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上海山源電子科技股份有限公司

Shanghai Sany Electronic Technology Co., Ltd

煤礦地面高壓系統

3.1.1.PTN關鍵技術
基于 MPLS-TP的PTN包括如下一些關鍵技術。 
(1)分組轉發機制
PTN數據轉發基于標簽進行,即由標簽構成端到端的面向連接的路徑, MPLS-TE基于20比特的 MPLS-TP標簽轉發,是局部標簽,在中間節點進行LSP標簽交換。 
(2)多業務承載
MPLS-TP采用偽線電路仿真技術來適配不同類型的客戶業務,包括以太網、TDM和ATM等客戶業務。支持以太網點到點線型業務、以太網多點到多點專網線業務和以太網點到多點樹形業務。
(3)運行維護管理機制
PTN的 MPLS-TP運行維護管理機制分為虛線層、標簽交換路徑層和段層三層。每層都支持運行維護管理功能機制,包括連續性檢驗、連接確認、性能分類、告警抑制、遠端完整性能等。
(4)網絡保護方式
MPLS-TP支持的標簽交換路徑的保護方式,主要有環路保護、線路倒換和網狀網恢復等。保護倒換時間≤50ms,保護范圍包括光纖、節點、環的段層等;線路倒換時間≤50ms網狀網的恢復,主要依靠重新選擇路由機制完成。
(5)服務質量機制
PTN支持的服務質量機制,包括流量管理、優先級映射、流量整形、隊列調度和擁塞控制等。
3.1.2.整體網絡設計
PTN在組網和提供的業務方面完全可以替代目前煤礦井下所使用的的光纖以太環網,且網絡傳輸帶寬高達100G,是萬兆光纖以太環網的10倍,為5G、Wi-Fi6基站的接入提供了帶寬保障,具體組網示意圖如下:

3.2.網絡規劃
網絡分為一張井上萬兆SPN工業環網、兩張井下萬兆SPN工業環網、5G無線專網三部分。網絡按照“一張網”的要求進行規劃,把承載不同業務的網絡整合到一起(標準及規定有強制要求的除外),消滅井下多張網絡各自工作帶來的建設費用高、維護困難、升級困難等問題。井下的網絡具有一定的抗災能力,即當井下發生災害事故后,非災害區域的通信(語音、數據)不會中斷。
在網絡設計中,主要應該注重網絡的可靠、安全、QOS、管理方面,遵守了如下原則。
拓撲可靠性
在主干網絡的拓撲設計中應遵循N-1的電路可靠性和N-1的設備可靠性原則。
N-1的電路可靠性:拓撲中去掉任何1條連線(電路),不影響節點的連通性。這就要求每個節點至少有兩條不相關的電路與其他節點相連。如骨干設備互連、骨干節點與匯聚設備互連、接入節點與匯聚節點互連等。
N-1的節點可靠性:拓撲中去掉任何1個節點,不影響其他節點的連通性。
節點可靠性
主要節點,即核心層及匯聚層節點,采用雙設備配置,并且根據需要進行設備的引擎、電源、風扇等冗余設計,以及熱插撥等特性。
流量優化
根據網絡的流量和流向合理配置電路及其帶寬。網絡流量分布均勻,各電路帶寬得到較充分的利用,不存在網絡帶寬瓶頸。適度考慮在“N-1”的情況下網絡的流量。
經濟性
在保證可靠和暢通的前提下,網絡電路的數量、總里程和帶寬應盡可能減小,以降低網絡的運行費用。
擴展性
網絡電路和節點的增加、減少以及修改應不影響網絡的總體拓撲  
3.2.1.網絡總體結構
按照“一張網”的要求進行網絡規劃,井下各業務系統通過環網進行統一承載,強制要求隔離的業務系統通過不同的分片接入匯聚;然后將各種業務統一匯聚到SPN環網設備上。此SPN環網設備還承載5G專網無線信號的回傳。
總體網絡結構拓撲圖如圖1所示:

網絡的總體要求如下:
1)所有的網絡設備必須支持IPv6。
2)網絡的建設必須符合標準、政策的要求。
3)內部信息網絡互連互通,實現“一張網”
4)各網絡需要考慮合理的保護方式,保證業務健壯性。
5)井下工業環網為骨干網,承載5G、NB-IoT、UWB、接入層交換機的接入。
3.2.2.井下核心層網絡設計(SPN)
SPN(切片分組網,Slicing Packet Network):是一種新的傳輸網技術體制,基于SDN + SR-TP,分別在物理層,鏈路層和轉發控制層采用創新技術,來滿足5G及未來傳輸網絡需要。

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