区域电网PTN组网方案研究
郑运召张义翟浩冲李鹤孔晓民
（许继电气股份有限公司河南许昌461000)
方案和星型组网方案的优疑点.电力PTN网络可以实现不同亚务类别在网络上的虚通路端到端安全传运，并能够在设备端口上提供平街，为区城保护 摘要：基于区域电网业务需求，考虑电力通信系统的现状和发晟规到提出了基于电力PTN网络的环型组网方象和星型组网方案，分析了环型组网业务的承载提供通信保障.
关键词：PTN环形继网星型组网
文章编号：1007-9416(2016)08-0102-02
中图分类号：TN915.853 文献标识码:A
1引言
（3)关键业务系统(WAMS)的QOS保证：端到端的QOS部署需要整网规划和设计：需要业务的服务质量分级策略.
智能电网的建设目标使得传统电力业务朝着全网信息数字化通信平台网络化，信息共享标准化，应用功能互动化，运维检修高效化等特征发展，从而实现能量智能调节，设备可控在控，信息共享互 动，服务便捷优质.
析，减小网络故障风险，为网络优化提供科学的量化依据，面向IP优 （4）降低管理和维护成本：实现对网络流量的精细化统计和分化，适应IP业务的突发特性，提供弹性的带宽通道，更加的经济效益和传送效果：实现安全接人.告警协调联动.
变电站内数据及报文方式均遵循IEC61850标准，并基于此进行IP化传送，因此通信系统必须面向IP优化传送，同时能够对关键报文 信息进行全程跟踪.也就是说，保护范畴区域化和一体化智能控制对通信设备提出*自动化“特征的功能需求，通信网络建设需要基于业务应用需求而建，考虑到电力通信系统的现状和发展规划，提出 了基于电力PTN网络的通信方案.
（5）流量优化：根据网络的流量和流向合理配置电路及其带宽.网络流量分布均匀，各电路带宽得到较充分的利用，不存在带宽瓶颈.适度考虑在N-1的情况下网络的流量.
3网络总体方案
3.1环形网络组网方案
2需求分析
由于网络庞大，采用分层组网方式，分为接入层、汇聚层和骨干生，由于每个接人点均有两条到中心节点的不同路由通道互为备 层三层结构.中心站设立两台PTN设备，以防中心节点单点故障发份，所以网络模式为单网运行.整个网络的总的带宽需求为100210M=21Gbps.
2.1业务数据分析
性要求：1SV要求传送时延相对固定，抖动小于10微秒，即具有同步 智能电网保护对常见业务SV.GOOSE.MMS等的安全性，可靠性，2)GOOSE下行的控制命令要求传送具有绝对的可靠性，传送过程”零丢包”3传输时延固定可调，不但保证信息传送的实时性还可 实现”硬同步”，达到对每个信息的传送“精确可控”，4）优化*非IP化承载”技术达到物理隔离等级的安全性.
环网优势：节省光纤资源，多余带宽或未来可升级带宽开展分布式业务（如果需要）网络可靠性较高，提供物理中断元余度.
加. 环网劣势：传送时延根据环上节点相对其他组网方式略为增
每个站点数据流明细如表1所示，总流量约210Mbp%.
每个接人节点的带宽为210Mbps PTN线路口为2.5Gbps有效数据承载为2000Mbxps.在保证带宽及通道可靠保护的情况下，最多 可接人不大于（2000/210即)9个节点，考虑到接入汇聚点的单节点故障影响，采用双汇聚点组网.
2.2区域电网组网原则
为各变电站传送信息到调度中心提供可靠的网络通道，区域电网组网应满足以下原则：
（1)关键业务数据不中断：网络设计考虑关键设备和关键链路的元余，网络具有电信级故障自愈能力.
点数为9个节点，每个节点上传的为210M/2=105Mbps 所以网络正 双联汇聚节点采用容量分担的话，汇骤层每个接人环最大接人常时，汇聚点的容量为M*n*105=2*8*105=1780Mbps，网络故障时最大为2*8210M=3360Mbps 在这种方式时，汇聚环网采用了网
（2）业务系统隔离和互访：实现业务系统安全隔离和受控互访：实现业务系统内部细分子系统的相互隔离，抵御来自外界的威胁与攻击：终端合法接入业务系统.
表1变电站数据流明细
方向 类型 流量 变化 实时性 优先级上行 SV <7mbps30210Mbps 恒定 高 高GOOSE MMS <100kbps <100kbps 变化小 变化小 高 高 低下行 GOOSE IEEE1588 <5kbps <10kbps 突发 基本恒定 高 高 高 高MMS <10kbps 突发 低IEEE1588 <10kbps 基本恒定 高 高 收稿日期： 作者简介：郑运召（1980一），男，河南许昌人，硕士，工程师，研究方向：电力系统自动化领城的研究与开发. 万方数据 图1骨干余星型网络 络保护，环网带宽为10G，最大支持10G/1780M=5个汇聚节点. 双联汇聚节点采用主备容量的话，汇聚层最大接人点数为9个，每个节点上传的为210M所以汇聚点的容量为M*n*210 本方案最为1780Mbps，在这种方式时，汇聚层环网总带宽为10G*2=20Gbps， 大为2*8*210M=3360Mbps 网络正常时为3360Mbps，网络故障时最多可支持20/3.36=5个汇聚节点. 干节点的上行带宽为4*9210M=7560Mbps 3个骨干变电站到中心 本方案设计汇聚层网络节点为4个站点，润足设计要求.每个骨的总带宽则为22680Mbps 所以骨干网络总带宽考虑30Gbps容量，用元余星形组网方式.如图1所示. 有效传送带宽为24Gbps，满足传送需求.鉴于骨干节点的重要性，采 3.2兄余星形网络组网方案 多，汇聚设备的上行带宽就越高.对于星形网的要求是汇聚节点的 星形组网方式理论上可接人的节点数量是不受限制，接人越设备交叉容量能够满足接人网和线路总带宽的需求.由于每个节点达800Mbps 上传容量是210Mbps，所以星形接入时线路带宽为1Gbps，有效传送 采用元余星形组网如图2所示，每个汇骤节点对应的接人点数越多，需要的汇聚节点数量就越少，但是对汇聚节点的设备要求就 越高，对接人点设备的要求降低，对光纤资源的需求就越高.反之，接人点数少，汇聚节点的数量就多，设备容量要求降低，但是对汇聚层总体的带宽需求不变，光纤资源需求降低. 元余星形网的优势：线路带宽容量非常富足，可以提供更佳的传送质量.克服了单星形网的网络可靠性低的问题. 元余星形网络的劣势：光纤资源数倍增加，汇聚节点端口数量与节点数量呈4倍数增加，对汇聚节点的设备规格要求更高，尤其是精位空间. 每个接人节点的带宽为210Mbps，PTN线路口为1Gbps.有效数据承载为800Mbps汇骤层线路带宽为10Gbps，有效数据承载带宽为8Gbps，所以在保证带宽及通道可靠保护的情况下，最多可接人不大 于（8000/2101即)37个节点.实际上这37个节点可分别接不同的汇聚点. 考虑到接入汇聚点的单节点故障影响，采用双汇聚点组网.汇 4结语 参考文献： 图2允余星形组网 聚层网络为环网结构，数据为分担保护时，则环路带宽为10Gbps，为主备保护时，环路带宽则可达20Gbps，每个汇聚环最大可接人38个接入考虑，条件允许采用均当数据容量方式. 节点的业务容量，通过汇骤节点分担.具体不做确定，原则是以就近 面对区域集中保护与综合智能控制管理系统业务IP化区域传送要求，其通信网络实现方式有多种，但最适合的只有一种.电力 PTN网络可以实现不同业务类别在网络上的虚通路端到端安全传送，并能够在设备端口上提供平衡，同时，PTN网络通过可视化的维护方式，可更好地将IP网络传统的被动运维向主动运维去演进，将 “软“管道和维护指标图形化是现出来，有预见性地维护承载网络，为区域保护业务的承载提供更有保障的支持，同时由于采用端到端的OAM管理，充分降低故障定位时间，并提高准确性，更有效地进行 根源故障分析和业务影响分析，使得贴近用户进行运维，以用户为中心的方式更加充分地实现. [1]刘平心，宋杰，谢规娜.PTN及电信级以大网在电力系统通信中的 应用[J].电力系统通信 2010 31(211):2531.[2]贾小铁，雷学义，买云峰，等.PTN为智能电网提供理想的信息通信[3]李轶鹏，万征，杨浩.电力通信网OTNPTN组网的若干关键技术研 平台[J]电力系统通信，2010 31(213):2023.光[J].华东电力 2014 42(2):298302.[4]冯宝，李洋，刘文贵电力通信网中HSTP和PTN平滑演进的研究 [3].电力系统通信 2012 33(231):15.[5]刘育权华煌圣，事力等多层次的广域保护控制体系架构研究与[6]薛金，余江，常俊，等，基于PTN技术的配电通信网隔离度评估研究 实践[3].电力系统保护与控制 2015 43(5)：112-120.[0].电力 系统保护与控制 2013 41(1 6):6065 .[7]李如振，王海洋，杨雪，等.山东电力PTN数据承载网规划及建设方 案[J].电力系统通信 2011 32(224):1216.
