面向智能電網IP化的分組傳送網（PTN）建設

作為智能電網“中樞神經”的通信網建設將面臨IP化的挑戰，本文將著重論述電力傳輸網從MSTP向PTN的平滑演進，從而實現智能電網建設中基于分組業務為主的多業務承載。

1. 智能電網背景

2009年5月21日，國家電網公司首次向社會公布了“智能電網”的發展計劃，并初步披露了其三階段建設時間表，并將于2020年全面建成統一的“堅強智能電網”。

圖1 國家電網三階段推進智能電網建設

智能電網就是以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強電網為基礎，利用先進的通信、信息和控制技術，構建以信息化、自動化、互動化為特征的統一堅強智能化電網。涵蓋所有電壓等級，由發電、輸電、變電、配電、用電、調度等環節有機組成。整個建設中，“統一”是前提，“堅強”是基礎，“智能”是關鍵。最終實現“電力流、信息流、業務流”的高度一體化融合，具有堅強可靠、經濟高效、清潔環保、透明開放和友好互動內涵的現代電網[4]。，圖2為國家電網智能電網內涵。

圖2 國家電網智能電網內涵

2. 電力網絡通信系統的現狀與智能電網需求分析

電力通信作為行業性的專用通信網，是隨電力系統的發展需要而逐步形成和發展的。它主要用來緩解公網發展緩慢而造成的通信能力不足并填補公網難以滿足一些電力部門特殊通信需求的矛盾，以保證電力專業化生產正常高效地進行。

當前，電力通信網是由光纖、微波及衛星電路構成主干線，各支路充分利用電力線載波、特種光纜等電力系統特有的通信方式，并采用明線、電纜、無線等多種通信手段及程控交換機、調度總機等設備組成的多用戶、多功能的綜合通信網。

從智能電網的通信支撐需求來看，電力傳送網需求的主要特征是：

2.1 越來越高的寬帶業務要求

要求電力通信不僅包括傳統的業務，如：自動號、行政電話、調度電話、遠動數據、熱線電話、計算機MIS業務、數據、圖象等，還需要各種多媒體寬帶業務，如：高速上網、視頻點播、專用數據網等等,所有這些寬帶業務對通信網的帶寬的要求也越來越大。

2.2 越來越高的調度網絡傳輸要求

傳統電力通信系統主要用于電力系統內部的信息交換，窄帶和獨立通信的TDM技術限制了網絡的發展。作為基礎平臺，網絡是電力系統信息技術應用的關鍵因素，并且已經成為電力系統信息化的主要組成部份。大多數電力生產信息、管理信息及調度信息均可通過電力通信及調度網絡傳輸。并且，理想的網絡基礎設施不僅可以給電力生產和管理提供優勢，而且可以為電力行業通過互聯網業務來增加收入提供商機。因此，電力行業需要良好的通信網絡。

2.3 嚴格的多業務QoS能力要求

電力通信的業務可劃分為關鍵運行業務和事務管理業務兩大類。關鍵運行業務包括遠動信號、數據采集與監視控制系統、能量管理系統、繼電保護信號和調度電話等,事務管理業務包括行政電話、會議電話和會議電視、管理信息數據等。不同的電力通信業務，要求也不同。關鍵運行業務信息量不大。但對通信的實時性、準確性和可靠性要求很高;事務管理性業務則是業務種類多、變化快、通信流量大。

圖3 電力業務分類及相關采用技術

所以，面向堅強智能電網的電力傳輸網絡一方面需要繼承傳統SDH/MSTP傳輸網絡的電信級傳輸能力，另一方面也要具備電力業務日益IP化、寬帶化的發展趨勢。目前，智能電網在接入側正在進行配網自動化、基于EPON的遠程抄表以及電力智能小區建設，電力綜合傳送網需要面向電力智能化、IP化的傳輸網絡建設。

3. 電力城域傳送網的優化與演進

3.1 從MSTP到PTN的演進

作為傳送技術與數據通信技術融合(某種意義上的妥協)，MSTP傳送技術及設備在傳送網向分組傳送(交換)方向前進了一步。MSTP中通過使用GFP封裝、VC虛級聯、LCAS(鏈路容量調整)等關鍵技術，對新業務提供延伸的接口。引入MSTP以后，對于現有的IP城域網和ATM網，MSTP可以為其提供接入和匯聚，擴大以太網業務與ATM業務的覆蓋范圍，確保各網絡協調發展和相互配合，因而MSTP上通過數據接口功能的增加，實現了對現有數據業務的有效補充，保護了現有投資。

但是MSTP傳送技術及設備也碰到一些制約因素(障礙)。首先，利用MSTP實現各類業務網在匯聚層和接入層的合網建設，必然會帶來如何進行網絡和業務管理等問題，因此在引入MSTP的同時，還要注意適當重組業務流程和網絡管理流程，以適應業務綜合和網絡融合的趨勢。其次是MSTP處理顆粒(接口速度)的不匹配：MSTP以2Mbit/s速率及其虛級鏈來轉送以太網業務，就如同拿一把尺子來稱蘋果的重量一樣不太合適。事實上，MSTP的內核是通過VC-12或者VC-4的交叉粒度來完成以太網的分組傳送的。面向群路側的處理對象是VC-4，不清楚也不能適應VC-4內包的傳送。對于以太網而言，包長是變化的，流量是突發的。傳統的SDH傳送網對于基于分組化的業務和新的業務提供方式，存在著諸如業務指配處理復雜，帶寬效率低，成本高，網絡擴展性差等缺點。由于MSTP交換平臺的核心結構為交叉式電路方式的時隙交換，所以MSTP不能有效利用分組業務的統計復用特性。