智能光網(wǎng)絡(luò)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用分析

靳雪梅

(國(guó)網(wǎng)山西省電力公司陽(yáng)泉供電公司,山西陽(yáng)泉 045000)

智能光網(wǎng)絡(luò)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用分析

靳雪梅

(國(guó)網(wǎng)山西省電力公司陽(yáng)泉供電公司,山西陽(yáng)泉 045000)

智能光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用已成為趨勢(shì),而且影響著電力通信網(wǎng)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。本文對(duì)智能光網(wǎng)絡(luò)概念、體系結(jié)構(gòu)以及智能光網(wǎng)絡(luò)的路由自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和保護(hù)恢復(fù)機(jī)制做了深入的研究分析,并結(jié)合陽(yáng)泉地區(qū)電力通信網(wǎng)發(fā)展情況,提出了智能光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)具體方案。

智能光網(wǎng)絡(luò) 電力通信網(wǎng) 應(yīng)用分析

1 智能光網(wǎng)絡(luò)基本原理

智能光網(wǎng)絡(luò)(Automatic switched optical network，ASON)是自動(dòng)交換傳送網(wǎng)，由用戶(hù)端或網(wǎng)管動(dòng)態(tài)發(fā)起業(yè)務(wù)請(qǐng)求，自動(dòng)選擇路由，通過(guò)信令控制實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)連接建立、修改、拆除、自動(dòng)保護(hù)和恢復(fù)功能，是傳送和交換為一體的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。ASON第一次將信令和選路引入傳送網(wǎng)，通過(guò)智能的控制層面建立呼叫和連接，使交換、傳輸和數(shù)據(jù)三個(gè)領(lǐng)域又增加了一個(gè)新的交集。相比傳統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)，ASON新增了控制平面，這使ASON從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳輸層面鏈路資源更加豐富的調(diào)配方式，并能夠以更加實(shí)時(shí)的方式按需向傳送層面申請(qǐng)資源、建立連接。整個(gè)系統(tǒng)由管理平面、控制平面和傳送平面構(gòu)成。

管理平面完成各種參數(shù)的配置、性能監(jiān)控及業(yè)務(wù)請(qǐng)求的下發(fā)；控制平面主要完成連接的自動(dòng)建立、管理和監(jiān)控、對(duì)有故障的連接采取相應(yīng)的保護(hù)恢復(fù)策略；傳送平面完成業(yè)務(wù)的傳輸、交換及告警的上報(bào)等功能。

2 系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

2.1 自動(dòng)發(fā)現(xiàn)路由

當(dāng)前，陽(yáng)泉電力通信網(wǎng)普遍采用華為的SDH設(shè)備，傳統(tǒng)的傳輸網(wǎng)管包括管理平面和傳送平面，必須逐站交叉配置下發(fā)業(yè)務(wù)，以確保首尾節(jié)點(diǎn)時(shí)隙對(duì)應(yīng)，但是工作繁瑣和效率低下。傳統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)相比，ASON相對(duì)新增了控制平面，當(dāng)用戶(hù)端發(fā)起業(yè)務(wù)請(qǐng)求時(shí)，只需指定首尾節(jié)點(diǎn)，控制平面便能夠快速建立呼叫，計(jì)算權(quán)重，選擇最佳路由，自動(dòng)建立連接，而且建立的通道帶寬能夠?qū)崟r(shí)地根據(jù)用戶(hù)端的需要進(jìn)行調(diào)整，避免發(fā)生擁塞。業(yè)務(wù)的配置由人工變?yōu)樽詣?dòng)，由固定變?yōu)閯?dòng)態(tài)，節(jié)省了大量的人力與時(shí)間。當(dāng)業(yè)務(wù)傳輸出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)于永久SNCP1+1保護(hù)，ASON會(huì)迅速將業(yè)務(wù)切換到保護(hù)路徑上。與傳統(tǒng)SDH傳輸網(wǎng)管不同的是，ASON依靠其自動(dòng)發(fā)現(xiàn)路由的功能。會(huì)同時(shí)為現(xiàn)有業(yè)務(wù)路徑再創(chuàng)建個(gè)恢復(fù)路徑，并刪除已有故障鏈路，因此可始終保持1+1保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)出現(xiàn)故障時(shí)的快速恢復(fù)和保護(hù)，極大地提高了通信網(wǎng)的可靠性。

2.2 ASON網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)恢復(fù)機(jī)制

ASON網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)恢復(fù)機(jī)制具有智能化、多樣化的特點(diǎn)。智能化主要體現(xiàn)在控制平面的引入，使用具有智能控制功能的通用多協(xié)議標(biāo)簽交換(GMPLS)協(xié)議族。特別是對(duì)于保護(hù)恢復(fù)機(jī)制在信令、路由和資源管理等多方面的支持，而多樣化體現(xiàn)在ASON格狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)于多種保護(hù)恢復(fù)方式的支持，適合于多種生存性機(jī)制的實(shí)現(xiàn)。

光網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)機(jī)制是指用一個(gè)預(yù)先分配的備用資源來(lái)代替一個(gè)失效資源，是一種底層的網(wǎng)絡(luò)生存技術(shù)，可以預(yù)防普通故障對(duì)業(yè)務(wù)的影響，是一種與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相關(guān)的業(yè)務(wù)快速恢復(fù)技術(shù)。ASON的保護(hù)機(jī)制分為線(xiàn)保護(hù)和環(huán)保護(hù)，其中線(xiàn)保護(hù)又稱(chēng)為點(diǎn)到點(diǎn)保護(hù)，是所有保護(hù)機(jī)制中最快也是最簡(jiǎn)單的一種。常見(jiàn)的3種線(xiàn)性保護(hù)方式有1+1，1：1和M：N保護(hù)?；謴?fù)機(jī)制是指利用網(wǎng)絡(luò)空閑容量，通過(guò)重路由機(jī)制建立新的連接以代替失效資源?；贏SON的恢復(fù)機(jī)制能夠提供多種選擇方案，包括選擇恢復(fù)機(jī)制、保護(hù)業(yè)務(wù)的顆粒和保護(hù)業(yè)務(wù)的類(lèi)型等，并可以為不同要求的業(yè)務(wù)提供不同等級(jí)的恢復(fù)。在ASON中，保護(hù)一般由傳送平面單獨(dú)完成，而恢復(fù)是傳送平面和控制平面共同協(xié)調(diào)完成的?？刂破矫娴囊?，使得ASON網(wǎng)絡(luò)具有IP網(wǎng)絡(luò)的智能，同時(shí)Mesh網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式，使得ASON網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)和恢復(fù)更加靈活高效，可提供多等級(jí)的業(yè)務(wù)保護(hù)恢復(fù)，而其中保護(hù)與恢復(fù)的結(jié)合是ASON在保護(hù)恢復(fù)功能方面所獨(dú)有的。

2.3 網(wǎng)絡(luò)資源利用率的提高

在現(xiàn)有光傳輸網(wǎng)絡(luò)中，如需要為N條通道提供完全保護(hù)，理論上就需要提供N條保護(hù)通道，網(wǎng)絡(luò)中存在大量長(zhǎng)時(shí)間不使用的冗余資源，造成網(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi)。ASON支持對(duì)不同的業(yè)務(wù)鏈路提供不同級(jí)別保護(hù)的功能。對(duì)于陽(yáng)泉供電公司，如繼電電路可以配置為最高的保護(hù)級(jí)別，保證發(fā)生中斷時(shí)業(yè)務(wù)能夠快速保護(hù)。而其他一些對(duì)于時(shí)延要求并不嚴(yán)格的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，則可降低保護(hù)級(jí)別，從而減少網(wǎng)絡(luò)中備用資源，提高網(wǎng)絡(luò)資源使用率。

3 ASON在某電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 自動(dòng)發(fā)現(xiàn)功能的應(yīng)用

無(wú)論業(yè)務(wù)經(jīng)過(guò)多少節(jié)點(diǎn)，在建立業(yè)務(wù)時(shí)，只需指定業(yè)務(wù)的首尾節(jié)點(diǎn)，即可方便地完成整個(gè)業(yè)務(wù)的配置過(guò)程。下面結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用詳細(xì)說(shuō)明。例如需要建立一個(gè)由調(diào)度樓到蔭營(yíng)公司的2M業(yè)務(wù)。如果使用傳統(tǒng)的不加載ASON功能的設(shè)備，那么配置此業(yè)務(wù)時(shí)，根據(jù)光纖連接情況，需要在業(yè)務(wù)所經(jīng)過(guò)的調(diào)度樓、葦泊變、蔭營(yíng)公司3個(gè)站點(diǎn)下發(fā)3個(gè)交叉命令才可以完成整個(gè)配置過(guò)程。而對(duì)于加載了控制平面功能的設(shè)備，只需要在調(diào)度樓本地節(jié)點(diǎn)下發(fā)一個(gè)命令，在此命令中指明業(yè)務(wù)的首尾節(jié)點(diǎn)，控制平面便能夠快速地在網(wǎng)內(nèi)配置連接，以建立一條光通道，滿(mǎn)足客戶(hù)端的需求，即刻完成整個(gè)配置過(guò)程。

3.2 多等級(jí)保護(hù)與恢復(fù)功能的應(yīng)用

ASON提供了多種保護(hù)功能級(jí)別，如永久SNCP1+1保護(hù)、復(fù)用段保護(hù)、無(wú)保護(hù)等，用戶(hù)可根據(jù)業(yè)務(wù)等級(jí)需要，靈活配置業(yè)務(wù)屬性。其中，永久SNCP1+1保護(hù)是ASON將保護(hù)與恢復(fù)相結(jié)合，提供的最高級(jí)別的保護(hù)方式，是ASON所特有的保護(hù)方式。永久SNCP1+1保護(hù)是指ASON應(yīng)用保護(hù)機(jī)制為業(yè)務(wù)提供2條可用路徑(工作路徑和保護(hù)路徑)，而永久是指當(dāng)業(yè)務(wù)傳輸出現(xiàn)故障，工作路徑發(fā)生保護(hù)倒換后，ASON啟用恢復(fù)機(jī)制，應(yīng)用動(dòng)態(tài)重路由法為受影響的通道重新選擇路由并選擇備用資源，重新建立連接，作為新工作路徑的保護(hù)路徑。因此，建立了永久SNCP1+1保護(hù)的業(yè)務(wù)將永遠(yuǎn)有一個(gè)保護(hù)路徑可用，在工作路徑發(fā)生斷纖時(shí)，倒換在50ms內(nèi)完成。

4 智能光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃

4.1 總體規(guī)劃

陽(yáng)泉地區(qū)35KV及以上的變電所通信節(jié)點(diǎn)大部分已成環(huán)，成為標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)格狀網(wǎng)，完全滿(mǎn)足智能光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)對(duì)光纖傳輸網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的要求。ASON的建設(shè)可以采取分步建設(shè)，逐漸擴(kuò)展的思路，先在核心層引入ASON技術(shù)，實(shí)現(xiàn)核心層的智能化，隨后逐漸擴(kuò)展到匯聚層和接入層，最終建成統(tǒng)一的ASON網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)陽(yáng)泉地區(qū)電力骨干通信網(wǎng)的高度智能化，為即將建設(shè)的智能電網(wǎng)提供高度可靠的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。

4.2 發(fā)展策略在智能光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中，陽(yáng)泉供電公司將從技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、可靠性和可持續(xù)發(fā)展性等方面綜合考慮，確保建成的光網(wǎng)絡(luò)先進(jìn)可靠，維護(hù)方便，易于擴(kuò)展。具體發(fā)展策略如下。

(1)充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，在保證現(xiàn)有投資的前提下，逐步引入新技術(shù)、新業(yè)務(wù)，做到少投入，多收益；(2)堅(jiān)持技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)性和網(wǎng)絡(luò)的兼容性，標(biāo)準(zhǔn)的信令協(xié)議是智能光網(wǎng)絡(luò)最重要的技術(shù)前提。因此，廠商所采用的是標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議還是專(zhuān)有的協(xié)議是評(píng)價(jià)方案優(yōu)劣的基本尺度。同時(shí)，廠商的設(shè)備與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的兼容程度也是評(píng)判的重要標(biāo)準(zhǔn)；(3)根據(jù)自身業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需要，合理的引入和開(kāi)展新業(yè)務(wù)新運(yùn)營(yíng)模式，逐步向智能光網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。

4.3 具體建設(shè)步驟設(shè)想

(1)在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中引入智能光網(wǎng)絡(luò)集中控制系統(tǒng)，向外提供標(biāo)準(zhǔn)的UNI接口，實(shí)現(xiàn)流量工程和帶寬按需自動(dòng)配置。可以在現(xiàn)有光傳輸網(wǎng)的層面選擇幾個(gè)核心大節(jié)點(diǎn)配置大型交叉連接系統(tǒng)，這種方式可以首先屏蔽現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的多廠商環(huán)境，構(gòu)建一個(gè)基于網(wǎng)格狀網(wǎng)的靈活、強(qiáng)大的智能核心層，或者保持現(xiàn)有傳輸網(wǎng)不做變動(dòng)。通過(guò)在集中的管理系統(tǒng)上配置智能控制系統(tǒng)，借助其所提供的標(biāo)準(zhǔn)OIF-UNI接口，可以實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)層的自動(dòng)互聯(lián)，構(gòu)建重疊結(jié)構(gòu)的智能光網(wǎng)絡(luò)。這種方式的主要好處是：兼容現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)帶寬自動(dòng)按需配置，投資省，見(jiàn)效快，特別是和流量工程工具結(jié)合使用后，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)省30%的網(wǎng)絡(luò)成本，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，風(fēng)險(xiǎn)較低，也符合現(xiàn)有運(yùn)營(yíng)體制，可以提供豐富多彩的智能光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)波長(zhǎng)或子波長(zhǎng)(從2Mb/s到10Gb/s)的動(dòng)態(tài)帶寬配置。

(2)逐漸擴(kuò)展到接入層，并在網(wǎng)絡(luò)中建立信令機(jī)制。對(duì)于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的帶寬配置仍可以繼續(xù)由集中控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)?？梢哉f(shuō)未來(lái)兩種方式將并存，只有這樣才可能保證全網(wǎng)的端到端配置。如果最終全網(wǎng)實(shí)現(xiàn)GMPLS/G.ASON，網(wǎng)管系統(tǒng)將演變成網(wǎng)絡(luò)資源的管理監(jiān)控系統(tǒng)和業(yè)務(wù)的政策服務(wù)器，提供諸如網(wǎng)絡(luò)性能，故障處理和資源監(jiān)控等功能，將繼續(xù)在未來(lái)智能光網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮必不可少的重要作用。

5 結(jié)語(yǔ)

智能光通信網(wǎng)絡(luò)ASON技術(shù)將動(dòng)態(tài)路由的概念引入到傳送網(wǎng)，充分利用環(huán)型網(wǎng)的路由優(yōu)勢(shì)，通過(guò)控制層面自動(dòng)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)路由計(jì)算，鏈路建立，從而實(shí)現(xiàn)電路的調(diào)配和故障恢復(fù)，大大提高了網(wǎng)絡(luò)選路和電路配置的靈活性、提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率、增強(qiáng)了業(yè)務(wù)承載能力，并使網(wǎng)絡(luò)在多故障的情況下仍能生存，提高了網(wǎng)絡(luò)抗毀性能。

[1]劉榮利.關(guān)于電力通信系統(tǒng)的智能光網(wǎng)絡(luò)模式的應(yīng)用分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2013(23).

[2]郟燕琪,孫延平.智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)通信,2009(11).

[3]李韌,陶可.智能光網(wǎng)絡(luò)在邵懷高速通信系統(tǒng)中的應(yīng)用探討[J].公路工程,2007(5).