淺談mstp設備在電力通信中的應用

1、<p>　　淺談MSTP設備在電力通信中的應用</p><p>　　摘要：該文根據(jù)電力系統(tǒng)的特點和中遠規(guī)劃，介紹了MSTP設備的技術特點及優(yōu)勢，分析了MSTP的主要階段、技術特點和發(fā)展趨勢，結合電力通信網(wǎng)主要業(yè)務的基礎上，探討了MSTP在電力系統(tǒng)中的應用前景。 </p><p>　　關鍵詞：MSTP 電力通信 應用 </p><p>　　中圖分類號：F40

2、6文獻標識碼： A 文章編號： </p><p>　　隨著電力系統(tǒng)自動化技術的不斷發(fā)展，對通信業(yè)務種類（如繼電保護、遠動信息、電力系統(tǒng)信息化）和帶寬需求在進一步增加，對電力系統(tǒng)通信可靠性也提出了更高的要求。電力通信網(wǎng)是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行而應運而生的。它同電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)被人們合稱為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的三大支柱。隨著電力系統(tǒng)自動化技術的不斷發(fā)展，對通信業(yè)務種類（如繼電保護、遠

3、動信息、電力系統(tǒng)信息化）和帶寬需求在進一步增加，對電力系統(tǒng)通信可靠性也提出了更高的要求。2005年以前，國內(nèi)光纖傳輸網(wǎng)多采用SDH組網(wǎng)技術。近幾年，MSTP技術和設備已逐漸成為我國電力系統(tǒng)城域傳輸網(wǎng)中的主流技術設備。MSTP技術能兼容原有SDH自愈環(huán)保護功能，同時有多種形式的接口。因此MSTP技術在電力系統(tǒng)開始得到應用。 </p><p>　　一.MSTP設備的特點 </p><p>　　

4、MSTP（Multi-Service Transfer Platform）（基于SDH 的多業(yè)務傳送平臺）是指基于SDH 平臺同時實現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務的接入、處理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務節(jié)點。基于SDH的多業(yè)務傳送平臺是對傳統(tǒng)的SDH設備進行改進，在SDH幀格式中提供不同顆粒的多種業(yè)務、多種協(xié)議的接入、匯聚和傳輸能力，是目前城域傳送網(wǎng)最主要的實現(xiàn)方式之一。MSTP可以將傳統(tǒng)的SDH復用器、數(shù)字交叉鏈接器（DXC）、網(wǎng)絡二

5、層交換機和IP邊緣路由器等多個獨立的設備集成為一個網(wǎng)絡設備，即基于SDH技術的多業(yè)務傳送平臺（MSTP），進行統(tǒng)一控制和管理。MSTP不但能夠完成傳統(tǒng)TDM業(yè)務的傳送，而且能夠接入ATM、以太網(wǎng)等分組業(yè)務，實現(xiàn)二層的橋接和交換功能，完成數(shù)據(jù)業(yè)務的接入和傳送?；赟DH的多業(yè)務傳送節(jié)點MSTP已成為當前城域傳送網(wǎng)的主流技術。 </p><p>　　1.在MSTP系統(tǒng)上，除了傳統(tǒng)的SDH的功能之外，還必須具有采用統(tǒng)一

6、的數(shù)據(jù)封裝格式把異步突發(fā)信號承載在同步的、比特率恒定的SDH信號上的功能。采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)業(yè)務封裝格式的目的是為了保證不同的設備生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的設備能夠互連、互通。目前與此相關的規(guī)范或標準有ITU-T G.7041標準GFP（Generic Framing Procedure），ITU-T X.87 標準LAPS（Link Access Procedure for SDH）。X.87標準描述了如何把以太網(wǎng)的MAC幀信號封裝到SDH幀結構中去

7、，GFP標準則不僅針對以太網(wǎng)的MAC幀信號，還可以把其他類型的數(shù)據(jù)信號如光纖通道（Fiber channel）、ESCON/SBCON等信號也映射封裝到SDH幀結構中去。 </p><p>　　2.在采用現(xiàn)有的SDH/SONET系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)業(yè)務時，由于傳統(tǒng)的SDH/SONET系統(tǒng)采用比特容量固定的虛容器（VC-Virtual Container，每種虛容器承載某個固定速率的信號，如VC12承載2Mb/s的數(shù)字業(yè)務

8、，VC4承載140Mb/s的數(shù)字業(yè)務）來傳送業(yè)務數(shù)據(jù)，當傳送數(shù)據(jù)業(yè)務時（如10M、100M或1.25Gb/s的以太網(wǎng)信號），就存在帶寬利用率不高的問題，例如，在利用VC4通道傳送100Mb/s的以太網(wǎng)信號時，帶寬的利用率只有67%，33%的帶寬沒有利用。所以如何利用SDH同步傳送的機制來有效地傳送數(shù)據(jù)業(yè)務成為人們研究的專題。為了解決這個問題，MSTP采用虛級聯(lián)（Virtual Concatenation，相關的國際標準為ITU-TG.7

9、07/Y.1332）的技術使得SDH能夠配置靈活的容器帶寬,承載與PDH速率不同的數(shù)據(jù)信號。同時目前很多的MSTP的設備還具有LCAS(Link Capacity Adjustment Scheme，相關的國際標準為ITU-T G.7042/Y.1305)的功能，這使得MSTP系統(tǒng)能夠增加或減少虛級聯(lián)的容器的數(shù)量，實現(xiàn)動態(tài)調(diào)整業(yè)務帶寬的</p><p>　　3.在傳統(tǒng)的SDH/SONET設備的ADM中，自動保護倒

10、換（APS-Automatic Protection Switching）是在線路卡一級完成的，所以在任何的支路口上測試線路端口的APS時間結果是一樣的。而在MSTP中，通道保護倒換涉及到在傳統(tǒng)的ADM設備中所沒有的交叉連接部分，事先不太可能知道那個通道將被使用、那個通道的APS倒換是最差的，因此，所有可能的通道（有可能在1000個通道中，有100個通道在同時做通道保護倒換）都要測試以確保連接的正確性、符合ITU-T/GR-253所規(guī)定

11、的50ms的限定值。此外，通道保護倒換主要是依靠軟件來完成，而不是通過硬件完成。這甚至要求對MSTP設備的每個新的軟件版本都要進行多通道的APS倒換的測試。所以傳統(tǒng)的測試儀表，只能提供單端口單通道的測試能力就無法滿足MSTP設備的APS倒換的測試要求，必須有多端口多通道的測試儀表才能完整的評價MSTP設備的通道保護能力。 </p><p>　　二．對 MSTP設備在電力通信中的應用前景分析 </p>

12、<p>　　隨著電力事業(yè)的快速發(fā)展，業(yè)務種類日益多樣化，在保證傳統(tǒng)時分復用業(yè)務傳送的同時，如何高效地傳輸信息業(yè)務﹑克服新業(yè)務發(fā)展的瓶頸是電力通信網(wǎng)面臨的主要問題。而在電力系統(tǒng)能否廣泛應用MSTP技術，以及如何合理利用MSTP技術已經(jīng)成為目前熱點問題。隨著網(wǎng)絡建設與投資逐漸從長途網(wǎng)轉向城域網(wǎng)與接入網(wǎng)，以及市場競爭格局的開放和形成，城域網(wǎng)成為新的建設與競爭焦點。由于數(shù)據(jù)業(yè)務特別是企業(yè)的高速上網(wǎng)及企業(yè)間的互連業(yè)務逐漸形成了新的業(yè)務

13、增長點，原有的面向TDM業(yè)務的SDH解決方案已不能滿足市場競爭和發(fā)展需求，因此，建立高效經(jīng)濟的支持多業(yè)務的城域網(wǎng)已經(jīng)成為各運營公司的共同目標，城域網(wǎng)在整個電信網(wǎng)的作用也越來越重要，面向的不僅是普通用戶，更要考慮大客戶和企業(yè)用戶等。城域網(wǎng)的業(yè)務類型從單純的TDM業(yè)務為主、2Mbit/s為顆粒，向數(shù)據(jù)業(yè)務為主、寬帶接口過渡。傳統(tǒng)的SDH技術主要是適應TDM業(yè)務的傳送，在傳送帶寬可變的分組業(yè)務時顯得力不從心，但SDH技術經(jīng)過多年的發(fā)展，其技術

14、成熟、強大的保護管理能力以及互聯(lián)互通性卻又是其它新技術無法比擬的。因此在SDH技術上增加對數(shù)據(jù)業(yè)務的支持，特別是以太網(wǎng)業(yè)務的支持，對于已有SDH</p><p>　　1. MSTP在電力通信中的應用。隨著電網(wǎng)的發(fā)展，各種數(shù)據(jù)信號的傳輸要求越來越多，傳統(tǒng)的傳輸方式基本上是以2Mbit/s接口為主，在傳輸速率上受限制較多。MSTP的主要特點是實現(xiàn)了IP信號的傳輸，MSTP可以提供以太網(wǎng)的透明傳送功能，IP信號成為傳輸

15、的趨勢，特別是引入了QoS保證的MSTP后，都可以用FE/GE的接口實現(xiàn)高容量、高速率的組網(wǎng)和互連互通，如變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)等的遠程接入。目前正在興起的變電站無人值守要求，使得變電站的視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在逐步推廣，一個發(fā)展趨勢就是大量的數(shù)字視頻監(jiān)控應用。在數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡承載設備上（特別在廣域網(wǎng)方面），用戶數(shù)據(jù)能繼續(xù)保持以太網(wǎng)幀格式，省略復雜、昂貴的分組到TDM的映射過程，并對用戶分組進行嚴格的服務質(zhì)量等級分類。 </p>

16、<p>　　2.在調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務方面的應用。以傳統(tǒng)的遠動業(yè)務為例，通常的遠動業(yè)務是經(jīng)過模擬轉數(shù)字、數(shù)字轉模擬之后，實現(xiàn)業(yè)務互通，因此通道利用效率非常低，由于需要多重轉換，故障率也是很高的。隨著EMS系統(tǒng)的發(fā)展，變電站綜合自動化系統(tǒng)及基于IEC61850-1-104網(wǎng)絡化通信規(guī)約應用得越來越廣泛，傳統(tǒng)的遠動需要采用更大的帶寬和網(wǎng)絡化的通道來支持。為保障電力系統(tǒng)重要業(yè)務的安全要求，必須要將電力系統(tǒng)的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡必須與辦公信息網(wǎng)

17、絡物理層隔離。采用路由器設備（支持E1廣域接口）可以取消PCM、Modem等設備，提高了數(shù)據(jù)傳輸效率，減少了故障點，為此，建議在新的EMS系統(tǒng)建設中廣泛采用。 </p><p>　　隨著電網(wǎng)的發(fā)展，各種數(shù)據(jù)信號的傳輸要求越來越多，包括傳統(tǒng)的遠動信息、電能量采集系統(tǒng)信息、新興的電力市場信息、變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)和變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。MSTP設備提供豐富的業(yè)務接口，通過靈活的組網(wǎng)方式，可以為用戶提供各種方式的VPN

18、服務，主要包括專線VPN和共享環(huán)VPN。一般而言，目前共享專線VPN和共享環(huán)VPN均采用VLAN ID進行用戶安全隔離；而透傳專線VPN具有更高的安全特性，用戶之間絕對隔離但是帶寬利用率不高。 </p><p>　　電力專網(wǎng)產(chǎn)生和發(fā)展有其特殊性，電力通信專網(wǎng)是為滿足系統(tǒng)內(nèi)部的生產(chǎn)指揮調(diào)度及管理等特殊通信需求而建設的。因此電力通信設備選型基本標準是技術成熟、可靠性高、實時性強、具有很大的耐“沖擊”性，能夠適應電力系

19、統(tǒng)復雜的通信網(wǎng)絡結構。 </p><p>　　在充分利用現(xiàn)有資源、保護投資需要根據(jù)業(yè)務需求和光纜資源情況來選擇合適的組網(wǎng)方案，充分考慮現(xiàn)有資源的消化利用、新增投資的最小化、網(wǎng)絡的安全穩(wěn)定性以及技術的可實現(xiàn)性等問題；堅持以應用推動網(wǎng)絡建設的原則，積極整合和優(yōu)化現(xiàn)有傳輸設備、傳輸通路和光纜線路資源，并注意與現(xiàn)有設備的融合；應盡量采取升級方式(現(xiàn)有設備能夠升級而代價又比較小)來實現(xiàn)MSTP功能，努力提高傳輸設備和通道的

20、利用率。應用MSTP技術時，要考慮到原有舊的SDH設備是否支持MSTP技術，是否有足夠的槽位插入以太網(wǎng)板卡，主控板是否支持MSTP功能，網(wǎng)管能否管理MSTP板卡。在使用MSTP功能時，必須充分考慮更換交叉板卡、主控板卡及其網(wǎng)管系統(tǒng)。 </p><p><b>　　三.結束語 </b></p><p>　　隨著MSTP技術在電力系統(tǒng)通信網(wǎng)中的推廣應用，將為電力信息多業(yè)務

21、傳輸帶來極大的方便。MSTP不僅兼容傳統(tǒng)的SDH通信業(yè)務，又能適應IP﹑多突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務的需要，還可以很多的整合電力系統(tǒng)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，大大提高網(wǎng)絡的融合能力和安全性；同時利用MSTP就是實現(xiàn)多業(yè)務的綜合接入，不僅可以實現(xiàn)資料充分共享，還可以避免不必要的重復投資。隨著技術的日益發(fā)展﹑完善，MSTP技術將成為今后一段時間電力通信網(wǎng)的建設和改造的優(yōu)秀解決方案。 </p><p><b>　　參考文獻 <

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