PTN通信系統(tǒng)的通道隔離度分析

李沛然

【摘要】 隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，與配網(wǎng)生產(chǎn)、管理相關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，其業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)呈增長(zhǎng)的趨勢(shì)。在滿足多種業(yè)務(wù)的通信支撐，使得各項(xiàng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在安全性、保密性以及實(shí)時(shí)性的前提下，提升電網(wǎng)自動(dòng)化、集抄以及負(fù)控業(yè)務(wù)要求。本文基于MPLS-TP的PTN技術(shù)的特性以及該通信系統(tǒng)的通道隔離度機(jī)制，最終以網(wǎng)絡(luò)搭建試驗(yàn)為平臺(tái)，驗(yàn)證了PTN網(wǎng)絡(luò)在通道隔離度的具體性能，實(shí)現(xiàn)了不同通道之間的有效隔離，滿足了當(dāng)前多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要求。

【關(guān)鍵詞】 PTN 通信系統(tǒng) 通道 隔離度

PTN通信系統(tǒng)是新一代基于分組技術(shù)的、面向連接的多業(yè)務(wù)傳送技術(shù)，該技術(shù)自身的先進(jìn)性和多功能性，不僅可以提供配網(wǎng)通信業(yè)務(wù)的電信級(jí)可靠傳輸，而且該通信系統(tǒng)基于MPLS和PWE3技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了不同通道之間的有效隔離，為進(jìn)一步滿足智能電網(wǎng)多業(yè)務(wù)要求提供了可靠、安全的綜合傳輸平臺(tái)，從而提升了通信系統(tǒng)運(yùn)行效率，推動(dòng)了現(xiàn)代化電網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。

一、PTN通信系統(tǒng)分析

PTN通信系統(tǒng)具有多功能性：

（1）在OAM方面，PTN的OAN機(jī)制實(shí)現(xiàn)類似SDH豐富開銷的能力，同時(shí)支持GM-PLS/ASON控制平面技術(shù)，能夠?qū)?shù)據(jù)平面與控制平面分離出來(lái)；

（2）在生存性方面：MPLS-TP能夠在缺乏con-trol- plane的情況下，通過(guò)OAM監(jiān)視LSP和PW，對(duì)PW進(jìn)行初始化。

（3）在同步方面：該通信系統(tǒng)在支持同步以太網(wǎng)和1588v2，以太網(wǎng)是用來(lái)提供頻率同步，15882v能夠同時(shí)提供頻率和時(shí)鐘的同步?，F(xiàn)階段，配網(wǎng)終端以主站的時(shí)間同步由通信包包所攜帶的時(shí)間戳具體實(shí)現(xiàn)，但不能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的時(shí)間同步，因此，1588協(xié)議滿足了其缺陷，實(shí)現(xiàn)了配電主站與配電終端之間的時(shí)間同步問(wèn)題。

（4）在接口適應(yīng)性方面，PTN通信設(shè)備支持多數(shù)據(jù)接口及時(shí)鐘接口，同時(shí)支持主流通信協(xié)議，有助于不同種類設(shè)備之間信息的交互。

二、PTN通信系統(tǒng)的通道隔離機(jī)制

通信系統(tǒng)中的PTN，它屬于一種寬帶共享交換技術(shù)，不僅滿足了電信級(jí)的通信服務(wù)，而且實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中不同業(yè)務(wù)通道之間的隔離。筆者通過(guò)自身多年實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，歸納并總結(jié)到以下幾種通道隔離方式：

2.1 LSP

LSP是在網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)標(biāo)簽交換所經(jīng)過(guò)的一系列的核心節(jié)點(diǎn)，它為通信系統(tǒng)提供了傳輸?shù)乃淼?，為了將包放到LSP隧道中傳輸，入口節(jié)點(diǎn)主要將標(biāo)簽入棧，LSP的中間節(jié)點(diǎn)通過(guò)棧頂?shù)臉?biāo)簽進(jìn)一步轉(zhuǎn)發(fā)，且標(biāo)簽的值指定了下一跳的處理；另外標(biāo)簽一般在交換過(guò)程中是不透明的，將標(biāo)簽的TTL超時(shí)來(lái)中斷標(biāo)簽交換操作事件。PTN網(wǎng)絡(luò)通過(guò)標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)簽的建立和標(biāo)簽綁定的維護(hù)，并且以流控制實(shí)現(xiàn)了多個(gè)標(biāo)簽分發(fā)信息在一個(gè)數(shù)據(jù)包中承載，使得標(biāo)簽分發(fā)信息能夠被可靠地傳輸，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中的FEC在交換節(jié)點(diǎn)中標(biāo)簽的統(tǒng)一性。然而在LSP的建立中，MPLS-TP能夠以動(dòng)態(tài)或者是靜態(tài)的方式建立和維護(hù)LSP，在靜態(tài)路由模式中，不需要任何動(dòng)態(tài)路由，另外，LSP可以通過(guò)動(dòng)態(tài)計(jì)算，以增強(qiáng)對(duì)LSP路由控制的靈活性和穩(wěn)定性。

因此，MPLS-TP以標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制和靜態(tài)路由的方式，能夠控制業(yè)務(wù)的傳輸時(shí)延和抖動(dòng)，而且能夠建立和維護(hù)整套的流程，LSP機(jī)制能夠?qū)EC之間的相互影響性降低到最低狀態(tài)，以達(dá)到提升通道之間的隔離度的目標(biāo)。

2.2 PWE3

PWE3技術(shù)時(shí)一種端到端的二層業(yè)務(wù)承載技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)對(duì)各種業(yè)務(wù)的基本行為和特征進(jìn)行仿真，為多種業(yè)務(wù)提供相應(yīng)的偽線，來(lái)滿足各種業(yè)務(wù)需求。PW的作用是連接兩個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)之間的距離，為實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)通道隔離提供方案。PW的建立，實(shí)現(xiàn)了通信的兩個(gè)端到端的PE針對(duì)仿真服務(wù)的信息進(jìn)行交互和協(xié)商，包統(tǒng)一的封裝PDU和處理幀序的機(jī)制，還能夠根據(jù)相應(yīng)的業(yè)務(wù)需求具體建立PW。

當(dāng)PW建立完成之后，在PE收到該服務(wù)的包便將其封裝為PW-PDU，以底層隧道的承載將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)給對(duì)端的PE，從而對(duì)端的PE重新構(gòu)建該包并將其轉(zhuǎn)發(fā)至用戶邊緣節(jié)點(diǎn)。在數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)發(fā)的過(guò)程中，兩個(gè)PE節(jié)點(diǎn)之間可以建立多個(gè)PWs來(lái)滿足不用用戶的CE，并對(duì)其提供通道。因此，PW業(yè)務(wù)對(duì)核心網(wǎng)絡(luò)具有不可見性，核心網(wǎng)絡(luò)對(duì)CE也具有透明性的作用。

從CE角度分析，其在仿真服務(wù)的質(zhì)量，由于仿真電路表現(xiàn)為所選服務(wù)的一個(gè)不共享的鏈路，總結(jié)到仿真服務(wù)應(yīng)該滿足以下需求：

（1）仿真服務(wù)能夠定義業(yè)務(wù)類型、速度和MTUsize。

（2）不同仿真服務(wù)的PWs能夠共享一個(gè)物力鏈路，且仿真電路必須是獨(dú)占的，

（3）當(dāng)CE與PE之間的物理鏈路發(fā)生損壞現(xiàn)象時(shí)，PWE3能夠?qū)ζ涮峁C(jī)制來(lái)通知CE的用戶層，將每一個(gè)仿真電路都與對(duì)應(yīng)的一個(gè)組標(biāo)識(shí)相關(guān)聯(lián)，在維護(hù)消息中，組標(biāo)識(shí)能夠用于指示該組中所有的仿真電路。

總之，PWE3能夠在分組交換網(wǎng)絡(luò)中，搭建一個(gè)特有的端到端的“通道”，以滿足各種不同業(yè)務(wù)的需要，最終達(dá)到業(yè)務(wù)通道之間相互隔離的目標(biāo)。

2.3業(yè)務(wù)模型和QoS

智能配網(wǎng)中，由于PTN的業(yè)務(wù)承載均是面向連接的機(jī)制，一般采用PWE3封裝來(lái)承載仿真類的業(yè)務(wù)，針對(duì)不同業(yè)務(wù)類型，PTN網(wǎng)絡(luò)在用戶側(cè)提供給不同的服務(wù)，在差異化服務(wù)質(zhì)量中，進(jìn)一步識(shí)別用戶業(yè)務(wù)，并對(duì)其實(shí)施監(jiān)控；一般在網(wǎng)絡(luò)側(cè)將業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)映射到隧道的優(yōu)先級(jí)；在轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)處，依據(jù)隧道優(yōu)先級(jí)進(jìn)行調(diào)度；而在網(wǎng)絡(luò)出口位置，則是通過(guò)彈出隧道層標(biāo)簽，還原數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)本身攜帶的QoS信息，確保不同業(yè)務(wù)模型中之間的隔離，并且為不同業(yè)務(wù)提供了相對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)模型以及QoS機(jī)制，以滿足業(yè)務(wù)之間傳輸?shù)陌踩院涂煽啃浴?/p>

三、PTN通信系統(tǒng)的通道隔離度分析的試驗(yàn)研究

面向智能配網(wǎng)的PTN通信系統(tǒng)的隔離度分析，對(duì)其搭建了配網(wǎng)綜合通信系統(tǒng)試驗(yàn)，將其分為骨干層、匯聚層以及接入層三部分，在骨干層中，主站洗頭膏設(shè)在配調(diào)大樓，采用PTN設(shè)備作為核心節(jié)點(diǎn)；匯聚層中，采用PTN設(shè)備和工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)PTN與工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)技術(shù)在業(yè)務(wù)隔離度之間的對(duì)比，一般將PTN網(wǎng)絡(luò)分別設(shè)置在配調(diào)大樓、大樓和實(shí)驗(yàn)樓，以千兆光口互聯(lián)。同樣的方法，在工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，也是在配調(diào)大樓，大樓和試驗(yàn)大樓分別設(shè)一臺(tái)三層工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，以千兆光口實(shí)施互聯(lián)；接入層：滿足了小區(qū)、環(huán)網(wǎng)柜、變壓器以及智能開關(guān)之間業(yè)務(wù)的接入。

具體分析小區(qū)接入的業(yè)務(wù)，由于接入點(diǎn)比較多并且集中，因此，所選取的接入技術(shù)采用寬帶PLC技術(shù)，以較簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行布網(wǎng)。然而針對(duì)環(huán)網(wǎng)柜以及變壓器或者是其他智能開關(guān)業(yè)務(wù)的接入，由于接入點(diǎn)之間的距離比較遠(yuǎn)，因此需要具有更高的安全性來(lái)具體完成，在智能配網(wǎng)中一般采用以工業(yè)太網(wǎng)交換機(jī)組成百兆環(huán)網(wǎng)，且節(jié)點(diǎn)之間用光釬互相連接，以提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸之間的可靠性和安全性。

試驗(yàn)結(jié)果表明，采用組網(wǎng)的形式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)智能配網(wǎng)的綜合通信系統(tǒng)的進(jìn)一步研究，并且為驗(yàn)證PTN通信系統(tǒng)隔離度提供了試驗(yàn)平臺(tái)，得出了PTN技術(shù)在業(yè)務(wù)隔離方面具有較大的優(yōu)勢(shì)，且PTN技術(shù)具有良好的業(yè)務(wù)隔離性能，適應(yīng)未來(lái)配網(wǎng)通信平臺(tái)的發(fā)展和探索。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，基于面向智能配網(wǎng)的綜合通信系統(tǒng)在通道隔離方面的需求，以試驗(yàn)平臺(tái)，驗(yàn)證了PTN網(wǎng)絡(luò)在通道隔離方面，能夠滿足各種不同業(yè)務(wù)之間的隔離，且通道之間的相關(guān)性越小，通道之間的隔離性能越好，最終提出了基于PTNQoS體系結(jié)構(gòu)，為配網(wǎng)不同智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)需求的通信網(wǎng)絡(luò)QoS管理機(jī)制奠定了研究基礎(chǔ)，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)智能配網(wǎng)中通信系統(tǒng)更全面的發(fā)展和進(jìn)步。

參 考 文 獻(xiàn)

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