自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力通信網(wǎng)應(yīng)用分析

原 軍

(太原供電分公司,山西太原 030012)

自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力通信網(wǎng)應(yīng)用分析

原 軍

(太原供電分公司,山西太原 030012)

根據(jù)自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的高度智能化特點(diǎn),結(jié)合山西電力通信系統(tǒng)實(shí)際情況,在建設(shè)數(shù)字化、智能化電網(wǎng)的基礎(chǔ)上,為努力實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互通、數(shù)據(jù)共享的發(fā)展要求,應(yīng)積極推進(jìn)自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和應(yīng)用,為電網(wǎng)所需各類業(yè)務(wù)提供優(yōu)質(zhì)可靠的傳輸通道,同時(shí)提高通信傳輸系統(tǒng)的傳輸效率,提升電力通信運(yùn)行管理水平。

自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò);電力通信;光纖傳輸;網(wǎng)絡(luò)

0 引言

隨著信息化社會(huì)的到來,通過網(wǎng)絡(luò)獲得信息已成為最重要的手段,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量激增,這種發(fā)展在帶來巨大成效的同時(shí)也給現(xiàn)實(shí)中的傳送網(wǎng)帶來了沉重的壓力。目前,電力系統(tǒng)正在著力建設(shè)數(shù)字化電網(wǎng),這給電力通信傳輸網(wǎng)提出了更高的要求,實(shí)際需求迫使傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)向下一代能支持多信道、高容量、可配置、智能型的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。在這種演進(jìn)過程中,點(diǎn)到點(diǎn)的密集波分復(fù)用DWDM(Dense Wavelength Division Multip lexing)系統(tǒng)邁出了解決問題的第一步。在具備了DWDM能力之后,光傳輸網(wǎng)絡(luò)第一次擁有了在光層直接交叉組網(wǎng)的能力?，F(xiàn)代光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展可謂是一日千里,各種新技術(shù)紛至沓來,在網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)實(shí)需求和新興技術(shù)的雙重推動(dòng)下,自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)ASON(Automatically Sw itched Optical Network)的出現(xiàn)就成為大勢所趨。

1 自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)

ASON是國際電聯(lián)在2000年3月提出的,基本設(shè)想是在光傳送網(wǎng)中引入控制平面,以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的按需分配從而實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的智能化。

1.1 自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)概念

ASON是一種動(dòng)態(tài)、自動(dòng)交換傳輸網(wǎng),由用戶動(dòng)態(tài)發(fā)起業(yè)務(wù)請(qǐng)求,網(wǎng)元自動(dòng)計(jì)算并選擇路徑,通過信令控制實(shí)現(xiàn)連接的建立、恢復(fù)、拆除,融合交換、傳輸為一體的新一代光網(wǎng)絡(luò)。ASON能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、自動(dòng)實(shí)現(xiàn)傳輸、交換和建立連接的功能;為了滿足目前電路交換和分組交換業(yè)務(wù)的需求,ASON同時(shí)引入了信令和路由的概念,既吸取兩類網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn),又避免各自的缺點(diǎn);此外,ASON支持多種客戶信號(hào),是一種獨(dú)立于客戶的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

1.2 ASON功能結(jié)構(gòu)

ASON網(wǎng)絡(luò)由控制平面、管理平面和傳輸平面構(gòu)成,控制和管理的分離是ASON的重要特征,見圖 1。

圖1 ASON的功能結(jié)構(gòu)

傳輸平面負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)的傳送,但這時(shí)傳送層的動(dòng)作卻是在管理平面和控制平面的作用之下進(jìn)行的;管理平面在結(jié)構(gòu)中是作為高層管理者的作用出現(xiàn)的,在管理平面中存在著三個(gè)管理器,分別是控制平面管理器、傳輸平面管理器和資源管理器,這三個(gè)管理器是管理平面同其他平面之間實(shí)現(xiàn)管理功能的代理;控制平面是通過信令的交互完成對(duì)用戶平面的控制。用戶平面用于轉(zhuǎn)發(fā)和傳遞用戶數(shù)據(jù)[1]。

1.3 ASON的特點(diǎn)

ASON相對(duì)傳統(tǒng)同步數(shù)字體系SDH(Synchronous Digital H ierarchy)具備以下特點(diǎn)。

1.3.1 智能交換網(wǎng)絡(luò)

ASON引入控制平面使其成為靈活、可靠、可擴(kuò)展的智能交換光網(wǎng)絡(luò),ASON采用多域?qū)哟蔚木W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),具有良好的規(guī)模性和可擴(kuò)展性,保證了網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)升級(jí)。通過標(biāo)準(zhǔn)接口在不同域之間的相互作用,可支持多廠家的互通互連。

1.3.2 網(wǎng)絡(luò)資源的動(dòng)態(tài)分配和調(diào)度

在ASON控制平面的控制下完成網(wǎng)絡(luò)鄰接自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、分布式路由計(jì)算以及光傳送網(wǎng)內(nèi)動(dòng)態(tài)、自動(dòng)完成端倒端光通道的建立、拆除和修改等。

ASON提供光層的業(yè)務(wù)量工程、按照用戶的實(shí)際需求,動(dòng)態(tài)分配路由,實(shí)時(shí)分配網(wǎng)絡(luò)帶寬,自動(dòng)建立光通道連接;并具有快速的網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)和自愈能力,可在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)劣化時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?、可用的資源信息、配置信息等動(dòng)態(tài)指配最佳恢復(fù)路由。

ASON連接的保護(hù)與恢復(fù)由管理平臺(tái)命令發(fā)起或者臨時(shí)禁止,其恢復(fù)機(jī)制可采用集中或者分布控制方式 (其中分布式控制是ASON特有的、傳統(tǒng)的光傳送網(wǎng)采用集中恢復(fù))。

1.3.3 業(yè)務(wù)層與傳送層融合

ASON自動(dòng)將業(yè)務(wù)模式與光網(wǎng)絡(luò)資源相連,透明傳送各類客戶層信息。運(yùn)營商根據(jù)用戶需求,快速地在光層直接提供建立、拆除服務(wù);運(yùn)營商可根據(jù)客戶層信號(hào)的業(yè)務(wù)等級(jí),提供各種不同服務(wù)質(zhì)量的業(yè)務(wù)類別,實(shí)現(xiàn)光傳輸網(wǎng)絡(luò)層次上的等級(jí)服務(wù)。透明的業(yè)務(wù)傳輸,使光域上的性能檢測保證光傳輸質(zhì)量;可以在無上層網(wǎng)絡(luò)參與的情況下,在光層上對(duì)光通道進(jìn)行保護(hù)恢復(fù),使該光通道的所有上層業(yè)務(wù)連接的同時(shí)等待恢復(fù),有效地提高恢復(fù)速度、降低操作復(fù)雜性與成本。

1.3.4 增值業(yè)務(wù)

ASON可以迅速提供和拓展新型增值業(yè)務(wù)。如按需帶寬業(yè)務(wù)、帶寬批發(fā)、帶寬出租、帶寬交換、按使用量付費(fèi)、動(dòng)態(tài)路由分配、閉合用戶群、光虛擬專用網(wǎng)等。

2 ASON在山西電力通信網(wǎng)應(yīng)用展望

ASON的推廣應(yīng)用將有助于提高山西電力通信技術(shù)水平,為電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展提供強(qiáng)有力的信息傳輸支持。

2.1 山西電網(wǎng)建設(shè)對(duì)光纖傳輸網(wǎng)的要求

國家電網(wǎng)公司提出改變公司發(fā)展模式,改變電網(wǎng)發(fā)展模式的要求,山西輸電網(wǎng)正在向超高壓、大容量、長距離方向發(fā)展,電力網(wǎng)和信息網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,為適應(yīng)新形勢,滿足電網(wǎng)發(fā)展的需求,為電網(wǎng)所需各類業(yè)務(wù)提供可靠的傳輸通道和先進(jìn)的信息平臺(tái),電力通信信息部門按照國家電網(wǎng)公司、山西省電力公司的部署和要求,積極開展數(shù)字化、智能化電網(wǎng)建設(shè),大力推進(jìn)科技進(jìn)步,加快信息化建設(shè)步伐,面向未來推廣發(fā)展下一代網(wǎng)絡(luò)NGN(Next Generation Network),構(gòu)建以生產(chǎn)、營銷、綜合辦公為核心的三大信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),努力消除信息孤島,擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互通、數(shù)據(jù)共享,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量將成倍增長。這一切都迫切需要提高光纖通信傳輸系統(tǒng)的可靠性和傳輸效率,要求輸送距離更遠(yuǎn)、帶寬容量更大和高度的智能化,同時(shí)利于維護(hù)和管理,ASON恰能很好的適應(yīng)這一要求,這為ASON在電力通信網(wǎng)中的推廣應(yīng)用提供了良好的契機(jī)。

2.2 山西電力通信光纖傳輸網(wǎng)現(xiàn)狀

山西電力通信光纖網(wǎng)已建成220 kV及以上光纖復(fù)合架空地線OPGW(Op tical Fiber Composite Overhead GroundWire)光纜已超過5 000 km,全面覆蓋了各供電分公司、全部500 kV和220 kV變電站。山西電力通信現(xiàn)有光系統(tǒng)共分為三層網(wǎng)。

第一層由SDH/2.5G光設(shè)備構(gòu)成全省的2.5G主干網(wǎng),主要滿足省公司至各供電分公司、500 kV變電站間的各種業(yè)務(wù)傳輸?shù)囊蟆?/p>

第二層為主干SDH/622 M/155 M網(wǎng)絡(luò)。它覆蓋了全省所有500 kV、220 kV變電站及電廠,主要為500 kV、220 kV線路光纖繼電保護(hù)、調(diào)度自動(dòng)化、數(shù)據(jù)通信等應(yīng)用提供高可靠通信通道。

另外,省公司在SDH主干微波及地區(qū)已有SDH/622 M/155 M光纖網(wǎng)基礎(chǔ)上,利用OPGW光纜通過增加光口互連形成第三層網(wǎng),與第二層配合,形成220 kV線路光纖繼電保護(hù)通道的后備網(wǎng)。

山西電網(wǎng)在現(xiàn)有的主干光纖SDH/2.5G系統(tǒng)已滿足諸如電網(wǎng)繼電保護(hù)、安穩(wěn)、相量監(jiān)控等應(yīng)用的基礎(chǔ)上,再建設(shè)新一代光纖傳輸網(wǎng)DWDM系統(tǒng),更易適應(yīng)今后山西電力通信網(wǎng)帶寬主要增長趨向?yàn)镮P業(yè)務(wù)以及語音、數(shù)據(jù)、視頻三網(wǎng)合一的需要。

2007年,山西省電力公司在6個(gè)地市完成市級(jí)骨干傳輸網(wǎng)的建設(shè),SDH/10 G/多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)MSTP(Multi-Service Transfer Platform)(1+1)及SDH/2.5 G/M STP(1+1)節(jié)點(diǎn)采用烽火公司FonsWeaver系列產(chǎn)品。該產(chǎn)品是具有智能交換功能的光通信設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)從 MSTP的SDH/10 G/2.5 G系統(tǒng)向ASON平滑升級(jí),該系列產(chǎn)品組成光傳輸網(wǎng)絡(luò)并且加載智能軟件后,即可構(gòu)成智能光網(wǎng)絡(luò)。這為ASON在山西電力通信傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用提供了必要條件。ASON將IP的靈活和效率、SDH/光纖同步網(wǎng) SONET(Synchronous Optical Netw ork)的保護(hù)能力、DWDM的容量通過創(chuàng)新的分布式網(wǎng)管系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起,形成以軟件為核心的能感知網(wǎng)絡(luò)和用戶服務(wù)要求,并能按需直接從光層提供服務(wù)的新一代光網(wǎng)絡(luò)。可使山西電力通信光傳輸網(wǎng)由靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)向動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)過渡。

2.3 ASON組網(wǎng)方式

考慮與實(shí)際已經(jīng)存在的DWDM、SDH網(wǎng)絡(luò)融合,ASON組網(wǎng)方案有兩種。

2.3.1 ASON+DWDM組網(wǎng)方案

利用DWDM系統(tǒng)的大容量和長途傳輸能力以及ASON節(jié)點(diǎn)的寬帶容量和靈活調(diào)度能力,可以組建一個(gè)功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)。在這樣的網(wǎng)絡(luò)中,尤其在骨干和匯聚層網(wǎng)絡(luò),ASON節(jié)點(diǎn)可以完成傳統(tǒng)SDH設(shè)備所能完成的所有功能,并提供更大的節(jié)點(diǎn)寬帶容量,更靈活和更快捷的電路調(diào)度能力,同時(shí),網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運(yùn)營費(fèi)用也比較低。ASON節(jié)點(diǎn)所能提供的單節(jié)點(diǎn)交叉容量可以大大緩解網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的 “瓶頸”問題。

2.3.2 ASON和SDH混合組網(wǎng)方案

ASON可以基于G.803規(guī)范的SDH傳送網(wǎng)實(shí)現(xiàn),也可以基于G.872規(guī)范的光傳送網(wǎng)實(shí)現(xiàn),因此,ASON可與現(xiàn)有SDH傳送網(wǎng)絡(luò)混合組網(wǎng)。ASON與現(xiàn)有電力通信網(wǎng)絡(luò)的融合是一個(gè)漸進(jìn)的過程,先在現(xiàn)有的SDH網(wǎng)絡(luò)形成一個(gè)個(gè)ASON,然后逐步形成整個(gè)的ASON。這一發(fā)展過程與PDH向SDH設(shè)備的過渡非常相似。在山西電力通信市級(jí)骨干光纖傳輸網(wǎng)可根據(jù)實(shí)際情況通過烽火通信FonsWeaver 780設(shè)備由SDH/10 G(2.5 G)/MSTP網(wǎng)絡(luò)升級(jí)至ASON網(wǎng)絡(luò),可由10 G環(huán)升級(jí)至40G環(huán)。極大擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)帶寬容量,能夠?qū)崿F(xiàn)各種業(yè)務(wù)的靈活配置,保證服務(wù)質(zhì)量,從而使山西電力通信向前邁進(jìn)一大步,對(duì)山西電網(wǎng)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐和保障。

3 ASON應(yīng)用的思考和建議

ASON作為新一代光網(wǎng)絡(luò)技術(shù),因其獨(dú)有的技術(shù)優(yōu)勢,國內(nèi)外電信運(yùn)營商紛紛應(yīng)用ASON技術(shù)建設(shè)自己的傳輸網(wǎng),國內(nèi)已有北京、河北、山西部分地區(qū)投入商業(yè)運(yùn)營。而在電力通信網(wǎng),目前還沒有進(jìn)行規(guī)模應(yīng)用,可借鑒經(jīng)驗(yàn)匱乏。電力通信網(wǎng)作為專網(wǎng),保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行是其首要目標(biāo),業(yè)務(wù)種類較多,重要程度分層復(fù)雜,在保證業(yè)務(wù)傳送的安全、可靠、高效性方面做到完美統(tǒng)一,ASON與傳統(tǒng)的傳輸網(wǎng)相比是否具有優(yōu)勢還缺乏實(shí)際驗(yàn)證。

引入ASON后勢必對(duì)傳統(tǒng)維護(hù)手段產(chǎn)生沖擊,引起維護(hù)組織、維護(hù)職能和維護(hù)管理流程的變革。ASON技術(shù)的引入打破了以干線為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),采用更重視全局性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);改變了傳輸資源的靜態(tài)配置模式,增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)資源使用的動(dòng)態(tài)性。現(xiàn)有的、適用靜態(tài)配置的維護(hù)組織和維護(hù)職能變得不適應(yīng)ASON網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營,ASON網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)更強(qiáng)調(diào)集中性,需要適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)變化的特點(diǎn)。ASON技術(shù)的引入大大減少了人為因素,人 (網(wǎng)管)的權(quán)限被削弱,網(wǎng)元的自主權(quán)加大[2]。由于傳統(tǒng)設(shè)備不具有智能性,目前的維護(hù)管理流程是一個(gè)涉及很多人為操作步驟的流程,而這些步驟對(duì)于ASON網(wǎng)絡(luò)可能已經(jīng)是多余的了。因此,ASON的引入將打破原有的維護(hù)管理流程,減少人為操作環(huán)節(jié)。這對(duì)現(xiàn)有的電力通信調(diào)度運(yùn)行、檢修維護(hù)都提出了新的問題和要求,為確保網(wǎng)絡(luò)的安全可靠運(yùn)行,要積極適應(yīng)ASON特點(diǎn),改變以往維護(hù)、管理的思維方法和做法,加強(qiáng)培訓(xùn)力度和深度,提高通信人員對(duì)ASON的認(rèn)知能力,促進(jìn)電力通信運(yùn)行管理水平的提升。

4 結(jié)束語

伴隨著山西電網(wǎng)的發(fā)展,電力通信網(wǎng)對(duì)電力網(wǎng)的支撐保障作用日益增強(qiáng),電力通信光纖傳輸網(wǎng)正在向大容量、長距離、智能化方向發(fā)展,建設(shè)高度智能化、自動(dòng)化的通信網(wǎng)是今后發(fā)展方向。ASON可以實(shí)現(xiàn)資源和拓?fù)涞淖詣?dòng)發(fā)現(xiàn),進(jìn)行靈活的Mesh組網(wǎng),提高業(yè)務(wù)的生存性和網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性,快速方便地實(shí)現(xiàn)端到端業(yè)務(wù)配置和修改多節(jié)點(diǎn)失效情況下的業(yè)務(wù)恢復(fù)能力。其先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢必然極大推動(dòng)電力通信光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)和電力通信系統(tǒng)變革與發(fā)展。

[1] 姚中華.智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究[D].吉林:吉林大學(xué),2006:15-17.

[2] 張勇.ASON技術(shù)的研究與應(yīng)用 [D].安徽:合肥工業(yè)大學(xué),2007:38-39.

Analysis on the App lication of ASON Technology on Power Communication Networks

YUAN Jun
(Taiyuan Power Supply Company,Taiyuan,Shanxi 030012,China)

Based on the high degree of intelligentization of ASON technology and considering the actual situation and requirements of the development in Shanxipow er communication netw ork,the construc tion and app lication of ASON should be promoted active ly to p rovide qualified transm ission line needed in grid,to boost the efficiency of communication transm ission system and to im prove the operation andmanagement levelof pow er communication.

ASON;pow er communication;optical fiber transm ission;netw ork

TN915.853,TN929.11

B

1671-0320(2010)03-0029-03

2009-12-27,

2010-04-13

原 軍 (1973-),男,河南孟縣人,2003年畢業(yè)于天津大學(xué)電氣工程及自動(dòng)化專業(yè),工程師,從事電力通信工作。

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