PTN 通信系统的通道隔离度分析
2015年12月02日 16:38 作者:□李沛然 广东南方电信规划咨询设计院有限□李沛然 广东南方电信规划咨询设计院有限公司珠海分公司
【摘要】 随着智能电网的发展，与配网生产、管理相关的应用系统不断涌现，其业务数据呈增长的趋势。在满足多种业务的通信支撑， 使得各项业务数据在安全性、保密性以及实时性的前提下，提升电网自动化、集抄以及负控业务要求。本文基于MPLS-TP 的PTN 技术的特性以及该通信系统的通道隔离度机制，最终以网络搭建试验为平台，验证了PTN 网络在通道隔离度的具体性能，实现了不同通道之间的有效隔离，满足了当前多种数据业务的要求。
【关键词】 PTN 通信系统 通道 隔离度
PTN 通信系统是新一代基于分组技术的、面向连接的多业务传送技术，该技术自身的先进性和多功能性，不仅可以提供配网通信业务的电信级可靠传输，而且该通信系统基于MPLS 和PWE3 技术，实现了不同通道之间的有效隔离，为进一步满足智能电网多业务要求提供了可靠、安全的综合传输平台，从而提升了通信系统运行效率，推动了现代化电网的进一步发展。
一、PTN 通信系统分析
PTN 通信系统具有多功能性:
（1）在OAM 方面，PTN 的OAN 机制实现类似SDH 丰富开销的能力，同时支持GM-PLS/ASON 控制平面技术，能够将数据平面与控制平面分离出来；
（2） 在生存性方面：MPLS-TP 能够在缺乏con-trol- plane 的情况下，通过OAM 监视LSP 和PW，对PW 进行初始化。
（3）在同步方面：该通信系统在支持同步以太网和1588v2，以太网是用来提供频率同步，15882v 能够同时提供频率和时钟的同步。现阶段，配网终端以主站的时间同步由通信包包所携带的时间戳具体实现，但不能实现准确的时间同步，因此，1588 协议满足了其缺陷，实现了配电主站与配电终端之间的时间同步问题。
（4）在接口适应性方面，PTN 通信设备支持多数据接口及时钟接口，同时支持主流通信协议，有助于不同种类设备之间信息的交互。
二、PTN 通信系统的通道隔离机制
通信系统中的PTN，它属于一种宽带共享交换技术，不
仅满足了电信级的通信服务，而且实现了网络中不同业务通道之间的隔离。笔者通过自身多年实践工作经验，归纳并总结到以下几种通道隔离方式：
2.1 LSP
LSP 是在网络中通过标签交换所经过的一系列的核心节点，它为通信系统提供了传输的隧道，为了将包放到LSP 隧道中传输，入口节点主要将标签入栈，LSP 的中间节点通过栈顶的标签进一步转发，且标签的值指定了下一跳的处理；另外标签一般在交换过程中是不透明的，将标签的TTL 超时来中断标签交换操作事件。PTN 网络通过标签分发协议，实现了标签的建立和标签绑定的维护，并且以流控制实现了多个标签分发信息在一个数据包中承载，使得标签分发信息能够被可靠地传输，实现了网络中的FEC 在交换节点中标签的统一性。然而在LSP 的建立中，MPLS-TP 能够以动态或者是静态的方式建立和维护LSP，在静态路由模式中，不需要任何动态路由，另外，LSP 可以通过动态计算，以增强对LSP 路由控制的灵活性和稳定性。
因此，MPLS-TP 以标签转发机制和静态路由的方式， 能够控制业务的传输时延和抖动，而且能够建立和维护整套的流程，LSP 机制能够将FEC 之间的相互影响性降低到最低状态，以达到提升通道之间的隔离度的目标。
2.2 PWE3
PWE3 技术时一种端到端的二层业务承载技术，该技术通过对各种业务的基本行为和特征进行仿真，为多种业务提供相应的伪线，来满足各种业务需求。PW 的作用是连接两个边缘节点之间的距离，为实现不同业务通道隔离提供方案。PW 的建立，实现了通信的两个端到端的PE 针对仿真服务的信息进行交互和协商，包统一的封装PDU 和处理帧序的机制，还能够根据相应的业务需求具体建立PW。
当PW 建立完成之后，在PE 收到该服务的包便将其封装为PW-PDU，以底层隧道的承载将数据流转发给对端的PE，从而对端的PE 重新构建该包并将其转发至用户边缘节点。在数据传输和转发的过程中，两个PE 节点之间可以建立多个PWs 来满足不用用户的CE，并对其提供通道。因此， PW 业务对核心网络具有不可见性，核心网络对CE 也具有透明性的作用。
从CE 角度分析，其在仿真服务的质量，由于仿真电路表现为所选服务的一个不共享的链路，总结到仿真服务应该满足以下需求：
（1）仿真服务能够定义业务类型、速度和MTUsize。
（2）不同仿真服务的PWs 能够共享一个物力链路，且仿真电路必须是独占的，
（3）当CE 与PE 之间的物理链路发生损坏现象时， PWE3 能够对其提供机制来通知CE 的用户层，将每一个仿真电路都与对应的一个组标识相关联，在维护消息中，组标识能够用于指示该组中所有的仿真电路。
总之，PWE3 能够在分组交换网络中，搭建一个特有的端到端的“通道”，以满足各种不同业务的需要，最终达到业务通道之间相互隔离的目标。
2.3 业务模型和QoS
智能配网中，由于PTN 的业务承载均是面向连接的机制， 一般采用PWE3 封装来承载仿真类的业务，针对不同业务类型，PTN 网络在用户侧提供给不同的服务，在差异化服务质量中，进一步识别用户业务，并对其实施监控；一般在网络侧将业务的优先级映射到隧道的优先级；在转发节点处，依据隧道优先级进行调度；而在网络出口位置，则是通过弹出隧道层标签，还原数据业务本身携带的QoS 信息，确保不同业务模型中之间的隔离，并且为不同业务提供了相对应的业务模型以及QoS 机制，以满足业务之间传输的安全性和可靠性。
三、PTN 通信系统的通道隔离度分析的试验研究
面向智能配网的PTN 通信系统的隔离度分析，对其搭建了配网综合通信系统试验，将其分为骨干层、汇聚层以及接入层三部分，在骨干层中，主站洗头膏设在配调大楼，采用PTN 设备作为核心节点；汇聚层中，采用PTN 设备和工业以太网交换机组网，实现PTN 与工业以太网交换机技术在业务隔离度之间的对比，一般将PTN 网络分别设置在配调大楼、大楼和实验楼，以千兆光口互联。同样的方法，在工业以太网交换机网络中，也是在配调大楼，大楼和试验大楼分别设一台三层工业以太网交换机，以千兆光口实施互联；接入层：满足了小区、环网柜、变压器以及智能开关之间业务的接入。
具体分析小区接入的业务，由于接入点比较多并且集中，因此，所选取的接入技术采用宽带PLC 技术，以较简单的方式进行布网。然而针对环网柜以及变压器或者是其他智能开关业务的接入，由于接入点之间的距离比较远，因此需要具有更高的安全性来具体完成，在智能配网中一般采用以工业太网交换机组成百兆环网，且节点之间用光钎互相连接，以提高网络数据传输之间的可靠性和安全性。
试验结果表明，采用组网的形式，实现了对智能配网的综合通信系统的进一步研究，并且为验证PTN 通信系统隔离度提供了试验平台，得出了PTN 技术在业务隔离方面具有较大的优势，且PTN 技术具有良好的业务隔离性能，适应未来配网通信平台的发展和探索。
四、结语
综上所述，基于面向智能配网的综合通信系统在通道隔离方面的需求，以试验平台，验证了PTN 网络在通道隔离方面，能够满足各种不同业务之间的隔离，且通道之间的相关性越小，通道之间的隔离性能越好，最终提出了基于PTNQoS 体系结构，为配网不同智能电网业务需求的通信网络QoS 管理机制奠定了研究基础，进而促进我国智能配网中通信系统更全面的发展和进步。
参 考 文 献
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