分組傳送網(wǎng)承載電力多業(yè)務(wù)的隔離性與關(guān)聯(lián)性研究

喻建兵

【摘 要】電力的通信網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)安全分區(qū)的業(yè)務(wù)經(jīng)PTN實施承載，往往有著一定隔離效果。本文主要對該分組式傳送網(wǎng)所承載電力多種業(yè)務(wù)隔離性和關(guān)聯(lián)性展開驗證分析。

【關(guān)鍵詞】電力業(yè)務(wù);PTN;承載;關(guān)聯(lián)性;隔離性

電力電網(wǎng)當中，PTN技術(shù)通常應(yīng)用至地市、縣域內(nèi)通信網(wǎng)，所承載業(yè)務(wù)以遠程抄表、信息內(nèi)網(wǎng)、采集電量、數(shù)據(jù)網(wǎng)調(diào)度等為主。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以接入模塊、匯聚模塊、核心模塊為主，本文主要側(cè)重于分析分組式傳送網(wǎng)所承載電力多種業(yè)務(wù)隔離性和關(guān)聯(lián)性，以考量PTN技術(shù)高效承載電力業(yè)務(wù)服務(wù)的有效性。

1、隔離性

1.1在LSP的隔離性層面

LSP，即業(yè)務(wù)通過交換標簽自源節(jié)點至目的節(jié)點需經(jīng)過各個核心節(jié)點一個集合。PTN借助標簽實施協(xié)議分發(fā)，建立標簽及維護綁定得以實現(xiàn)，經(jīng)動靜態(tài)路由，實施LSP建立維護。PTN借助轉(zhuǎn)發(fā)標簽、動靜態(tài)路由等手段，對業(yè)務(wù)抖動及時延予以把控，以唯一標簽設(shè)定方式實現(xiàn)識別及轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)，建立及維護標簽均有相對完善化流程。故LSP機制對業(yè)務(wù)項目間影響起到降低作用通道實際隔離度得以提升。

1.2在PWE3的隔離性層面

PWE3從屬端至端兩層業(yè)務(wù)的一種承載技術(shù)，經(jīng)科學(xué)仿真各項業(yè)務(wù)基本行為及其特征，可為不同的業(yè)務(wù)提供PW，統(tǒng)一承載有QoS的保障業(yè)務(wù)可實現(xiàn)。PW幀頭內(nèi)含對數(shù)據(jù)包實際處理過程起到?jīng)Q定性作用信息數(shù)據(jù)，包含著業(yè)務(wù)類型、服務(wù)等級等，傳輸過程則可更好地區(qū)分不同的服務(wù)數(shù)據(jù)，不同業(yè)務(wù)之間通道相互影響可得以避免[1]。

2、關(guān)聯(lián)性

2.1在不同的安全分區(qū)之下業(yè)務(wù)影響實際關(guān)聯(lián)性層面

1）仿真環(huán)境及設(shè)置模型參數(shù)

接入模塊裝置節(jié)點部署至35kV的站點、供電所、營業(yè)網(wǎng)點;匯聚模塊裝置節(jié)點部署至110kV的站點;核心模塊裝置節(jié)點部署至220kV的站點或者地調(diào)。結(jié)合上述電網(wǎng)當中PTN實際應(yīng)用構(gòu)建及鋪設(shè)特點，其仿真拓撲可劃分成核心模塊、匯聚模塊、接入模塊。核心模塊節(jié)點共3個，匯聚模塊節(jié)點共12個，接入模塊節(jié)點共15個，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點共計是30個。為方便分析數(shù)據(jù)，統(tǒng)一設(shè)鏈路容量50Mbit/s。仿真時產(chǎn)生業(yè)務(wù)100條，分別是Ⅳ區(qū)40條業(yè)務(wù)、Ⅲ區(qū)30條業(yè)務(wù)、Ⅱ區(qū)30條業(yè)務(wù)。隨機產(chǎn)生每條業(yè)務(wù)所在源通信的節(jié)點和目的通信實際節(jié)點，依照著最短路徑的計算法實施選路操作，為各條業(yè)務(wù)均配置PW通道、LSP通道[2]。各條業(yè)務(wù)都均勻分布5-10 Mbit/s帶寬，業(yè)務(wù)的優(yōu)先等級依照著如下原則予以合理分配好，IV區(qū)的業(yè)務(wù)eⅣ應(yīng)取1（即BE的優(yōu)先級），Ⅲ區(qū)的業(yè)務(wù)PⅢ應(yīng)取40、30、20、l0（該4個數(shù)值均各自對應(yīng)著AFl-AF4四個不同優(yōu)先級），Ⅱ區(qū)的業(yè)務(wù)eⅡ應(yīng)取+（即為EF及其以上的優(yōu)先級）。設(shè)優(yōu)先級需滿足于等級不同業(yè)務(wù)間的QoS差異基本要求及標準。依照著以上網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，能夠獲取原始業(yè)務(wù)100條B帶寬分配。本次實驗主要是對電力新增業(yè)務(wù)后，該新增的業(yè)務(wù)對于現(xiàn)有業(yè)務(wù)所產(chǎn)生影響分析?；跇I(yè)務(wù)風險的關(guān)聯(lián)性基礎(chǔ)耦合模型，能獲取現(xiàn)有業(yè)務(wù)帶寬實際浮動參值，新增的業(yè)務(wù)在加入過后，該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部現(xiàn)有業(yè)務(wù)帶寬分配即。借助丟包變化的百分比，對不同的安全分區(qū)之下業(yè)務(wù)受到新增的業(yè)務(wù)實際影響程度分析。，該列式當中，代表新增的業(yè)務(wù)加入過后現(xiàn)有業(yè)務(wù)丟包、，代表新增的業(yè)務(wù)加入過后現(xiàn)有業(yè)務(wù)丟包、。

2）結(jié)果分析

處于網(wǎng)絡(luò)擁塞這一狀態(tài)之下，網(wǎng)絡(luò)當中現(xiàn)有業(yè)務(wù)受影響評價程度會伴隨著新增業(yè)務(wù)的帶寬增加呈變化趨勢。PTN承載著Ⅱ區(qū)業(yè)務(wù)期間，幾乎丟包率是零。依照著單位時間，丟包率能把業(yè)務(wù)帶寬實際抖動情況反映出來，結(jié)合時延分析便可了解到，發(fā)送時延和電力業(yè)務(wù)的帶寬存在關(guān)聯(lián)性，排隊時延和業(yè)務(wù)的優(yōu)先級存在關(guān)聯(lián)性。丟包率基本接近于零，說明發(fā)送業(yè)務(wù)時延處于持續(xù)穩(wěn)定狀態(tài)，Ⅱ區(qū)業(yè)務(wù)為最高的優(yōu)先級，排隊時延基本上并不存在。故PTN承載著安全Ⅱ區(qū)的業(yè)務(wù)時延有較高穩(wěn)定性，和其余分區(qū)業(yè)務(wù)隔離效果較好，這與電力系統(tǒng)總體安全防護層面要求完全符合;對Ⅳ區(qū)及Ⅲ區(qū)的業(yè)務(wù)，處于網(wǎng)絡(luò)的擁塞狀態(tài)之下所受影響程度不同，影響的具體程度分別是10%、<1%，折算于時延的穩(wěn)定性，Ⅲ區(qū)的業(yè)務(wù)有一定時延的抖動存在，Ⅳ區(qū)的業(yè)務(wù)時延呈較差穩(wěn)定性狀態(tài)。從仿真結(jié)果中可了解到，PTN承載著不同的安全分區(qū)相應(yīng)電力業(yè)務(wù)情況下，經(jīng)過設(shè)定PTN相應(yīng)優(yōu)先級，能夠為不同的安全分區(qū)當中業(yè)務(wù)QoS要求提供可靠性保障，也就是保障電力系統(tǒng)控制的管理業(yè)務(wù)具體時延的穩(wěn)定性上PTN設(shè)備應(yīng)用效果較好。

2.2在業(yè)務(wù)突變傳播影響層面

1）仿真環(huán)境及仿真分析

經(jīng)仿真實驗?zāi)軌蛄私獾?，安全Ⅱ區(qū)的業(yè)務(wù)不受其余分區(qū)的業(yè)務(wù)所影響，故此次實驗分析業(yè)務(wù)類型的分配當中并不考慮到安全Ⅱ區(qū)的業(yè)務(wù)，重點考慮到Ⅳ區(qū)及Ⅲ區(qū)業(yè)務(wù)處于網(wǎng)絡(luò)動態(tài)的變化當中，其業(yè)務(wù)影響的傳播特性。PTN的通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，隨機分布Ⅳ區(qū)及Ⅲ區(qū)100條電力業(yè)務(wù)，50%占例。隨機產(chǎn)生電力業(yè)務(wù)源通信的節(jié)點和目的通信實際節(jié)點，結(jié)合最短路徑計算法予以選路，把PW、LSP標簽設(shè)定好。為方便統(tǒng)計及對比分析數(shù)據(jù)，統(tǒng)一設(shè)鏈路容量50 Mbit/s，各條業(yè)務(wù)都均勻分布5-10 Mbit/s帶寬，業(yè)務(wù)的優(yōu)先等級實際參數(shù)設(shè)定Ⅲ區(qū)的業(yè)務(wù)PⅢ選定40、30、20、l0，Ⅳ區(qū)的業(yè)務(wù)eⅣ則選定1。結(jié)合前期網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及業(yè)務(wù)設(shè)置，獲取原始業(yè)務(wù)100條帶寬分配?，F(xiàn)有分布業(yè)務(wù)當中隨機選定一條實施突變，發(fā)生突變過后，該帶寬是其原帶寬5倍左右。依照著各階鄰居有效統(tǒng)計法，可獲取突變業(yè)務(wù)一到三階的業(yè)務(wù)鄰居實際集合。統(tǒng)計分析突變業(yè)務(wù)鄰居丟包平均變化的百分比，還有一到三階鄰居實際丟包總量。把網(wǎng)絡(luò)環(huán)境改變，電力業(yè)務(wù)每增10條，最終增到300條的業(yè)務(wù)。每次網(wǎng)絡(luò)新環(huán)境當中，隨機選定一條業(yè)務(wù)實施突變，待完成突變，帶寬為原帶寬5倍左右。統(tǒng)計分析突變業(yè)務(wù)一到三階鄰居丟包平均變化的百分比還有一到三階鄰居丟包的總量。

2）結(jié)果分析

經(jīng)業(yè)務(wù)突變傳播影響最終仿真結(jié)果分析可了解到伴隨網(wǎng)絡(luò)當中的業(yè)務(wù)數(shù)目持續(xù)增加，一到三階的鄰居雖受平均的丟包率實際影響程度持續(xù)下降，但一到三階鄰居丟包實際影響總量呈增加狀態(tài);伴隨鄰居階數(shù)持續(xù)增加，其丟包影響的總量持續(xù)下降;突變業(yè)務(wù)針對于鄰居丟包的影響總量呈正負交替狀態(tài)。PTN當中，突變的電力業(yè)務(wù)影響傳播存在著水波傳播類似特點，也就是伴隨傳播距離持續(xù)增加，也就是增加鄰居具體階數(shù)，丟包率實際受影響的程度持續(xù)下降，時延的穩(wěn)定性有效提升;各階鄰居實際受丟包率的影響存在著正負交替的特性。

3、結(jié)語

綜上所述，PTN當中突變的電力業(yè)務(wù)能夠帶來其余的彈性業(yè)務(wù)傳輸性能層面波動（包含時延及帶寬），該波動會伴隨著傳播過程的減弱而減弱，業(yè)務(wù)平均所受影響的程度在10%范圍內(nèi)。PTN處于承載電力所在不同的安全分區(qū)內(nèi)部業(yè)務(wù)當中，經(jīng)PTN服務(wù)的優(yōu)先級、QoS的保障機制、PTN的隔離機制等合理設(shè)置，能夠有效隔離不同分區(qū)的業(yè)務(wù)相互間的影響，業(yè)務(wù)有著較高優(yōu)先級。電力通信網(wǎng)今后發(fā)展中，借助PTN能夠?qū)崿F(xiàn)對多元化、IP化、寬帶化等電力業(yè)務(wù)服務(wù)高效承載。

參考文獻：

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[2]白浩，袁智勇，梁朔，等.基于大數(shù)據(jù)處理的配網(wǎng)運行效率關(guān)聯(lián)性分析[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2020，32（006）：677-679.

（作者單位：江西省郵電建設(shè)工程有限公司）