上海山源电子科技股份有限公司

Shanghai Sany Electronic Technology Co., Ltd

煤矿地面高压系统

3.1.1.PTN关键技术
基于 MPLS-TP的PTN包括如下一些关键技术。 
(1)分组转发机制
PTN数据转发基于标签进行,即由标签构成端到端的面向连接的路径, MPLS-TE基于20比特的 MPLS-TP标签转发,是局部标签,在中间节点进行LSP标签交换。 
(2)多业务承载
MPLS-TP采用伪线电路仿真技术来适配不同类型的客户业务,包括以太网、TDM和ATM等客户业务。支持以太网点到点线型业务、以太网多点到多点专网线业务和以太网点到多点树形业务。
(3)运行维护管理机制
PTN的 MPLS-TP运行维护管理机制分为虚线层、标签交换路径层和段层三层。每层都支持运行维护管理功能机制,包括连续性检验、连接确认、性能分类、告警抑制、远端完整性能等。
(4)网络保护方式
MPLS-TP支持的标签交换路径的保护方式,主要有环路保护、线路倒换和网状网恢复等。保护倒换时间≤50ms,保护范围包括光纤、节点、环的段层等;线路倒换时间≤50ms网状网的恢复,主要依靠重新选择路由机制完成。
(5)服务质量机制
PTN支持的服务质量机制,包括流量管理、优先级映射、流量整形、队列调度和拥塞控制等。
3.1.2.整体网络设计
PTN在组网和提供的业务方面完全可以替代目前煤矿井下所使用的的光纤以太环网,且网络传输带宽高达100G,是万兆光纤以太环网的10倍,为5G、Wi-Fi6基站的接入提供了带宽保障,具体组网示意图如下:

3.2.网络规划
网络分为一张井上万兆SPN工业环网、两张井下万兆SPN工业环网、5G无线专网三部分。网络按照“一张网”的要求进行规划,把承载不同业务的网络整合到一起(标准及规定有强制要求的除外),消灭井下多张网络各自工作带来的建设费用高、维护困难、升级困难等问题。井下的网络具有一定的抗灾能力,即当井下发生灾害事故后,非灾害区域的通信(语音、数据)不会中断。
在网络设计中,主要应该注重网络的可靠、安全、QOS、管理方面,遵守了如下原则。
拓扑可靠性
在主干网络的拓扑设计中应遵循N-1的电路可靠性和N-1的设备可靠性原则。
N-1的电路可靠性:拓扑中去掉任何1条连线(电路),不影响节点的连通性。这就要求每个节点至少有两条不相关的电路与其他节点相连。如骨干设备互连、骨干节点与汇聚设备互连、接入节点与汇聚节点互连等。
N-1的节点可靠性:拓扑中去掉任何1个节点,不影响其他节点的连通性。
节点可靠性
主要节点,即核心层及汇聚层节点,采用双设备配置,并且根据需要进行设备的引擎、电源、风扇等冗余设计,以及热插拨等特性。
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,不存在网络带宽瓶颈。适度考虑在“N-1”的情况下网络的流量。
经济性
在保证可靠和畅通的前提下,网络电路的数量、总里程和带宽应尽可能减小,以降低网络的运行费用。
扩展性
网络电路和节点的增加、减少以及修改应不影响网络的总体拓扑  
3.2.1.网络总体结构
按照“一张网”的要求进行网络规划,井下各业务系统通过环网进行统一承载,强制要求隔离的业务系统通过不同的分片接入汇聚;然后将各种业务统一汇聚到SPN环网设备上。此SPN环网设备还承载5G专网无线信号的回传。
总体网络结构拓扑图如图1所示:

网络的总体要求如下:
1)所有的网络设备必须支持IPv6。
2)网络的建设必须符合标准、政策的要求。
3)内部信息网络互连互通,实现“一张网”
4)各网络需要考虑合理的保护方式,保证业务健壮性。
5)井下工业环网为骨干网,承载5G、NB-IoT、UWB、接入层交换机的接入。
3.2.2.井下核心层网络设计(SPN)
SPN(切片分组网,Slicing Packet Network):是一种新的传输网技术体制,基于SDN + SR-TP,分别在物理层,链路层和转发控制层采用创新技术,来满足5G及未来传输网络需要。

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