摘要：本文針對當(dāng)前我國電力傳輸系統(tǒng)中普遍存在的問題進行分析，并提出采用自動交換光網(wǎng)絡(luò)(Automatically Switched Optical Network：ASON))技術(shù)對電力傳輸網(wǎng)進行優(yōu)化，在現(xiàn)有光纖加同步數(shù)字體系(Synchronous Digital Hierarchy：SDH)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上引進ASON控制層面，并承載ASON業(yè)務(wù)，在此基礎(chǔ)上逐漸使用ASON替換現(xiàn)有的SDH。

關(guān)鍵詞：自動交換光網(wǎng)絡(luò);電力通信;傳輸網(wǎng)

Abstract: this article in view of the current our country electric power transmission system in general and the analysis of existing problems, and puts forward adopts automatic exchange light Network (Automatically Switched Optical Network: ASON) technology to optimize the power transmission in existing Optical fiber and Synchronous Digital system (Synchronous Digital Hierarchy: SDH) Network based on the introduction of ASON control level, and carrying ASON business, based on the use of existing ASON gradually replace SDH.

Keywords: automatic exchange light network; Electric power communication; Transmission network

通信技術(shù)在不斷發(fā)展，從載波到微波再到光纖，光纖通信也從準(zhǔn)同步數(shù)字系列(plesiochronous digital hierarchy， PDH)到同步數(shù)字系列(synchronous digital hierarchy， SDH)，現(xiàn)在正逐步向自動交換光網(wǎng)絡(luò)(automatic switched optical network， ASON)演進。電力通信網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的1個專用通信網(wǎng)絡(luò)，如何合理地引入ASON技術(shù)，實現(xiàn)電力通信傳輸技術(shù)的平穩(wěn)演進是本文探討的主要內(nèi)容。

1.電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)難點

電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)作為電力系統(tǒng)信息傳送的平臺，對保障電網(wǎng)安全運行起著至關(guān)重要的作用，同時作為電力系統(tǒng)的配套工程，其建設(shè)計劃和進度必須與電力系統(tǒng)及其基礎(chǔ)建設(shè)的規(guī)劃配合，而不同于電信運營商可以將傳輸網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)提前進行有效的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，應(yīng)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的逐步升級和擴容。電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)存在如下技術(shù)難點：

a)規(guī)劃的不確定性。在電力網(wǎng)的建設(shè)中，由于新通信站點的接入，造成通信網(wǎng)絡(luò)重新調(diào)整，浪費大量人力資源。

b)業(yè)務(wù)類型大部分為低階，業(yè)務(wù)顆粒度為VC-12，業(yè)務(wù)分布分散。

c)對于業(yè)務(wù)級別最高的差動繼電保護信道， 為了防止收發(fā)路由不一致而導(dǎo)致保護裝置誤動，不允許該類信道以自愈方式配置。當(dāng)信道出現(xiàn)故障時，需手動臨時配置迂回路由，復(fù)雜程度高，效率低，如果臨時配置出現(xiàn)差錯將嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全。

d)通信光纜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在一定程度上未被充分利用，光纜中斷后靠維護人員現(xiàn)場調(diào)整路由，效率低。

2.我國電力通信傳輸網(wǎng)中存在的問題

經(jīng)過多年建設(shè)，我國電力通信傳輸網(wǎng)已具備一定的規(guī)模，基本滿足電力系統(tǒng)的通信需要。但隨著近年來電網(wǎng)事業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)有電力通信傳輸網(wǎng)在應(yīng)對種類繁多的業(yè)務(wù)時已頗感吃力，存在著較多的問題。當(dāng)前我國電力通信傳輸網(wǎng)中存在的問題主要有：

部分電力通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使得工作人員維護困難。由于光纜網(wǎng)絡(luò)資源的限制，在部分變電站只能以單鏈接入;而有的傳輸網(wǎng)中同時使用不同設(shè)備廠商的設(shè)備，造成設(shè)備的故障難以鑒別，導(dǎo)致電力通信系統(tǒng)故障后難以盡快修復(fù);另外，不同的設(shè)備也導(dǎo)致在同一網(wǎng)管上實現(xiàn)端到端的電路調(diào)度變得難以實現(xiàn)。

電力通信網(wǎng)中節(jié)點較多，系統(tǒng)安全性能有待提升。電力通信網(wǎng)中任何一段光纜的更換或維修都會影響系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。并且有些節(jié)點不在環(huán)網(wǎng)上，無法對業(yè)務(wù)進行自愈保護。若其中任何一個站點出現(xiàn)設(shè)備故障時，將會導(dǎo)致所有通信業(yè)務(wù)的丟失。

電力通信系統(tǒng)的接入層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)繁雜，難以滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需求。我國部門電力通信系統(tǒng)的接入層傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且有環(huán)帶環(huán)、環(huán)帶鏈的現(xiàn)象存在，導(dǎo)致現(xiàn)有電力通信網(wǎng)絡(luò)的難以擴容。另外，部分環(huán)網(wǎng)的時隙占用率過高，有的通道利用率甚至超過70%，并且這些通道也大都難以擴容。這都使得電力通信系統(tǒng)難以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

電力通信系統(tǒng)中部分設(shè)備技術(shù)落后，且老化嚴(yán)重，已經(jīng)難以適應(yīng)電力系統(tǒng)快速發(fā)展的需求。部分通信設(shè)備技術(shù)落后，不支持多業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)，需要通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器才能滿足以太網(wǎng)業(yè)務(wù)通道需求。且在長期使用過程中逐漸老化，不僅容易產(chǎn)生故障，增大維護負(fù)擔(dān)。

3.ASON技術(shù)

3.1體系結(jié)構(gòu)

ASON與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不同，它引入了控制平面，在功能上形成了由傳送平面、控制平面和管理平面構(gòu)成的體系結(jié)構(gòu)。ASON的基本構(gòu)架如圖1所示�？刂破矫媸茿SON的核心，它負(fù)責(zé)完成網(wǎng)絡(luò)連接的動態(tài)建立和網(wǎng)絡(luò)資源的動態(tài)分配�？刂破矫嬗煞植加诟鱾�ASON節(jié)點設(shè)備中的控制單元構(gòu)成，控制單元完成路由選擇、信令轉(zhuǎn)發(fā)和資源管理等功能，各控制單元間的連接共同形成統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)連接的自動化。

圖1 ASON的基本構(gòu)架

目前傳送平面都是基于SDH技術(shù)的，能夠提供大容量、無阻塞、交叉連接的硬件平臺，突破現(xiàn)有光傳輸系統(tǒng)的交叉能力，其交換顆粒度在VC-4之上，端口速率和端口密度滿足寬帶網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的需要，實現(xiàn)快速連接。

管理平面實現(xiàn)對傳送平面、控制平面以及系統(tǒng)的管理，確保所有平面之間的協(xié)同工作。管理平面提供的管理功能包括性能管理、故障管理、配置管理、計費管理和安全管理。在ASON體系結(jié)構(gòu)中，控制平面和傳送平面之間通過CCI相連，管理平面通過NMI-A和NMI-T分別與控制平面及傳送平面相連，3個平面通過3個接口實現(xiàn)信息的交互。

3.2ASON的優(yōu)勢

ASON技術(shù)通過發(fā)揮光纜環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，實現(xiàn)抗多點失效的功能，從而大大提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。

ASON技術(shù)可根據(jù)用戶對不同層面、不同業(yè)務(wù)質(zhì)量級別的要求，按需制定不同的保護恢復(fù)方式，并實現(xiàn)分級管理。根據(jù)業(yè)務(wù)的重要性，可以提供以下等級的業(yè)務(wù)：

a)鉆石級。網(wǎng)絡(luò)保護恢復(fù)方式為永久“1+1”，即在建立主用鏈路的同時建立1條備用鏈路，一旦主用鏈路故障，立即倒換到備用鏈路上，這時備用鏈路成為主用鏈路，同時在滿足網(wǎng)絡(luò)帶寬要求的前提下，立即尋找到新的備用鏈路，對業(yè)務(wù)再提供“1+1”保護。永久“1+1”保護的倒換時間非常短，小于50ms。這種方式適用于縱聯(lián)保護、安全穩(wěn)定裝置和會議電視等重要業(yè)務(wù)。

b)金級。網(wǎng)絡(luò)保護恢復(fù)方式為“1+1”加恢復(fù)路由，即在建立主用鏈路的同時建立備用鏈路，主用鏈路故障時倒換到備用鏈路上。如果備用鏈路也發(fā)生故障，就靠路由技術(shù)進行恢復(fù)。這種保護方式的倒換時間很短，在50ms以內(nèi)[4]，但恢復(fù)時間比較長，一般為秒級。這種方式適于脈沖編碼調(diào)制(pulse-code modulation， PCM)等業(yè)務(wù)。

c)銀級。網(wǎng)絡(luò)保護恢復(fù)方式為恢復(fù)路由，在業(yè)務(wù)鏈路故障時，重新尋找新的鏈路恢復(fù)業(yè)務(wù)，恢復(fù)時間為秒級�；謴�(fù)路由有先建后拆和先拆后建2種方式。先建后拆是指先建立1條正常鏈路，業(yè)務(wù)倒換成功后再拆除故障鏈路;先拆后建則是先拆除故障鏈路，再建立1條正常鏈路恢復(fù)業(yè)務(wù)。先拆后建方式最適合電流差動保護業(yè)務(wù)，它不需人工干預(yù)就可恢復(fù)業(yè)務(wù);先拆后建方式適合差動繼電保護、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)等業(yè)務(wù)。

d)銅級。無保護，不保障網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)。

e)鐵級。為額外傳送業(yè)務(wù)，可能被高優(yōu)先級業(yè)務(wù)搶占。

在ASON中增加或刪除1個節(jié)點時，網(wǎng)絡(luò)通過信令技術(shù)能夠?qū)⑦@個改變信息按照一定的規(guī)則傳送到每個需要知道的節(jié)點上，從而實現(xiàn)拓?fù)渥詣影l(fā)現(xiàn)，不需要人工干預(yù)，有利于網(wǎng)絡(luò)的升級和擴容。由于整個控制平面的智能化，在提供新業(yè)務(wù)時，大部分可通過網(wǎng)絡(luò)的智能節(jié)點和控制平面自動完成，大大縮短提供新業(yè)務(wù)的時間，同時減少運行維護量，降低運行維護成本。ASON技術(shù)可實現(xiàn)動態(tài)按需分配帶寬，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率，全面降低組網(wǎng)成本。

4.自動交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力通信傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用研究

當(dāng)前，我國部分發(fā)達地區(qū)的電力通信傳輸網(wǎng)中的絕大部分已采用光纖加同步數(shù)字體系(synchronous digital hierarchy：SDH)設(shè)備組網(wǎng)。而落后地區(qū)則由于經(jīng)費不足等原因采用了粗波分技術(shù)。電網(wǎng)一般按照自上而下結(jié)構(gòu)分層建設(shè)，分為骨干層(STM-6 4/1 6)、匯聚層(STM-4)和接入層(STM-1)。

為了更好地利用現(xiàn)有SDH設(shè)備，可在當(dāng)前SDH網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上引入ASON技術(shù)，在現(xiàn)有的SDH傳送網(wǎng)絡(luò)上承載ASON業(yè)務(wù)，這是既能發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的使用價值，又可以將ASON技術(shù)得以應(yīng)用的可行性方案。

在建設(shè)A S O N網(wǎng)絡(luò)時應(yīng)遵循由內(nèi)而外、循序漸進的原則，即以骨干層為基礎(chǔ)來建設(shè)ASON網(wǎng)絡(luò)，然后逐漸建設(shè)匯聚層和接入層。在骨干層建設(shè)ASON既要保證安全性、可靠性，又要保證業(yè)務(wù)不中斷。將骨干層建設(shè)為ASON網(wǎng)絡(luò)后，電力通信網(wǎng)的魯棒性將大大增強，而匯聚層和接入層的ASON網(wǎng)絡(luò)建設(shè)可以視情況而定。在建成骨干層的ASON網(wǎng)絡(luò)后，要保證其與原有SDH網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。ASON可以在基于G.803規(guī)范的SDH傳送網(wǎng)基礎(chǔ)上建設(shè)，這樣可以形成ASON與現(xiàn)有SDH傳送網(wǎng)絡(luò)的混合組網(wǎng)。

ASON與現(xiàn)有SDH網(wǎng)絡(luò)的融合是一個漸進的過程，先在現(xiàn)有SDH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)單獨的ASON，然后逐步形成整個的ASON網(wǎng)絡(luò)。實現(xiàn)ASON網(wǎng)絡(luò)與SDH網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，可以在傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)絡(luò)引入控制平面，具體可以使用以下2種方式。①在SDH網(wǎng)絡(luò)的全部網(wǎng)元上分別連接一套PC機，SDH網(wǎng)絡(luò)和PC機間遵循光網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元管理協(xié)議。通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將全部PC機上運行的控制協(xié)議連接成一個整體的信令網(wǎng)，并使得該信令網(wǎng)可以和ASON的信令網(wǎng)實現(xiàn)互通。②通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)ASON信令網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)建立連接，在傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的計算機上運行控制平面協(xié)議，通過ASON控制平面和傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的互通，實現(xiàn)ASON網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。

總結(jié)

ASON的出現(xiàn)代表了光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的趨勢，其相比于傳統(tǒng)SDH網(wǎng)絡(luò)有著無法比擬的優(yōu)越性，能夠很好地解決電力通信傳輸網(wǎng)的智能化問題，其最顯著的優(yōu)點——更高的安全性正是電力通信傳輸網(wǎng)孜孜以求的目標(biāo)，因此，在現(xiàn)有的SDH網(wǎng)絡(luò)中引入ASON技術(shù)能提高電力通信傳輸網(wǎng)的安全運行水平和智能化水平。

參考文獻

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