自动交换光网络技术在电力通信网应用分析

原 军

(太原供电分公司,山西太原 030012)

自动交换光网络技术在电力通信网应用分析

原 军

(太原供电分公司,山西太原 030012)

根据自动交换光网络的高度智能化特点,结合山西电力通信系统实际情况,在建设数字化、智能化电网的基础上,为努力实现网络互通、数据共享的发展要求,应积极推进自动交换光网络的建设和应用,为电网所需各类业务提供优质可靠的传输通道,同时提高通信传输系统的传输效率,提升电力通信运行管理水平。

自动交换光网络;电力通信;光纤传输;网络

0 引言

随着信息化社会的到来,通过网络获得信息已成为最重要的手段,数据业务量激增,这种发展在带来巨大成效的同时也给现实中的传送网带来了沉重的压力。目前,电力系统正在着力建设数字化电网,这给电力通信传输网提出了更高的要求,实际需求迫使传统网络向下一代能支持多信道、高容量、可配置、智能型的网络演进。在这种演进过程中,点到点的密集波分复用DWDM(Dense Wavelength Division Multip lexing)系统迈出了解决问题的第一步。在具备了DWDM能力之后,光传输网络第一次拥有了在光层直接交叉组网的能力。现代光网络技术的发展可谓是一日千里,各种新技术纷至沓来,在网络现实需求和新兴技术的双重推动下,自动交换光网络ASON(Automatically Sw itched Optical Network)的出现就成为大势所趋。

1 自动交换光网络

ASON是国际电联在2000年3月提出的,基本设想是在光传送网中引入控制平面,以实现网络资源的按需分配从而实现光网络的智能化。

1.1 自动交换光网络概念

ASON是一种动态、自动交换传输网,由用户动态发起业务请求,网元自动计算并选择路径,通过信令控制实现连接的建立、恢复、拆除,融合交换、传输为一体的新一代光网络。ASON能实现动态、自动实现传输、交换和建立连接的功能;为了满足目前电路交换和分组交换业务的需求,ASON同时引入了信令和路由的概念,既吸取两类网络的优点,又避免各自的缺点;此外,ASON支持多种客户信号,是一种独立于客户的网络技术。

1.2 ASON功能结构

ASON网络由控制平面、管理平面和传输平面构成,控制和管理的分离是ASON的重要特征,见图 1。

图1 ASON的功能结构

传输平面负责业务的传送,但这时传送层的动作却是在管理平面和控制平面的作用之下进行的;管理平面在结构中是作为高层管理者的作用出现的,在管理平面中存在着三个管理器,分别是控制平面管理器、传输平面管理器和资源管理器,这三个管理器是管理平面同其他平面之间实现管理功能的代理;控制平面是通过信令的交互完成对用户平面的控制。用户平面用于转发和传递用户数据[1]。

1.3 ASON的特点

ASON相对传统同步数字体系SDH(Synchronous Digital H ierarchy)具备以下特点。

1.3.1 智能交换网络

ASON引入控制平面使其成为灵活、可靠、可扩展的智能交换光网络,ASON采用多域层次的网络结构,具有良好的规模性和可扩展性,保证了网络的平稳升级。通过标准接口在不同域之间的相互作用,可支持多厂家的互通互连。

1.3.2 网络资源的动态分配和调度

在ASON控制平面的控制下完成网络邻接自动发现、拓扑结构的自动发现、分布式路由计算以及光传送网内动态、自动完成端倒端光通道的建立、拆除和修改等。

ASON提供光层的业务量工程、按照用户的实际需求,动态分配路由,实时分配网络带宽,自动建立光通道连接;并具有快速的网络恢复和自愈能力,可在网络出现劣化时根据网络拓扑信息、可用的资源信息、配置信息等动态指配最佳恢复路由。

ASON连接的保护与恢复由管理平台命令发起或者临时禁止,其恢复机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、传统的光传送网采用集中恢复)。

1.3.3 业务层与传送层融合

ASON自动将业务模式与光网络资源相连,透明传送各类客户层信息。运营商根据用户需求,快速地在光层直接提供建立、拆除服务;运营商可根据客户层信号的业务等级,提供各种不同服务质量的业务类别,实现光传输网络层次上的等级服务。透明的业务传输,使光域上的性能检测保证光传输质量;可以在无上层网络参与的情况下,在光层上对光通道进行保护恢复,使该光通道的所有上层业务连接的同时等待恢复,有效地提高恢复速度、降低操作复杂性与成本。

1.3.4 增值业务

ASON可以迅速提供和拓展新型增值业务。如按需带宽业务、带宽批发、带宽出租、带宽交换、按使用量付费、动态路由分配、闭合用户群、光虚拟专用网等。

2 ASON在山西电力通信网应用展望

ASON的推广应用将有助于提高山西电力通信技术水平,为电网的建设和发展提供强有力的信息传输支持。

2.1 山西电网建设对光纤传输网的要求

国家电网公司提出改变公司发展模式,改变电网发展模式的要求,山西输电网正在向超高压、大容量、长距离方向发展,电力网和信息网结构日趋复杂,为适应新形势,满足电网发展的需求,为电网所需各类业务提供可靠的传输通道和先进的信息平台,电力通信信息部门按照国家电网公司、山西省电力公司的部署和要求,积极开展数字化、智能化电网建设,大力推进科技进步,加快信息化建设步伐,面向未来推广发展下一代网络NGN(Next Generation Network),构建以生产、营销、综合办公为核心的三大信息网络平台,努力消除信息孤岛,扩大网络覆盖范围,实现网络互通、数据共享,数据业务量将成倍增长。这一切都迫切需要提高光纤通信传输系统的可靠性和传输效率,要求输送距离更远、带宽容量更大和高度的智能化,同时利于维护和管理,ASON恰能很好的适应这一要求,这为ASON在电力通信网中的推广应用提供了良好的契机。

2.2 山西电力通信光纤传输网现状

山西电力通信光纤网已建成220 kV及以上光纤复合架空地线OPGW(Op tical Fiber Composite Overhead GroundWire)光缆已超过5 000 km,全面覆盖了各供电分公司、全部500 kV和220 kV变电站。山西电力通信现有光系统共分为三层网。

第一层由SDH/2.5G光设备构成全省的2.5G主干网,主要满足省公司至各供电分公司、500 kV变电站间的各种业务传输的要求。

第二层为主干SDH/622 M/155 M网络。它覆盖了全省所有500 kV、220 kV变电站及电厂,主要为500 kV、220 kV线路光纤继电保护、调度自动化、数据通信等应用提供高可靠通信通道。

另外,省公司在SDH主干微波及地区已有SDH/622 M/155 M光纤网基础上,利用OPGW光缆通过增加光口互连形成第三层网,与第二层配合,形成220 kV线路光纤继电保护通道的后备网。

山西电网在现有的主干光纤SDH/2.5G系统已满足诸如电网继电保护、安稳、相量监控等应用的基础上,再建设新一代光纤传输网DWDM系统,更易适应今后山西电力通信网带宽主要增长趋向为IP业务以及语音、数据、视频三网合一的需要。

2007年,山西省电力公司在6个地市完成市级骨干传输网的建设,SDH/10 G/多业务传送平台MSTP(Multi-Service Transfer Platform)(1+1)及SDH/2.5 G/M STP(1+1)节点采用烽火公司FonsWeaver系列产品。该产品是具有智能交换功能的光通信设备,可实现从 MSTP的SDH/10 G/2.5 G系统向ASON平滑升级,该系列产品组成光传输网络并且加载智能软件后,即可构成智能光网络。这为ASON在山西电力通信传输网中的应用提供了必要条件。ASON将IP的灵活和效率、SDH/光纤同步网 SONET(Synchronous Optical Netw ork)的保护能力、DWDM的容量通过创新的分布式网管系统有机地结合在一起,形成以软件为核心的能感知网络和用户服务要求,并能按需直接从光层提供服务的新一代光网络。可使山西电力通信光传输网由静态网络向动态网络升级过渡。

2.3 ASON组网方式

考虑与实际已经存在的DWDM、SDH网络融合,ASON组网方案有两种。

2.3.1 ASON+DWDM组网方案

利用DWDM系统的大容量和长途传输能力以及ASON节点的宽带容量和灵活调度能力,可以组建一个功能强大的网络。在这样的网络中,尤其在骨干和汇聚层网络,ASON节点可以完成传统SDH设备所能完成的所有功能,并提供更大的节点宽带容量,更灵活和更快捷的电路调度能力,同时,网络的建设和运营费用也比较低。ASON节点所能提供的单节点交叉容量可以大大缓解网络中节点的 “瓶颈”问题。

2.3.2 ASON和SDH混合组网方案

ASON可以基于G.803规范的SDH传送网实现,也可以基于G.872规范的光传送网实现,因此,ASON可与现有SDH传送网络混合组网。ASON与现有电力通信网络的融合是一个渐进的过程,先在现有的SDH网络形成一个个ASON,然后逐步形成整个的ASON。这一发展过程与PDH向SDH设备的过渡非常相似。在山西电力通信市级骨干光纤传输网可根据实际情况通过烽火通信FonsWeaver 780设备由SDH/10 G(2.5 G)/MSTP网络升级至ASON网络,可由10 G环升级至40G环。极大扩展节点带宽容量,能够实现各种业务的灵活配置,保证服务质量,从而使山西电力通信向前迈进一大步,对山西电网的发展提供强有力的支撑和保障。

3 ASON应用的思考和建议

ASON作为新一代光网络技术,因其独有的技术优势,国内外电信运营商纷纷应用ASON技术建设自己的传输网,国内已有北京、河北、山西部分地区投入商业运营。而在电力通信网,目前还没有进行规模应用,可借鉴经验匮乏。电力通信网作为专网,保证电网安全、经济、可靠运行是其首要目标,业务种类较多,重要程度分层复杂,在保证业务传送的安全、可靠、高效性方面做到完美统一,ASON与传统的传输网相比是否具有优势还缺乏实际验证。

引入ASON后势必对传统维护手段产生冲击,引起维护组织、维护职能和维护管理流程的变革。ASON技术的引入打破了以干线为基础的网络结构,采用更重视全局性的网状结构;改变了传输资源的静态配置模式,增强了网络资源使用的动态性。现有的、适用静态配置的维护组织和维护职能变得不适应ASON网络的运营,ASON网络的维护更强调集中性,需要适应网络动态变化的特点。ASON技术的引入大大减少了人为因素,人 (网管)的权限被削弱,网元的自主权加大[2]。由于传统设备不具有智能性,目前的维护管理流程是一个涉及很多人为操作步骤的流程,而这些步骤对于ASON网络可能已经是多余的了。因此,ASON的引入将打破原有的维护管理流程,减少人为操作环节。这对现有的电力通信调度运行、检修维护都提出了新的问题和要求,为确保网络的安全可靠运行,要积极适应ASON特点,改变以往维护、管理的思维方法和做法,加强培训力度和深度,提高通信人员对ASON的认知能力,促进电力通信运行管理水平的提升。

4 结束语

伴随着山西电网的发展,电力通信网对电力网的支撑保障作用日益增强,电力通信光纤传输网正在向大容量、长距离、智能化方向发展,建设高度智能化、自动化的通信网是今后发展方向。ASON可以实现资源和拓扑的自动发现,进行灵活的Mesh组网,提高业务的生存性和网络的扩展性,快速方便地实现端到端业务配置和修改多节点失效情况下的业务恢复能力。其先进的技术优势必然极大推动电力通信光纤传输网络和电力通信系统变革与发展。

[1] 姚中华.智能光网络技术研究[D].吉林:吉林大学,2006:15-17.

[2] 张勇.ASON技术的研究与应用 [D].安徽:合肥工业大学,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 军 (1973-),男,河南孟县人,2003年毕业于天津大学电气工程及自动化专业,工程师,从事电力通信工作。

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