摘要： 隨著光通信技術(shù)在電力系統(tǒng)通信領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，如何提高光傳輸網(wǎng)絡(luò)的可靠性和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定性已經(jīng)成為至關(guān)重要的問(wèn)題。本文分析了電力通信網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)的現(xiàn)狀，介紹了自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON: Automatic Switched Optical Network) 的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò);電力通信;智能光網(wǎng)絡(luò)

1 前言

電力通信網(wǎng)是規(guī)模較大、發(fā)展較完善的專(zhuān)網(wǎng)，是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行而產(chǎn)生的。目前，南方電網(wǎng)光纖通信承載的業(yè)務(wù)不僅有語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻等常規(guī)業(yè)務(wù)，還有保護(hù)、安穩(wěn)等電力生產(chǎn)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。隨著信息訪問(wèn)數(shù)據(jù)越來(lái)越多，現(xiàn)有的傳輸網(wǎng)技術(shù)已越來(lái)越不能適應(yīng)電力通信的發(fā)展進(jìn)步和通信業(yè)務(wù)的需求。電力通信系統(tǒng)的高速發(fā)展，需要網(wǎng)絡(luò)具備高速率、高帶寬、高覆蓋、高可靠性等特點(diǎn)。而ASON所具有的優(yōu)異的性能必將成為建設(shè)未來(lái)電力通信光網(wǎng)絡(luò)的首選技術(shù)。

2 ASON的體系結(jié)構(gòu)

ASON 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的核心特點(diǎn)就是支持電子交換設(shè)備動(dòng)態(tài)地向光網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)帶寬資源，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)分布模式動(dòng)態(tài)變化的需求，通過(guò)信令系統(tǒng)或者管理平面自主地建立或者拆除光通道。采用自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)后，原來(lái)復(fù)雜的多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以變得簡(jiǎn)單和扁平化，光網(wǎng)絡(luò)層可以直接承載業(yè)務(wù)，避免了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)升級(jí)時(shí)受到的多重限制。其體系結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)在ASON 的3種平面和3 種連接類(lèi)型上。

2. 1 　ASON的3 種平面

按照國(guó)際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)部(ITU-T) ITU-T G.8080 (G. ASON) 建議，ASON分為傳輸平面、控制平面、管理平面3個(gè)獨(dú)立的層面。

2. 1. 1 　傳輸平面

傳輸平面由提供子網(wǎng)絡(luò)連接傳輸網(wǎng)的網(wǎng)元組成。傳輸平面為用戶(hù)提供一個(gè)端點(diǎn)到另一個(gè)端點(diǎn)雙向或單向信息傳輸，監(jiān)測(cè)連接狀態(tài)信息(如故障和信號(hào)質(zhì)量) ，并提供給控制平面。傳輸平面負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳送。

2 .1. 2 　控制平面

控制平面由一組通信實(shí)體組成，負(fù)責(zé)完成呼叫控制和連接控制功能，主要負(fù)責(zé)連接的建立、釋放、監(jiān)測(cè)和維護(hù)，并在發(fā)生故障時(shí)恢復(fù)連接。

2. 1. 3 　管理平面

管理平面完成傳送平面、控制平面和整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)功能，主要面向網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者，側(cè)重于對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)情況的掌握和網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化配置，負(fù)責(zé)所有平面間的協(xié)調(diào)和配合，能夠進(jìn)行配置和管理端到端的連接。

2. 2 　ASON的連接方式

ASON 支持的連接有3 種方式:永久性連接、交換式連接和軟永久性連接。

2. 2. 1 　永久性連接

永久性連接是通過(guò)管理平面直接配置傳輸平面的網(wǎng)絡(luò)資源來(lái)建立連接的。這種連接由網(wǎng)管系統(tǒng)提供，它采用逐跳尋徑的方式，沿著網(wǎng)管指定的網(wǎng)絡(luò)通道建立連接，不依賴(lài)網(wǎng)絡(luò)路由和信令能力，一旦建立連接，在沒(méi)有管理平面的相應(yīng)拆除連接指令情況下，這條連接就一直存在。

2. 2. 2 　交換式連接

交換式連接是由源端用戶(hù)發(fā)起呼叫請(qǐng)求，通過(guò)控制平面內(nèi)信令實(shí)體間信令交互建立起來(lái)的連接類(lèi)型。交換連接實(shí)現(xiàn)了連接的自動(dòng)化，滿(mǎn)足快速、動(dòng)態(tài)并符合流量工程的要求。交換連接的引入是整個(gè)ASON的核心所在。正是由于有了交換式連接的引入，光網(wǎng)絡(luò)才有了智能，從而可以根據(jù)用戶(hù)的要求自動(dòng)提供所需的光通道。

2. 2. 3 　軟永久性連接

軟永久性連接是介于這2 種連接之間，這種連接建立的請(qǐng)求也是從管理平面發(fā)出的，但對(duì)傳輸網(wǎng)資源的配置卻是由控制平面完成的。這種連接的拆除也是在管理平面的命令下完成的。

3 南方電網(wǎng)光傳輸網(wǎng)的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

3. 1 　南方電網(wǎng)光通信網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題

南方電網(wǎng)光通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以環(huán)網(wǎng)為主，其控制和管理依然停留在SDH網(wǎng)絡(luò)的傳統(tǒng)模式，網(wǎng)絡(luò)的光層僅為各個(gè)電層設(shè)備提供靜態(tài)高容量的帶寬服務(wù)連接，其傳輸主要存在以下問(wèn)題:

3. 1. 1 　網(wǎng)絡(luò)生存性差

南方電網(wǎng)光通信網(wǎng)絡(luò)通常采用環(huán)形保護(hù)和線性保護(hù)2種保護(hù)方式， 網(wǎng)絡(luò)一般都采用環(huán)形結(jié)構(gòu)或環(huán)形相交、相割和重疊的模式。保護(hù)倒換依靠APS協(xié)議完成，這種保護(hù)方式僅能應(yīng)對(duì)單點(diǎn)失效，對(duì)多點(diǎn)失效無(wú)能為力。

3. 1. 2 　網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性差

當(dāng)前，南方電網(wǎng)通信所使用的是靜態(tài)的SDH環(huán)網(wǎng)，想對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)容是比較繁瑣的事情。如果是在環(huán)上進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的增減，則需要斷開(kāi)已有光鏈路中承載的所有業(yè)務(wù);要環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中某一個(gè)區(qū)段需要擴(kuò)容，就需要對(duì)整個(gè)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容。一旦因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，就要重新規(guī)劃整個(gè)SDH網(wǎng)絡(luò)，這不僅要重新調(diào)整全網(wǎng)的保護(hù)方式、業(yè)務(wù)配置，還可能要增加設(shè)備、投資，并會(huì)大范圍地影響網(wǎng)上所承載的業(yè)務(wù)。

3. 1. 3 　網(wǎng)絡(luò)利用率低

一個(gè)環(huán)上的帶寬是固定的，環(huán)上所有的光鏈路帶寬分配一致，不能實(shí)現(xiàn)按需求配置，造成了非常大的網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)。且跨環(huán)業(yè)務(wù)經(jīng)過(guò)跨環(huán)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接，在某些節(jié)點(diǎn)配置了3～4 套光設(shè)備，效率極低，跨環(huán)節(jié)點(diǎn)成為業(yè)務(wù)調(diào)度的瓶頸。

3. 1. 4 　主干網(wǎng)A集中式的網(wǎng)絡(luò)管理的隱患

目前南方電網(wǎng)主干光傳輸網(wǎng)的管理還是采用集中式管理，將所有業(yè)務(wù)的終結(jié)點(diǎn)歸于一個(gè)網(wǎng)管中心，那么一旦中心網(wǎng)管出現(xiàn)故障或者遭到惡意攻擊，則很可能造成主干光傳輸網(wǎng)失去監(jiān)控和控制功能;且若是主干網(wǎng)的某個(gè)關(guān)鍵網(wǎng)元受到攻擊或出現(xiàn)故障，很可能導(dǎo)致全網(wǎng)重要的通信信息通道癱瘓，直接影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3. 2 　ASON在南方電網(wǎng)光通信網(wǎng)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

針對(duì)目前南方電網(wǎng)通信光網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，通過(guò)應(yīng)用ASON 技術(shù)有很大的優(yōu)勢(shì)。

3. 2. 1 ASON技術(shù)支持大大提高了網(wǎng)絡(luò)的生存性。

ASON可采用分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)管理，能消除目前主干光通信網(wǎng)集中網(wǎng)管的安全隱患，做到了多個(gè)網(wǎng)元同時(shí)計(jì)算恢復(fù)業(yè)務(wù)，有效地減少了恢復(fù)時(shí)間。使網(wǎng)絡(luò)中的各種功能和性能始終處于各級(jí)運(yùn)維部門(mén)的管理監(jiān)控的范圍內(nèi)。

在Mesh網(wǎng)絡(luò)方案下各節(jié)點(diǎn)、各鏈路融合在一起，自動(dòng)、智能實(shí)現(xiàn)整網(wǎng)資源共享。而ASON 技術(shù)保證了不管有多少處故障，只要網(wǎng)絡(luò)中還有可達(dá)的空閑路由就可以對(duì)業(yè)務(wù)實(shí)施保護(hù)，傳統(tǒng)的SDH 網(wǎng)絡(luò)中是不可能實(shí)現(xiàn)的。

3. 2. 2 對(duì)不同等級(jí)的業(yè)務(wù)提供靈活的保護(hù)方式。

由于ASON在SDH基礎(chǔ)上引進(jìn)了IP的路由技術(shù)，能夠提供基于SDH方式的電路倒換保護(hù)，也能夠提供基于IP路由的路徑恢復(fù)保護(hù)。因此ASON可提供多等級(jí)的業(yè)務(wù)服務(wù)，對(duì)不同等級(jí)的業(yè)務(wù)可以提供不同的保護(hù)恢復(fù)方式，為不同等級(jí)業(yè)務(wù)提供差異化的、可選擇的服務(wù)。

3. 2. 3 支持不同等級(jí)的設(shè)備或不同帶寬的鏈路共存，提高帶寬利用率。一條鏈路可同時(shí)為多個(gè)鏈路作保護(hù)，節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)資源。

3. 2. 4 ASON 具有模塊化的特性，升級(jí)擴(kuò)容非常簡(jiǎn)單。

擴(kuò)容只需對(duì)那些需要擴(kuò)容的鏈路進(jìn)行即可， 而在網(wǎng)格結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的情況下， 也只意味著根據(jù)實(shí)際情況， 在一些節(jié)點(diǎn)之間增加新的光連接。通過(guò)ASON 拓?fù)涞淖詣?dòng)發(fā)現(xiàn)功能， 只要網(wǎng)元之間光路連接正確及工作正常，在網(wǎng)管上就能自動(dòng)讀取節(jié)點(diǎn)信息并顯示節(jié)點(diǎn)間的鏈路連接關(guān)系，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元信息及網(wǎng)元之間連接的自動(dòng)配置。

4 南方電網(wǎng)光通信網(wǎng)應(yīng)用ASON 的原則和策略

南方電網(wǎng)通信網(wǎng)中，站點(diǎn)分布廣而密集，光纜資源比較多。隨著近幾年南方電網(wǎng)公司在光通信建設(shè)上資金力度的投入，已初步形成了以500 kV變電站為核心的主干光通信網(wǎng)絡(luò)，并且相鄰核心站之間基本都存在一條直達(dá)光纜路徑和多條中繼光纜路徑，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)非常適合建立以ASON 網(wǎng)為骨干的網(wǎng)絡(luò)。因此，南方電網(wǎng)通信網(wǎng)應(yīng)用ASON 的總體原則是“自上而下”。即是說(shuō)充分利用現(xiàn)有的SDH網(wǎng)絡(luò)資源，先在主干光通信網(wǎng)引入ASON，解決2. 5Gbit/s 及以上速率業(yè)務(wù)的上下話(huà)路和調(diào)度，然后逐步向匯聚層和接入層延伸，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的平滑過(guò)渡，最終在整個(gè)南方電網(wǎng)光通信網(wǎng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)智能光網(wǎng)絡(luò)的部署。

具體實(shí)施過(guò)程中，首先應(yīng)根據(jù)南方電網(wǎng)光通信網(wǎng)的核心站點(diǎn)進(jìn)行分級(jí)選擇，在全網(wǎng)范圍內(nèi)充分考慮站點(diǎn)的業(yè)務(wù)流向流量、承載業(yè)務(wù)種類(lèi)、機(jī)房條件、光纜路由等因素，選擇承載業(yè)務(wù)重要、業(yè)務(wù)發(fā)展好、機(jī)房條件充裕、光纜物理路由便利的通信站作為ASON 的升級(jí)站點(diǎn);同時(shí)，通過(guò)對(duì)南方電網(wǎng)光通信網(wǎng)的業(yè)務(wù)模型和物理路由的情況分析來(lái)看，在應(yīng)用ASON 技術(shù)的過(guò)程中， 規(guī)劃成網(wǎng)格狀和環(huán)狀結(jié)合的光網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較合適;接著，為了使ASON與傳統(tǒng)SDH 環(huán)網(wǎng)進(jìn)行融合，需要對(duì)原來(lái)的SDH 網(wǎng)管升級(jí)，使之具有集中控制功能，這樣傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)成為ASON的一個(gè)集中控制域，網(wǎng)管系統(tǒng)通過(guò)集中控制域?qū)崿F(xiàn)域內(nèi)的自動(dòng)連接，通過(guò)增加域間標(biāo)準(zhǔn)的信令接口(如E - NNI 和UNI) ，來(lái)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的自動(dòng)交換;并且，ASON 網(wǎng)絡(luò)在一定的時(shí)期內(nèi)必須要和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)共存，對(duì)于原有業(yè)務(wù)的割接，應(yīng)根據(jù)電力生產(chǎn)的實(shí)際需求，采用一次到位或逐步到位等不同的方式。

5 結(jié)語(yǔ)

ASON是指一種具有靈活性、高可擴(kuò)展性的能直接在光層上按需提供服務(wù)的光網(wǎng)絡(luò)，是光傳送網(wǎng)的一次具有里程碑意義的重大突破，被廣泛認(rèn)為是下一代光網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。光交叉連接設(shè)備的引入，使組網(wǎng)拓?fù)鋸沫h(huán)型、線性結(jié)構(gòu)演進(jìn)成高效的網(wǎng)狀拓?fù)�，從而可為尋找最�?yōu)化的光路由或在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)快速尋找保護(hù)路由提供可能，同時(shí)也便于在全網(wǎng)共享備用資源。ASON自身的伸縮性與網(wǎng)絡(luò)軟件的結(jié)合可提供全網(wǎng)的伸縮性，各種直接向用戶(hù)提供的特色服務(wù)都要通過(guò)交換平臺(tái)實(shí)施。在電力通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中采用ASON智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將使電力通信網(wǎng)絡(luò)從靜態(tài)的、非智能的、需要外控的傳輸向動(dòng)態(tài)的、智能的、自控的傳輸轉(zhuǎn)變，其穩(wěn)定，靈活，安全的特色將是我國(guó)建設(shè)數(shù)字化電網(wǎng)的有力保障。

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