芻議電力通信傳輸網設計

鹽城供電公司 奚 榮

隨著電力系統不斷發展和通信技術更新換代，電力工業現代化水平的不斷提高，專用電力通信網的規模也不斷擴大。在電網公司調度數據網和綜合數據網的應用越來越廣泛規模越來越大、電力通信傳輸網承載的業務越來越豐富的情況下，電力通信傳輸網對電網安全運行肩負著不可或缺的責任，需要承擔起應有的社會責任和義務。同時，隨著集約化管理的推廣、大量基建工程的建設、各類新型業務的興起、電力通信傳輸網覆蓋的完善，傳統的SDH傳輸網絡面臨許多問題和挑戰。而基于MSTP的電力通信傳輸網通過各技術的融合來達到對數據、話音、圖像等多業務支持的目的，能有效解決電力通信傳輸網發展的瓶頸。

1.MSTP關鍵技術的剖析

目前的MSTP技術均已具備SDH的所有能力，基于SDH的多業務傳送平臺(MSTP)是對傳統的SDH設備進行改進，在SDH幀格式中提供不同顆粒的多種業務、多種協議的接入、匯聚和傳輸能力，實現對城域網業務的匯聚，是目前電力通信傳輸網最主要的實現方式之一。MSTP不但能夠完成傳統電力通信傳輸網業務的傳送，而且能夠接入ATM、以太網等分組業務。

1.1 虛級聯技術

虛級聯傳輸如圖1所示。

虛級聯將一個完整的的客戶帶寬分割開，將連續的帶寬拆分為多個獨立的VCs，各獨立的VC分別傳送，在接收側重新組合。虛級聯技術可將分布于不同STM-N的VC-n(同一路由和不同路由均可)按照級聯的方法，形成一個虛擬的大結構(VC-n-Xv)進行傳輸，其中每個VC-n均具有獨立的結構和相應的POH，具有完整的VC-n結構[1]。數個C-n虛級聯就相當于多個VC-n的間插。

1.2 MSTP的封裝技術

GFP(General Framing Procedure)是目前流行的一種比較標準的封裝協議，它提供了一種把信號適配到傳送網的通用方法。業務信號可以是協議數據單元PDU如以太網MAC幀，也可以是數據編碼如GE用戶信號。

GFP既可以應用于傳送電力通信傳輸網元如SDH，也可以應用于電力通信數據網元如交換機。當用于傳送電力通信傳輸網元時，網元可以支持多種數據接口，若數據為PDU信號，則采用幀映射GFP-P方式，若數據為8B/10B編碼信號，則采用透明映射GFP-T方式；當用于電力通信數據網元時，采用幀映射GFP-F方式[2]。相對于PPP和LAPS，GFP協議更復雜一些，但其標準化程度更高，用途更廣。GFP幀的結構比較復雜，見圖2。

1.3 鏈路容量調整技術

LCAS(Link Capacity Adjustment Scheme鏈路容量調整方案)是在虛級聯技術基礎上發展的一種雙方握手的傳送層信令協議(KPLCAS)，最初稱為VBA(Variable Bandwidth Allocation，可變帶寬分配)[3]。如何在不中斷數據業務流的情況下動態地調整虛級聯的個數，鏈路容量調整機制LCAS起到了關鍵作用。鏈路容量調整的需求主要體現在以下兩個方面：

一方面，鏈路狀態發生變化：當LCAS檢測到電力通信傳輸網上出現某成員失效時，自動減小虛容器組的容量；如果檢測到失效的成員修復后，則自動地增加虛容器組的容量這種容量調整對于每個成員來說，都是可行的。

另一方面，帶寬配置發生變化：LCAS的源端和目的端之間的控制機制，可根據實際開展的電力通信業務帶寬需求調整容量，其體地根據業務流量和帶寬來調整所用的容量。調整不會影響用戶的正常業務。

2.電力通信傳輸網的詳細設計

2.1 基于MSTP的多層網絡結構

在電力通信傳輸網的網絡設計中，網絡的業務承載能力與可靠性是兩大重要因素，根據電力通信SDH傳輸網絡中業務需求的特點及業務流向，從網絡的易于管理、運行的角度出發，做好網絡結構分層的優化分析是必要的。

本地傳輸網一般分為三層網絡結構，即骨干層、匯聚層和接入層，骨干層一般指的是地區骨干網，匯聚層一般指縣市級的骨干網，三層網絡結構的劃分有利于清晰網絡結構，避免骨干層節點過多，增加匯聚節點，便于接入層雙節點接入，有利于分層管理。

目前全國電力緊張，特別是沿海地區一些地區甚至遭受一周停三來四，停四來三的惡性停電，沿海地區每年還會遭受臺風的襲擊，因此如何防止節點失效給網絡帶來的安全隱患就切實地提上了議程。

分層環形的電力通信傳輸網的資源利用率是與節點業務的流向，節點分類，分組劃分的合理性密切相關的。本文研究的基于MSTP的電力通信傳輸網采用的是完全集中型的分層環網結構，如圖3所示。

從圖3中，可以考察一個從A點到C的2M業務流。層間均是雙節點互聯。環內采用SDH單向通道保護環。可以看到，該業務流在每個層次的環內都占用了整個環路2M的帶寬。如果僅考察從A到B，則相當于一個二層的架構，同樣，該業務流在每個層次的環內都占用了整個環路2M的帶寬。本文使用環網來構建核心層，匯聚層，接入層。因此，層間的互聯也就是環間的互聯。

圖1 虛級聯的傳輸示意圖

圖2 GFP的幀結構示意圖

圖3 電力通信傳輸網的三層環網示意圖

2.2 電力通信傳輸網的業務組網設計

電力通信傳輸網承載的業務主要是實時業務。安全性和實時性要求較高。為保證QoS及安全可靠性，可考慮采用以太業務匯聚方式進行傳輸，將接入層各個站點信息匯聚到調度數據網的匯聚點，可配置為EPL/EVPL業務類型。通過VLAN標簽的識別，不同VLAN的業務完全隔離，安全性高，同時可以使多條業務共享MAC端口或共享VCTURNK，節省端口資源和貸款資源。匯聚層調度數據網路由器之間的鏈接宜采用EPL點對點透傳方式配置。

電力通信傳輸網在接入層采用MSTP網絡接入，在匯聚層利用寬帶數據網傳輸。寬帶數據網采用GE+MPLS技術進行組網。通過增加MPLS的封裝，利用MPLS的標簽對電力通信傳輸網數據進行再次區分，實現多點帶寬動態共享和彼此數據隔離的需求。同時RPR技術使用，實現了電力通信傳輸網的帶寬公平分配，業務優先級處理以及提高帶寬的利用率，防止廣播風暴。

2.3 電力通信傳輸網的保護方式設計

由于電力通信傳輸網的通信業務具有安全、可靠的特性，因此要求基礎電力通信傳輸網具有很強的生存能力，一方面應采用完善的SDH網絡的保護機制，另一方面應采取設備冗余配置的策略。電力通信傳輸網保護機制大致可以分為兩類，即子網連接保護(SNCP、通道保護)和復用段保護(MSP)，其中最典型的SNCP方式是二纖單向通道倒換。復用段保護又可分為線性復用段保護(MSP“1+1”)、二纖雙向復用段共享環保護(2FMS-SPRING)、四纖雙向復用段共享環保護(4FMS-SPRING)。另外對于相交環的護一般采用雙節點互連保護(DNI)。

由于電力通信傳輸網業務以匯聚性業務為主，因此建議采用SNCP網絡通道保護，在兩個相交環互通時，建議采用DNI雙節點保護方式。

2.4 電力通信傳輸網的設備選型

在電力通信傳輸網中，MSTP設備應優先選用原有網絡中已有的設備，盡量保持電力通信傳輸網的統一性和完整性，以便電力通信傳輸網的集中管理和集中維護。適當控制設備種類，減少后續的開發成本和運營維護成本。

目前不同廠商的MSTP產品對數據業務的支持能力各有不同，在設備選型時應充分考慮MSTP產品對不同高層業務的支持方式以便于不同廠家設備的互聯互通。同時，由于電力通信技術的迅速發展，要組建一個低成本而又有競爭力的電力通信傳輸網，在設備的選擇上還應兼顧設備的兼容性。

3.結語

電力通信傳輸網對電網安全運行提供保障，基于MSTP的SDH通信網絡彌補了現有電力光纖通信網的眾多不足，對MSTP電力通信傳輸網的組網技術在電力通信中的應用方案的研究具有實踐意義和參考價值。

[1]王慧卿,劉延江.淺談MSTP技術[J].商品與質量,2010(04).

[2]閆廣州,李偉英.MSTP?技術在電力通信專網的應用[J].農村電氣化,2008(3):48-49.

[3]蔡德華.多業務傳輸平臺MSTP發展趨勢前瞻[J].科技創新導報,2010,23:28.

[4]張飛.MSTP技術在電力系統通信中的應用[J].科技創新導報,2007,29:25.

[5]肖峰,張燕妮,穆樹林.基于SNMP協議的網絡系統資源監控應用[M].中國新通信(技術版),2007(11).