基于ASON技術(shù)的電力通信網(wǎng)優(yōu)化及應(yīng)用

丁瑞蓉

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司潮州供電局，廣東 潮州 521000）

0 引 言

隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，人們對電力通信網(wǎng)絡(luò)提出了高帶寬、高靈活、高速率以及大帶寬等挑戰(zhàn)。由于傳統(tǒng)SDH寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸服務(wù)的延遲性，導(dǎo)致傳輸數(shù)據(jù)操作水平相對較低，無法解決環(huán)狀和多點鏈條故障、靈活性低、擴(kuò)展能力低以及擴(kuò)展成本高等問題，很難滿足智能電網(wǎng)的要求。ASON技術(shù)通過在現(xiàn)有的光網(wǎng)絡(luò)上增加一層控制平面，為用戶建立基于控制平面的連接提供服務(wù)。通過將智能控制和動態(tài)交換引入靜態(tài)光纖網(wǎng)絡(luò)中，可同時支持不同技術(shù)方案和業(yè)務(wù)需求，具有高可靠性、高智能性以及可擴(kuò)展性等優(yōu)勢，在電力通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)應(yīng)用中顯得極為重要。該文通過準(zhǔn)確了解該項技術(shù)的相關(guān)特征，進(jìn)一步優(yōu)化目前的電力通信網(wǎng)絡(luò)，提升網(wǎng)絡(luò)容量和質(zhì)量，確保重要業(yè)務(wù)運行可靠，有效保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

1 ASON的連接類型及優(yōu)點

自動交換光網(wǎng)絡(luò)（Automatically Switched Optical Network，ASON）是一種自動交換傳送網(wǎng)絡(luò)（ASTN），適用于ITU-T G.805定義的面向連接的電路或者分組傳送網(wǎng)絡(luò)，通過控制平面來完成自動交換和連接控制的光傳送網(wǎng)。ASON網(wǎng)絡(luò)具有呼叫和連接控制、路由和自動發(fā)現(xiàn)等功能，以實現(xiàn)智能化網(wǎng)絡(luò)控制。此外，它是一種標(biāo)準(zhǔn)化的智能光傳送網(wǎng)，被認(rèn)為是下一代光網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。

1.1 連接類型

ASON技術(shù)主要通過永久連接（PC）、交換連接（SC）、軟永久連接（SPC）3種不同的連接類型應(yīng)用于電力通信網(wǎng)。它的相關(guān)屬性和應(yīng)用連接的對象有需求上的不同，下面對這3種連接類型進(jìn)行基本分析[1]。

1.1.1 永久連接（PC）

與SDH電路管理相同，終端用戶（如路由器）向ASON控制平面發(fā)起呼叫，在控制平面內(nèi)通過信令建立起相應(yīng)連接。永久連接是通過直接配置的方式建立在管理平面上用來分布平面?zhèn)鬏斮Y源的連接，連接狀態(tài)只會受限于管理層的拆除令。否則，永久連接將會作為傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)連接的附屬存在[2]，使ASON技術(shù)能夠與傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)密切兼容，實現(xiàn)兩者之間的相互連接。

1.1.2 交互連接（SC）

交互連接指傳統(tǒng)的經(jīng)過預(yù)先計算后通過網(wǎng)管管理平面向網(wǎng)元下發(fā)命令建立的業(yè)務(wù)連接。交互連接方式基本上是一種新的動態(tài)連接方式，通過網(wǎng)管管理平面創(chuàng)建。交互式連接的請求是由終端用戶提出的，通過信息和命令之間的動態(tài)路由建立起通信互動，可以在控制平面的連接端口間計算出一條可用的路線，并在傳輸網(wǎng)絡(luò)元件和網(wǎng)絡(luò)平面之間建立完整的連接[3]。利用控制用戶再注冊的交互平臺選擇其中一個選項中的用戶請求，如果用戶撤回請求，則自動取消連接控制。此外，這種交互不僅實現(xiàn)了光網(wǎng)絡(luò)連接的自動化，而且還滿足了動態(tài)和快速的要求以及流程的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，是ASON技術(shù)基本特性的核心，也是ASON技術(shù)在應(yīng)用中建立連接的最終目標(biāo)。

1.1.3 軟永久連接（SPC）

軟永久連接是介于SC和PC之間的連接，是與控制平面和管理平面一起建立的連接[4]。在特定連接的情況下，用戶到網(wǎng)絡(luò)的部分的連接是由管理平面直接配置，而網(wǎng)絡(luò)部分的連接是通過管理平面向控制平面發(fā)出請求，然后由控制平面完成。此外，管理平面應(yīng)提供發(fā)起SPC建立或拆除指令以及查詢路由信息等功能。

1.2 ASON的優(yōu)點

ASON自動交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基本思想是在光傳送網(wǎng)原有的管理平面和傳送平面上引入控制平面。以動態(tài)用戶指令為基礎(chǔ)，在選擇線路時具有高度的自動化性，能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)動態(tài)恢復(fù)、資源動態(tài)分配、資源自動發(fā)現(xiàn)、業(yè)務(wù)部署靈活及擴(kuò)展等，大大提升業(yè)務(wù)配置總體效率和自動化。ASON技術(shù)主要包括管理、控制以及傳輸計劃，通過統(tǒng)一的管理平臺控制傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為客戶提供更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。相對于傳統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)而言，它在傳輸穩(wěn)定性上具備突出優(yōu)勢。

ASON技術(shù)擁有高可靠性、豐富的業(yè)務(wù)等級、結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀化、節(jié)點智能化、擴(kuò)容快速自由以及操作維護(hù)方便等優(yōu)勢[5]。首先，ASON在傳統(tǒng)保護(hù)機(jī)制的基礎(chǔ)上提供動態(tài)路由恢復(fù)功能，且支持多樣化的路由恢復(fù)策略，通過提供關(guān)于網(wǎng)絡(luò)狀況的信息，提高網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境適應(yīng)能力、風(fēng)險承受能力、災(zāi)害承受能力以及生存能力，及時修復(fù)其在工作狀態(tài)下遇到的不穩(wěn)定性故障，增強網(wǎng)絡(luò)可靠性。其次，基于ASON強大的資源管理能力和保護(hù)恢復(fù)能力，在ASON網(wǎng)絡(luò)中可以提供豐富的SLA，另外業(yè)務(wù)接口的相對豐富性和完整性使得能夠及時完成新的業(yè)務(wù)。再次，建立的關(guān)系網(wǎng)可以提高業(yè)務(wù)配置的速度和效率，向用戶提供更好的業(yè)務(wù)服務(wù)，提高滿足業(yè)務(wù)需要所需服務(wù)的效率，為用戶網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流程提供強有力的支持，并優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源的分配，大大提高資源利用率，減少浪費。最后，ASON網(wǎng)絡(luò)因其端到端業(yè)務(wù)快速發(fā)放、資源可視化和自動發(fā)現(xiàn)以及智能監(jiān)控，使得操作維護(hù)方便，可以實現(xiàn)互通性和互連性。

2 ASON技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用

為確保ASON技術(shù)在發(fā)展共同體網(wǎng)絡(luò)中順利實現(xiàn)組建規(guī)劃，有必要準(zhǔn)確分析區(qū)域條件下的傳輸網(wǎng)絡(luò)，并對未來的需求作出估計，從而建立起更加穩(wěn)定的連接關(guān)系。在組建過程中需要架構(gòu)一個基本的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，建立一個網(wǎng)絡(luò)，以滿足用戶的需要?；趯γ恳粏栴}進(jìn)行具體分析的原則，合理運用ASON網(wǎng)絡(luò)并適當(dāng)選擇設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，加強網(wǎng)絡(luò)和功能定位，以提高ASON技術(shù)規(guī)劃的可靠性。

關(guān)于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。合理規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)通過全面測量節(jié)點的運行流量、活動類型以及光纖電纜資源，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。同時，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展和設(shè)施應(yīng)符合國家網(wǎng)絡(luò)連接的業(yè)務(wù)要求。另外，需充分考慮投資成本和光纖資源的實際狀況，控制節(jié)點光纖，促進(jìn)ASON網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的成功建設(shè)。

關(guān)于設(shè)備的選擇。ASON設(shè)備應(yīng)根據(jù)骨干層和接入層的要求選擇設(shè)備型號，確保系統(tǒng)容量、設(shè)備集成度、業(yè)務(wù)接入能力、端口密度和數(shù)量、設(shè)備保護(hù)、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)以及控制平面的功能和性能等均能滿足技術(shù)要求。同時，應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的范圍內(nèi)保持局域網(wǎng)中央節(jié)點模型的多樣性，確保信息系統(tǒng)協(xié)調(diào)，從而滿足ASON網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)智能功能的便捷性。

3 基于ASON技術(shù)的電力通信網(wǎng)優(yōu)化

3.1 重點把握網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)

想要有效優(yōu)化電力通信網(wǎng)絡(luò)，就必須注重網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)，全面分析業(yè)務(wù)需要，有效區(qū)分接入水平、匯合水平以及基本水平之間的差異，綜合審查不同網(wǎng)絡(luò)層次的構(gòu)建需求[6]。因為相應(yīng)基本數(shù)據(jù)的操作量增加，使得對操作的效率、有效性以及實時性的要求變高，因此架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系網(wǎng)必須盡可能地選擇大的智能連接點，從而充分利用ASON技術(shù)來形成網(wǎng)絡(luò)，提升接入和匯合的程度。連接網(wǎng)的主要功能是業(yè)務(wù)的引導(dǎo)和匯合，其他結(jié)構(gòu)性網(wǎng)絡(luò)或技術(shù)可在實際業(yè)務(wù)需要和資源狀況中適當(dāng)考慮，并在條件允許時及時進(jìn)行技術(shù)升級，提高網(wǎng)絡(luò)整體的一致性。

以南方電網(wǎng)為例，ASON網(wǎng)采用分級建設(shè)的原則，按主干網(wǎng)、省干網(wǎng)以及地區(qū)網(wǎng)3級建設(shè)。各級網(wǎng)絡(luò)按雙平面配置，具有呼叫和連接控制、路由和自動發(fā)現(xiàn)等功能。它的基本功能結(jié)構(gòu)應(yīng)包括傳送平面、控制平面、管理平面以及用于傳送控制和管理通信的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)（DCN）。ASON網(wǎng)絡(luò)采用網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)，每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點不少于3個光路由，支持各類電力業(yè)務(wù)。例如：安全穩(wěn)定控制、繼電保護(hù)以及直流控制等電力實時控制業(yè)務(wù)；調(diào)度交換中繼、調(diào)度自動化、視頻會議、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)以及綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)等電力非實時控制業(yè)務(wù)。此外，該網(wǎng)絡(luò)具有良好的可擴(kuò)展性和升級能力，滿足網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大和業(yè)務(wù)增加的要求。

3.2 理清拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類組網(wǎng)

在采用新信息和通信技術(shù)方面，線路資源的分配起著關(guān)鍵作用。通常情況下，構(gòu)建基礎(chǔ)所利用的光纖線比其他網(wǎng)絡(luò)層的光纖線要穩(wěn)定?；A(chǔ)網(wǎng)絡(luò)是長期建造的，可供MESH網(wǎng)絡(luò)使用。對于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)而言，外圍節(jié)點網(wǎng)絡(luò)和一些集群的資源十分有限，可以通過建立環(huán)境保護(hù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和中型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來有效地加以處理。

ASON網(wǎng)的新建、擴(kuò)建以及改造應(yīng)與現(xiàn)有運行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，并納入同一網(wǎng)管系統(tǒng)統(tǒng)一管理。ASON網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)時，可使用仿真工具分析與優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源，進(jìn)行ASON網(wǎng)絡(luò)故障模擬仿真與資源評估分析，主要包括網(wǎng)絡(luò)容量、業(yè)務(wù)生存性、網(wǎng)絡(luò)利用率、網(wǎng)絡(luò)瓶頸、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B通性、電網(wǎng)控制業(yè)務(wù)的保護(hù)/恢復(fù)模式設(shè)置、業(yè)務(wù)類別設(shè)置以及業(yè)務(wù)切換模式等[7]。根據(jù)評估分析結(jié)果輸出網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案，做好網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、設(shè)備配置與鏈路容量優(yōu)化、資源利用優(yōu)化、保護(hù)恢復(fù)優(yōu)化以及業(yè)務(wù)規(guī)劃優(yōu)化等，驗證其合理性和可靠性。

3.3 ASON技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的優(yōu)越性

目前，電力通信網(wǎng)存在網(wǎng)絡(luò)安全性挑戰(zhàn)，如由光纖老化、道路施工以及小動物破壞等造成的光纜中斷事件等。廣泛應(yīng)用ASON技術(shù)可有效改進(jìn)傳統(tǒng)電力通信網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)布局和科學(xué)規(guī)劃，及時調(diào)整業(yè)務(wù)類型和寬帶資源以加強安全。本區(qū)域能源和通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展，在提高負(fù)荷方面發(fā)揮著重要且積極的作用。此外，ASON技術(shù)包含動態(tài)交換概念，大大豐富了傳輸網(wǎng)絡(luò)的功能，有助于網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的安全和穩(wěn)定，使網(wǎng)絡(luò)資源的分配更加合理。

4 結(jié) 論

綜上所述，ASON技術(shù)在電力網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用可以大大提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性與可行性，滿足現(xiàn)代智能網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要，并利用其獨特的技術(shù)優(yōu)勢提升電力通信質(zhì)量。通過結(jié)合ASON技術(shù)的優(yōu)缺點進(jìn)一步改進(jìn)電力通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用途徑，希望能滿足國內(nèi)未來智能化電力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要。