孟祥迪

摘要 PTN在智能电网建设中大规模部署，较好地满足了电网管理业务和生产业务的承载需求。随着网络面向互联网为中心的业务高速发展，对智能电网传送网也提出了新的需求：一是业务快速开通，尤其是跨域业务开通;二是网络带宽实时调，等等。而现有的PTN网络很难满足上述要求。因此，在现有PTN网络基础上引入SDN（软件定义网络）技术，为PTN网络提供智能化控制平面技术，将PTN网络升级为SPTN，提高网络的智能化、资源利用率。

[关键词]智能电网PTN（分组传送网）SDN（软件定义网络）SPTN（软件定义分组传送网）

1 引言

2015年7月，为提高输电网智能化水平，国家发展改革委与国家能源局共同发布《关于促进智能电网发展的指导意见》。《意见》提出了进行国家智能电网战略规划的要求：到2020年，初步建成智能电网体系。智能通信系统作为智能电网的重要组成部分，必须确保电网在更安全、更可靠与更经济的环境下良好运行。为了提高电网智能化水平，建立开放型、泛在型的智能互动可信的电力信息通信网络，明确指出要求把云计算、大数据据、物联网以及移动互联网与光纤传送网等信息通信新技术广泛应用到电力系统信息化建设中。

根据《意见》的指导思想，智能电网应对上层应用提供更加友好的用户互动界面，实现按需带宽服务和性能监视，提供业务快速发放能力等。这些需求也推动了SDN技术在智能电网应用，同时也推动PTN技术的进一步演进。SPTN就是在ICT时代背景下，PTN在智能电网信息技术演进的结果，实现了SDN与PrN智能融合，完成了网络可编程的集中式控制，更好地满足以网络传送为中心的业务运营需求。

2 SPTN相关技术

SPTN是PTN和SDN技术的智能深度融合的产物，全网业务的部署统一由网络SDNController实现，达到对现有电力网设备的自动升级与改造。SDN技术的引进，推动了原有PTN网络向更先进、更高效的SPTN技术的演进。

2.1 SPTN系统技术特点

（1）按需定义的SDN网络，一方面设备向控制器开放业务编排能力，另一方面控制器面向应用开放网络能力，提供按需调整、高效创新的分组传送网络。

（2）先进的SPTN技术电网信息化建设的集中控制，采用更加合理有效的网络技术和更加强大的路由计算与业务规划规划能力，提供了电力传送网整体资源优化和调整能力;

（3）层次化SPTN控制技术，更加契合智能电网工业级网络大规模组网的需求，满足电网二次系统的组网需求。

2.2 SPTN系统架构

SPTN系统，引入了SDN技术，整体系统采用转发平面、控制平面和应用平面隔离而又有效协同工作的模式，其中控制平面是SPTN系统的核心，其具体架构如图1所示。

SPTN网络提供了層次化的控制技术。网元数量超过控制器管控能力时，一般采用增加控制器数量解决问题。随着智能电网组网规模逐渐增大，单凭增加控制器数量，己无法满足智能化电网建设需求。SPTN控制技术采用层次化控制模式，分为D- Controller （domain-Controller， 域内控制器）和S.Controller（Superfluity Domain Controller，域间控制器），其中D-Controller主要通过南向接口对网络转发层设备进行域内负责域内管理与控制;域间业务的控制则通过由D-Controller提供的北向接口，S-Controller完成对电网全部网络资源的协调和业务调度。同时APP平台通过开放接口连接S.Controller，实现对网络资源可编程方式的查询、管理及定制业务等功能。

3 SPTN技术在智能电网的典型应用

3.1 BOD业务快速提供

在智能电网中，分组业务比重日趋加大，分组业务对带宽的消耗大大增加，且不同的业务，对带宽、延迟等传输性能有不同的要求，比如视频会议需要高带宽、低延迟的保证;调度、监控等关键任务非常注重低延迟，需要有刚性管道进行保障。BOD（Bandwidth OnDemand，按需带宽调度）业务则是一种智能电网管道传送的关键性性业务，可以根据用户需求，提供定制化服务保障。在服务申请页面，用户自由选择相应业务，并按需调整用户网络带宽，提供优质的差异化服务。

通过Web/ APP Client，SPTN完成定制业务，业务网络带宽和服务质量的自行选择，并由D-controller协同各个S-Controller快速响应用户突发性带宽需求，大大降低了业务开通和带宽调整时间，快速完成业务所需资源的协调和业务调度。

3.2 网络虚拟化

网络建设的经济性是智能电网对传送网络建设的潜在需求。如何在同一个物理网络中，对多种业务的运营进行高效协同，SPTN提供了具体的解决方案。

SPTN技术根据最终客户的不同需求，实现抽象网络资源虚拟化资源切片。在同一个物理网络环境中，虚拟化出几个独立的逻辑网络，如管理业务中的Ⅲ区监控业务和Ⅳ区的行政办公业务，在统一的系统平台下，虚拟成两张逻辑独立的网络。针对不同的业务需求，采用不同的控制方案实现网络资源调配。提供个性化差异服务和保障。基于SPTN的网络虚拟化解决方案，实现了智能电网业务发展周期和投资情况而合理进行网络规划与部署，网络业务实现分期有序展开，解决网络设备重复投资建设的缺点。

3.3 传送层和应用层协同

在传统网络中，智能电网传送网和应用层相互独立，调度隔离，传送网络的相对封闭性，导致不能很好适应灵活的按需业务管理调度要求。引入SDN技术后的SPTN系统架构采用三平面逻辑隔离而又有效协同工作的模式。上层应用可以通过网络层提供的API接口，根据网络资源情况动态调整业务，实现传统电力传送网的智能管道升级，实现应用与网络的统一协调调度。

3.4 光电融合

现阶段，智能电网网络IP层承担数据分组和转发;电网的光传送层担负大容量、超长距的业务传送，为网络IP层提供智能通道。两张网络相互独立，分层、独立规划与运维管理。光传送层仅仅负责IP层静态物理链路资源保障，实现IP层无感知业务传送和保护能。光传输层也无法探知IP层的动态业务需求变化，相对独立的两张网络无法实现没有真正意义上的协同工作，经济性差。

在设备功能上，SPTN功能涵盖了POTN功能，提供了波长、子波长、LSP、PW的控制和管理，融合了网络分组技术和光传送技术二者的优势。SPTN技术组网方案提高网络资源利用率，实现一个智能融合的，灵活调度的高效智能传输网。

4 智能电网建设中的SPTN技术部署策略

在智能电网建设中，PTN网络中络中引入SDN Controller需要着重考两方面的问题：

（1）大量现有网络设备的利用。如何在不改动或最小化改动现网设备，最大程度降低网络改动对现网业务的影响现网业务的情况下，完成SDN Controller的引入，完成智能电网升级改造;

（2）SDN Controller跟现网资源管理系统、运营系统的融合。

基于上述要求，并结合SPTN技术特点与网络建设需求，SPTN网络升级改造建议采取三步走方式进行：

（1）平滑演进的SPTN，通过统一网关系统虚拟技术，为SDN Controller提供开放的网络能力。在不改动物理网络转发层面的基础上，实现平滑演进;

（2）实现SDN Controller与网络资源统一管理、运营，实现网络系统智能融合，实现业务自动发放;

（3）逐步完成由边缘到核心的演进，逐步升级网络设备，提供开放的SPTN，实现南向接口标准化和资源共享。

5 结束語

PTN作为传统的网络业务承载的技术，引入了SDH，实现承载网络架构的升级，适应电力传送网业务大带宽和IP化的发展要求。但随着促进智能电网发展的指导意见提出后，如何更加高效提高电网智能化水平是急需解决的问题。在PTN中引入SDN技术，将网络控制功能和数据转发功能分开，使控制、转发和接入变得灵活，满足了信息高速发展时代的智能电网业务运营需求。

参考文献

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