智能光网络在电力通信网中的应用分析

靳雪梅

(国网山西省电力公司阳泉供电公司,山西阳泉 045000)

智能光网络在电力通信网中的应用分析

靳雪梅

(国网山西省电力公司阳泉供电公司,山西阳泉 045000)

智能光网络系统在电力通信网中的应用已成为趋势,而且影响着电力通信网长远发展。本文对智能光网络概念、体系结构以及智能光网络的路由自动发现和保护恢复机制做了深入的研究分析,并结合阳泉地区电力通信网发展情况,提出了智能光网络建设具体方案。

智能光网络 电力通信网 应用分析

1 智能光网络基本原理

智能光网络(Automatic switched optical network，ASON)是自动交换传送网，由用户端或网管动态发起业务请求，自动选择路由，通过信令控制实现业务连接建立、修改、拆除、自动保护和恢复功能，是传送和交换为一体的网络系统。ASON第一次将信令和选路引入传送网，通过智能的控制层面建立呼叫和连接，使交换、传输和数据三个领域又增加了一个新的交集。相比传统的传输网络，ASON新增了控制平面，这使ASON从技术上实现了对传输层面链路资源更加丰富的调配方式，并能够以更加实时的方式按需向传送层面申请资源、建立连接。整个系统由管理平面、控制平面和传送平面构成。

管理平面完成各种参数的配置、性能监控及业务请求的下发；控制平面主要完成连接的自动建立、管理和监控、对有故障的连接采取相应的保护恢复策略；传送平面完成业务的传输、交换及告警的上报等功能。

2 系统技术特点

2.1 自动发现路由

当前，阳泉电力通信网普遍采用华为的SDH设备，传统的传输网管包括管理平面和传送平面，必须逐站交叉配置下发业务，以确保首尾节点时隙对应，但是工作繁琐和效率低下。传统的传输网络相比，ASON相对新增了控制平面，当用户端发起业务请求时，只需指定首尾节点，控制平面便能够快速建立呼叫，计算权重，选择最佳路由，自动建立连接，而且建立的通道带宽能够实时地根据用户端的需要进行调整，避免发生拥塞。业务的配置由人工变为自动，由固定变为动态，节省了大量的人力与时间。当业务传输出现故障时，对于永久SNCP1+1保护，ASON会迅速将业务切换到保护路径上。与传统SDH传输网管不同的是，ASON依靠其自动发现路由的功能。会同时为现有业务路径再创建个恢复路径，并删除已有故障链路，因此可始终保持1+1保护，实现了业务出现故障时的快速恢复和保护，极大地提高了通信网的可靠性。

2.2 ASON网络的保护恢复机制

ASON网络的保护恢复机制具有智能化、多样化的特点。智能化主要体现在控制平面的引入，使用具有智能控制功能的通用多协议标签交换(GMPLS)协议族。特别是对于保护恢复机制在信令、路由和资源管理等多方面的支持，而多样化体现在ASON格状网结构对于多种保护恢复方式的支持，适合于多种生存性机制的实现。

光网络的保护机制是指用一个预先分配的备用资源来代替一个失效资源，是一种底层的网络生存技术，可以预防普通故障对业务的影响，是一种与网络拓扑结构相关的业务快速恢复技术。ASON的保护机制分为线保护和环保护，其中线保护又称为点到点保护，是所有保护机制中最快也是最简单的一种。常见的3种线性保护方式有1+1，1：1和M：N保护。恢复机制是指利用网络空闲容量，通过重路由机制建立新的连接以代替失效资源。基于ASON的恢复机制能够提供多种选择方案，包括选择恢复机制、保护业务的颗粒和保护业务的类型等，并可以为不同要求的业务提供不同等级的恢复。在ASON中，保护一般由传送平面单独完成，而恢复是传送平面和控制平面共同协调完成的。控制平面的引入，使得ASON网络具有IP网络的智能，同时Mesh网络的组网方式，使得ASON网络的保护和恢复更加灵活高效，可提供多等级的业务保护恢复，而其中保护与恢复的结合是ASON在保护恢复功能方面所独有的。

2.3 网络资源利用率的提高

在现有光传输网络中，如需要为N条通道提供完全保护，理论上就需要提供N条保护通道，网络中存在大量长时间不使用的冗余资源，造成网络资源的浪费。ASON支持对不同的业务链路提供不同级别保护的功能。对于阳泉供电公司，如继电电路可以配置为最高的保护级别，保证发生中断时业务能够快速保护。而其他一些对于时延要求并不严格的数据业务，则可降低保护级别，从而减少网络中备用资源，提高网络资源使用率。

3 ASON在某电力系统中的应用

3.1 自动发现功能的应用

无论业务经过多少节点，在建立业务时，只需指定业务的首尾节点，即可方便地完成整个业务的配置过程。下面结合实际工程应用详细说明。例如需要建立一个由调度楼到荫营公司的2M业务。如果使用传统的不加载ASON功能的设备，那么配置此业务时，根据光纤连接情况，需要在业务所经过的调度楼、苇泊变、荫营公司3个站点下发3个交叉命令才可以完成整个配置过程。而对于加载了控制平面功能的设备，只需要在调度楼本地节点下发一个命令，在此命令中指明业务的首尾节点，控制平面便能够快速地在网内配置连接，以建立一条光通道，满足客户端的需求，即刻完成整个配置过程。

3.2 多等级保护与恢复功能的应用

ASON提供了多种保护功能级别，如永久SNCP1+1保护、复用段保护、无保护等，用户可根据业务等级需要，灵活配置业务属性。其中，永久SNCP1+1保护是ASON将保护与恢复相结合，提供的最高级别的保护方式，是ASON所特有的保护方式。永久SNCP1+1保护是指ASON应用保护机制为业务提供2条可用路径(工作路径和保护路径)，而永久是指当业务传输出现故障，工作路径发生保护倒换后，ASON启用恢复机制，应用动态重路由法为受影响的通道重新选择路由并选择备用资源，重新建立连接，作为新工作路径的保护路径。因此，建立了永久SNCP1+1保护的业务将永远有一个保护路径可用，在工作路径发生断纤时，倒换在50ms内完成。

4 智能光网络建设规划

4.1 总体规划

阳泉地区35KV及以上的变电所通信节点大部分已成环，成为标准的网格状网，完全满足智能光网络建设对光纤传输网架结构的要求。ASON的建设可以采取分步建设，逐渐扩展的思路，先在核心层引入ASON技术，实现核心层的智能化，随后逐渐扩展到汇聚层和接入层，最终建成统一的ASON网络，实现阳泉地区电力骨干通信网的高度智能化，为即将建设的智能电网提供高度可靠的数据传输网络。

4.2 发展策略在智能光网络建设过程中，阳泉供电公司将从技术经济指标、可靠性和可持续发展性等方面综合考虑，确保建成的光网络先进可靠，维护方便，易于扩展。具体发展策略如下。

(1)充分利用现有网络资源，在保证现有投资的前提下，逐步引入新技术、新业务，做到少投入，多收益；(2)坚持技术的标准性和网络的兼容性，标准的信令协议是智能光网络最重要的技术前提。因此，厂商所采用的是标准的协议还是专有的协议是评价方案优劣的基本尺度。同时，厂商的设备与现有网络的兼容程度也是评判的重要标准；(3)根据自身业务和网络发展需要，合理的引入和开展新业务新运营模式，逐步向智能光网络演进。

4.3 具体建设步骤设想

(1)在现有网络中引入智能光网络集中控制系统，向外提供标准的UNI接口，实现流量工程和带宽按需自动配置。可以在现有光传输网的层面选择几个核心大节点配置大型交叉连接系统，这种方式可以首先屏蔽现有网络的多厂商环境，构建一个基于网格状网的灵活、强大的智能核心层，或者保持现有传输网不做变动。通过在集中的管理系统上配置智能控制系统，借助其所提供的标准OIF-UNI接口，可以实现与数据业务层的自动互联，构建重叠结构的智能光网络。这种方式的主要好处是：兼容现有网络，实现带宽自动按需配置，投资省，见效快，特别是和流量工程工具结合使用后，可以实现节省30%的网络成本，标准化程度高，风险较低，也符合现有运营体制，可以提供丰富多彩的智能光网络业务，实现对波长或子波长(从2Mb/s到10Gb/s)的动态带宽配置。

(2)逐渐扩展到接入层，并在网络中建立信令机制。对于传统网络的带宽配置仍可以继续由集中控制系统来实现。可以说未来两种方式将并存，只有这样才可能保证全网的端到端配置。如果最终全网实现GMPLS/G.ASON，网管系统将演变成网络资源的管理监控系统和业务的政策服务器，提供诸如网络性能，故障处理和资源监控等功能，将继续在未来智能光网络中发挥必不可少的重要作用。

5 结语

智能光通信网络ASON技术将动态路由的概念引入到传送网，充分利用环型网的路由优势，通过控制层面自动发现网络网元，实现实时动态路由计算，链路建立，从而实现电路的调配和故障恢复，大大提高了网络选路和电路配置的灵活性、提高了网络资源的利用率、增强了业务承载能力，并使网络在多故障的情况下仍能生存，提高了网络抗毁性能。

[1]刘荣利.关于电力通信系统的智能光网络模式的应用分析[J].科技创新与应用,2013(23).

[2]郏燕琪,孙延平.智能光网络技术及其在电力系统中的应用[J].电力系统通信,2009(11).

[3]李韧,陶可.智能光网络在邵怀高速通信系统中的应用探讨[J].公路工程,2007(5).