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基于电力通信传输网络优化设计研究


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评论(0)|2017-08-31|发布:孟浪 |收藏

  摘要:文章主要总结了电力通信传输网的重要性,在此基础上,探讨了电力通信传输网关键技术(MSTP技术),从而针对电力通信传输网的设计要点进行了分析,主要从网络结构、业务组网、保护方式和设备的选型等方面进行论述,以供大家参考。

  关键词:电力通信;组网设计;虚级联技术;设备选型
  引言:
  近年来,随着电力系统迅速发展和通信技术的不断创新,电力通信网的规模也不断扩大,而电网公司调度数据网和综合数据网也随之得到广泛的应用。在电力通信传输网承载的业务越来越丰富的情况下,电力通信传输网在电网安全运行中起到了关键性的作用。目前随着一些电力基建工程的建设数量的增多,电力通信传输网变得越来越完善,对传统的SDH传输网络带来了挑战。而通信传输网MSTP技术通过对各技术的融合,从中实现对数据、话音、图像等多业务支持的目标,在电力通信领域得到飞速发展。
  1 MSTP技术概述
  对目前来说,MSTP技术均已具备SDH的所有能力,基于SDH的多业务传送平台(MSTP)是对传统的SDH设备进行改进,在SDH帧格式中提供不同颗粒的多种业务、多种协议的接入、汇聚和传输能力,实现对城域网业务的汇聚,是目前电力通信传输网最主要的实现方式之一。
  1.1 虚级联技术
  虚级联将一个完整的的客户带宽分割开,将连续的带宽拆分为多个独立的VCs,各独立的VC分别传送,在接收侧重新组合。虚级联技术可将分布于不同STM-N的VC-n(同一路由和不同路由均可)按照级联的方法,形成一个虚拟的大结构(VC-n-Xv)进行传输,其中每个VC-n均具有独立的结构和相应的POH,具有完整的VC-n结构。虚级联传输见图1。
  1.2 MSTP的封装技术
  GFP(General Framing Procedure)是目前流行的一种比较标准的封装协议,它提供了一种把信号适配到传送网的通用方法。业务信号可以是协议数据单元PDU如以太网MAC帧,也可以是数据编码如GE用户信号。
  GFP既可以应用于传送电力通信传输网元如SDH,也可以应用于电力通信数据网元如交换机。当用于传送电力通信传输网元时,网元可以支持多种数据接口,若数据为PDU信号,则采用帧映射GFP-P方式,若数据为8B/10B编码信号,则采用透明映射GFP-T方式;当用于电力通信数据网元时,采用帧映射GFP-F方式。相对于PPP和LAPS,GFP协议更复杂一些,但其标准化程度更高,用途更广。
  1.3 链路容量调整技术
  LCAS(Link Capacity Adjustment Scheme链路容量调整方案)是一种非常基于虚级联技术的双方握手,传送层的信令协议,它主要包括以下两个方面:1)链路状态发生变化:LCAS对电力通信传输网成员进行检测,如果出现失效时,自动减小虚容器组的容量;如果检测到失效的成员修复后,则自动地增加。2)带宽配置发生变化:LCAS可根据实际电力通信业务带宽需求容量进行调整,调整不会影响用户的正常业务。
  2 电力通信传输网的优化设计
  2.1 MSTP的多层网络结构设计
  在电力通信传输网的网络设计中,网络的业务承载能力与可靠性是两大重要因素,根据电力通信SDH传输网络中业务需求的特点及业务流向,从网络的易于管理、运行的角度出发,做好网络结构分层的优化分析是必要的。
  本地传输网一般分为三层网络结构,即骨干层、和接入层,骨干层一般指的是地区骨干网,汇聚层一般指县市级的骨干网,三层网络结构的划分有利于清晰网络结构,避免骨干层节点过多,增加汇聚节点,便于接入层双节点接入,有利于分层管理。
  目前全国电力紧张,特别是沿海地区一些地区甚至遭受一周停三来四,停四来三的恶性停电,沿海地区每年还会遭受台风的袭击,因此如何防止节点失效给网络带来的安全隐患就切实地提上了议程。
  分层环形的电力通信传输网的资源利用率是与节点业务的流向,节点分类,分组划分的合理性密切相关的。本文研究的基于MSTP的电力通信传输网采用的是完全集中型的分层环网结构,见图2。
  从图3中,可以考察一个从A点到C的2M业务流。层间均是双节点互联。环内采用SDH单向通道保护环。可以看到,该业务流在每个层次的环内都占用了整个环路2M的带宽。如果仅考察从A到B,则相当于一个二层的架构。本文使用环网来构建核心层,汇聚层,接入层。因此,层间的互联也就是环间的互联。
  2.2 电力通信传输网的业务组网设计
  电力通信传输网承载的业务主要是实时业务。安全性和实时性要求较高。为保证QoS及安全可靠性,可考虑采用以太业务汇聚方式进行传输,将接入层各个站点信息汇聚到调度数据网的汇聚点,可配置为EPL/EVPL业务类型。通过VLAN标签的识别,不同VLAN的业务完全隔离,安全性高,同时可以使多条业务共享MAC端口或共享VCTURNK,节省端口资源和贷款资源。汇聚层调度数据网路由器之间的链接宜采用EPL点对点透传方式配置。
  电力通信传输网在接入层采用MSTP网络接入,在汇聚层利用宽带数据网传输。宽带数据网采用GE+MPLS技术进行组网。通过增加MPLS的封装,利用MPLS的标签对电力通信传输网数据进行再次区分,实现多点带宽动态共享和彼此数据隔离的需求。
  2.3 电力通信传输网的保护方式设计
  由于电力通信传输网的通信业务具有安全、可靠的特性,因此要求基础电力通信传输网具有很强的生存能力,一方面应采用完善的SDH网络的保护机制,另一方面应采取设备冗余配置的策略。电力通信传输网保护机制大致可以分为两类,即子网连接保护(SNCP、通道保护)和复用段保护(MSP),其中最典型的SNCP方式是二纤单向通道倒换。复用段保护又可分为线性复用段保护(MSP“1+1”)、二纤双向复用段共享环保护(2FMS-SPRING)、四纤双向复用段共享环保护(4FMS-SPRING)。
  由于电力通信传输网业务以汇聚性业务为主,因此建议采用SNCP网络通道保护,在两个相交环互通时,建议采用DNI双节点保护方式。
  2.4 电力通信传输网的设备选型
  在电力通信传输网中,MSTP设备应优先选用原有网络中已有的设备,尽量保持电力通信传输网的统一性和完整性,以便电力通信传输网的集中管理和集中维护。适当控制设备种类,减少后续的开发成本和运营维护成本。
  目前不同厂商的MSTP产品对数据业务的支持能力各有不同,在设备选型时应充分考虑MSTP产品对不同高层业务的支持方式以便于不同厂家设备的互联互通。同时,由于电力通信技术的迅速发展,要组建一个低成本而又有竞争力的电力通信传输网,在设备的选择上还应兼顾设备的兼容性。
  3 结语
  总之,电力通信传输网对电网安全运行提供保障,基于MSTP的SDH通信网络弥补了现有电力光纤通信网的众多不足,对MSTP电力通信传输网关键技术和设计要点进行探讨具有重要的研究意义。
  参考文献:
  [1]王慧卿,刘延江.浅谈MSTP技术[J].商品与质量,2010(04).
  [2]蔡德华.多业务传输平台MSTP发展趋势前瞻[J].科技创新导报,2010.

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