆盖，高清视频由国网开通至乡供电所等业务的深入开展带来数据业务的迅速增长，地区通信传输网络从网络结构(不能满足市县一体化需求)、传输容量(无法适应数据业务的飞速发展)及设备运行状况(部分型号设备停产、备品备件困难)方面都出现了不同程度的问题。

为解决以上问题，河南电力公司组织人员对相关通信技术进行深入分析，在详细比较了SDH/MSTP、分组传送网(Packet Transport Network，PTN)、路由器组网等相关技术的基础上，结合地区传输网建设现状，充分考虑投资效益比，最终得出采取SDH+PTN各自组网的方案对地区传输网进行改造的结论。

1 必要性分析

1.1 网络现状

河南电力地区传输网和县级传输网均始建于2000年前后，包含18个地市和107个县。地区传输网络已基本覆盖省公司资产的35 kV以上变电站，传输容量大多为155/622(Mbit/s)，部分地区已对主干网络进行了升级改造;部分地区采用诺基亚光传输网络，面临设备停产、备品备件不足等问题。

县级传输网始建于2000年前后，基本覆盖县公司资产的35 kV以上变电站。但各县公司通信网络建设水平参差不齐，相当多地区无法实现35 kV以上变电站光缆及光传输设备全覆盖;已建成的网络传输容量较低，存在SDH、PDH、载波、租用等多种形式，设备种类繁杂、设备运行状况较差;部分县公司存在一个县网多达5种设备的情况，组网能力极差。部分县公司目前仍采用2M电路转接或是租用公网的形式与地调联系。

1.2 带宽分析

近年来，地区传输网所承载的业务量迅猛增长，以河南某典型地区为例，对其2015年各断面业务需求带宽分析如表1所列，分析有TDM业务增长以调度数据网业务为主;IP业务增长以SG-ERP系统、高清视频会议系统、外网统一出口业务为主;站点业务增长以县公司、营业网点、供电所、110 kV和35 kV站点为主。

若所有业务系统投运，经选取河南地区规模最大与最小两个典型地区测算，两地区带宽增长3～6倍，IP业务占比增长20%以上，TDM业务占比降低20%以上，IP业务占业务总量的65%以上，两地区传输网带宽占用和需求统计表如表2所示，得出电网业务呈现IP数据化及快速增长趋势的结论。

表1 河南地区光传输网带宽需求测算表

表2 河南地区传输网带宽占用和需求统计表

1.3 传输网改造的必要性

针对地区传输网存在的问题，结合带宽需求，充分考虑投资效益比，地区电力传输网改造可以:

1)增强网络带宽承载能力，满足容量增长以及高清视频会议由国网公司开通至县乡供电所的需要;

2)增强网络多业务接入能力，满足TDM业务稳步增长和IP业务快速增长需要;

3)增强通信网络容灾能力，满足地县备调建设需要;

4)增强市县互联能力，满足市县一体化、信息化建设需要;

5)完善网络结构，消除安全隐患，提高网络安全可靠性和承载效率。以太网接口，以适应IP业务的接入，即SDH/MSTP技术;二是建立一种基于包交换内核的传输技术，即OTN和PTN 技术［1］。

PTN是面向分组的光传输技术，其技术优势有:承载IP业务的高效性;电信级运营，设备及网络的高可靠性;端到端的业务配置能力;与SDH一致的OAM能力;高精度的时钟同步;更低的建设和运维成本［2］。随着业务IP化进程的加快，从技术演进、承载效率、建设成本、维护管理、应用前景等方面综合考虑，PTN技术承载IP业务方面综合性价比优于MSTP技术［3］。综上分析，河南地区电力传输网改造方案选用PTN技术可以解决目前数据业务激增的问题。

2 技术选择

针对IP业务的迅猛增长，传输技术不断地发展变化，以适应IP化带来的挑战。目前传输技术对IP化的应对存在两种发展路线:一是在传统SDH技术的基础上，增加

3 河南地区电力传输网改造方案

3.1 方案优势分析

针对地区网的改造方案是尽量维持原有SDH网络，并在此基础上新建一张PTN网络，用于承载日益增长的数据业务［4］。本方案具有明显优势:一是既能保证TDM业务的可靠传输，又适应了数据业务发展的需求;二是对数据业务的承载更加高效，并且具备远期扩容能力，可达40 Gbit/s;三是随着PTN网络在公网和电力系统更大规模的建设，其设备成本会进一步下降;四是可在PTN平台开展软交换业务，节省大量的PCM设备投资，技术方案优势分析如表3所示。

表3 技术方案优势

3.2 覆盖范围

维持现有SDH网络，网络覆盖到3 kV及以上变电站，本期对老旧、停产设备进行更换，并优化网络拓扑［5］。各地区新建PTN网络，覆盖到地市公司、县公司、110 kV及以上变电站、分局、乡所及营业网点，根据网络规模可采用分层组网的形式，网络建设拓扑如图1所示。

3.3 承载业务

原有SDH网络用于承载Ⅰ、Ⅱ区业务，包括调度电话、调度自动化数据、电能量计费、保护故障管理、通信监控、线路继电保护信息等。新建PTN网络用于承载Ⅲ、Ⅳ区业务，包括行政电话、会议电视、GIS系统、生产指挥系统、PMIS、OMIS、变电站视频监控、电力市场运营、雷电监测系统、气象卫星云图系统、办公自动化、营销管理系统等。

4 远景展望

远期随着电力数据业务的进一步发展及运行管理模式的转变，将形成省-市-县-乡一体化传输平台的格局，PTN网络向上可与拟建的OTN网络构建统一传输平台，向下可与在建的EPON网络互联互通，形成全省OTN+PTN和PTN+EPON网络，进一步解决全省范围内海量数据业务的传输需求，充分满足“三集五大”及“调控一体化”的信息传输需求。

图1 PTN网络建设拓扑图

5 结束语

随着坚强智能电网和“三集五大”体系建设的加快，通信带宽需求和IP化业务增长与地区传输网络发展滞后的矛盾日益突出，PTN技术在河南公司地区传输网络试点应用为解决支撑“三集五大”各业务系统瓶颈和高清会议电视通至供电所具有典型示范意义，并为开展传输网新技术在电力系统的适用性研究提供了实验依据，对电力传输网络技术体制发展具有前瞻性作用。

［1］唐帮云.中国移动本地传送网PTN+OTN联合组网思路［J］.通信与信息技术，2012，25(2):41-43.

［2］王前柱.传送网技术发展分析［J］.信息与电脑:理论版，2012，3(3):92-93.

［3］王琨.PTN技术在电力通信网中的应用［J］.数字通信世界，2012，10(3):53-55.

［4］冯宝，李洋，刘文贵.电力通信网中MSTP向PTN平滑演进的研究［J］.电力系统通信，2012，7(1):24-25.

［5］阜艳，余君.PTN技术应用探讨及网络规划方法［J］.科技信息，2012，5(9):106-107.