RPR技术在超高压电网通信系统中的应用

摘要：作为一种新技术，RPR弹性分组环集成了IP、以太网、光纤环网等技术的优越性，被国际上普遍认为是一种很有市场前景的技术，为广域网提供了一个很好的解决方案，本文介绍了RPR技术的特点和优点，并简要介绍了RPR技术在超高压电网中的应用前景。

关键词：RPR共享带宽电力通信

0引言

RPR(Resilient Packet Ring)是一套用来建立IP环网的国际标准，它集IP的智能化、以太网的经济性和光纤环网的高带宽效率、可靠性于一体，为宽带广域网通信系统提供了一个良好的组网方案。超高压电网担负着500千伏骨干电网的输变电任务，地位重要、覆盖面广是它的特点，将RPR技术应用于超高压电网通信系统，能够充分发挥RPR技术的优势，并满足建设智能电网通信系统的多业务、高带宽的需求。

1　PRR技术的特点

RPR是以太网技术与SDH光网络技术直接融合的产物，它源于对IP宽带业务发展的需求。传统的解决方案主要是SDH或以太网方式，这两种方案都各有明显的优缺点，SDH环网的优点是高可靠性，满足用户的通信要求；能够提供保护和快速恢复机制，但是其点到点、电路交换的设计目标也为它带来了浪费带宽等缺点，而以太网技术有其成本低、简洁、易扩展、以及便于IP包的传输和处理等优点，但它在规模、端到端业务建立、质量保证、可靠性等方面还存在不少需要克服的难题。

PRR技术融合了以太网和光网络的优点，其特点如下：

(1)较高的带宽效率

传统的SDH网络需要环带宽的50％作为冗余，RPR则不然，它技术是一种环网技术，采用了正反向双环拓扑，业务和控制信息分离在相反的两个环上，它的内外两个环都属于工作环，同时是反向环的保护环。利用两个反向的环来保护业务，同时还允许数据业务流在源节点和目的节点之间的环上全速传输，不需要保留50％的带宽。

(2)较公平的带宽分配协议(Qos的保证)

通过简单有效的公平算法，实现数据业务的带宽共享。因为在网络中，用户接入端的通信业务量从本质上来说是突发性的，而网络核心部分的业务量较为平稳，所以具有一定的可预测性。RPR通过业务的分级来避免上下游站点间的带宽不公平。

(3)快速的保护机制

RPR可以提供50ms的业务保护，这与SDH的APS相类似。目前可以通过业务环回(Wrapping)或者绕开(Steering)两种方法来避免发生的故障。采用“环回”时，和故障邻近的节点会把一个环上的业务环回到另一个环上，这种方法使数据流在经过很长一段路径到达目的节点时，都会保持连续(顺序)性。“绕开”这种方法实际上是让数据流掉转方向，通过另一段路径到达目的节点。

(4)与SDHN络的无缝连接

内嵌于sDH的RPR系统在组网方面可以与SDH网络无缝连接：SDH的网络一般以环网为主，RPR需要的正好也是环的结构，因此可以实现无缝的连接，充分利用环网的带宽，而不像已有的MSTP--样需要通过STP协议或手工配置在SDH环网中防止业务成环，有时会因此浪费掉一部分带宽。

(5)简单的业务配置

RPR的目标之一是分布式接入。分布式接入、快速保护和业务的自动重建为节点的快速插入和删除提供了即插即用机制。RPR也是一项在环内使用共享带宽的分组交换技术，每一个节点都知道环的可用容量。只需要配置―下接人端与环的连接关系，不需要配置环内各点之间如何相连，业务如何流向，这样就大大简化了工作。

2　RPR技术基本原理

根据IEEE的标准框架结构，802.17和802.3是平级的链路层协议，可兼容多种数据速率。可以在一系列的物理层上工作，如：SONET／SDH、千兆以太网(IEEE 802.3ab)、10Gbit／s以太网(IEEE 802.3ae)及密集波分复用(DwDM)等。当速率更高的物理层再现时，RPR同样可以支持这些物理层。RPR同样也属于广播型网络，一个数据包可以到达环上所有的节点。这意味着多种用于广播型网络技术能够继续用于RPR，如地址解析协议(ARP)、生成树协议(802.1D)和三层协议等。

3　RPR技术在超高压局通信系统中应用

超高压电网所担负的输电线路长，变电站距离远，所承载的通信业务种类较多，对通信时延要求各不相同，业务优先级别也不一样。目前，超高压电网通信系统承载着继电保护、安全稳定控制装置及远跳、行波测距、远动自动化SCADA系统、电力调度数据网、变电站数据监控系统、变电站视频监控系统、视频会议系统、调度总机中继、行政电话机中继、信息局域网等多种用户业务。RPR技术在理论上完全能够以上业务并满足要求。但由于目前用户端设备接口分为2M和以太网两种，2M接口提供给要求使用专线业务的小部分用户，而大部分及对带宽需求高的业务多为以太网接口，而且采用IP方式的以太网接口也是未来建设智能电网业务的发展方向。同时，超高压电网利用传输线路上的OPGw(架空地线复合光缆)和sDH光设备已经构建起了光传输网络，RPR设备可根据实际情况采用0verFiber~术或over SDH技术来组网。因此RPR技术在超高压局通信系统中将有良好的应用前景。下图是一个典型的超高压电网RPR环网拓扑图。

典型超高压电网RPR环网拓扑图。

4　结束语

对于目前超高压电网通信系统来说，SDH光网络是主要的传输手段，面对未来智能电网的发展趋势，必将对通信系统提出多业务、广域、宽带传输的要求，RPR技术是面向IP业务传送优化的多业务网络解决方案，既可以提供网络的弹性扩展、高度的网络安全性(50ms环保护)、严格的Q0s服务等级保障和带宽控制，又具有低成本优势，因而具有强大的生命力，是建立智能电网通信系统传输平台的主流趋势。它为以后电力系统的智能化，电力MIS，GIS、ERP的业务的飞速发展，提供了坚实的硬件基础。也可以预见，电力通信系统将从sDH光网络静态的、非智能的、固定带宽分配向弹性的、智能的、带宽动态分配的RPRtt术应用转换，RPR技术在超高压电网通信光网络的快速发展中，将具有更加广阔的发展空间和美好的应用前景。

参考文献

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3、IEEE IEEE Standa 802 17Resilient PacketRing2004

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