ASON在电力通信本地网中的应用分析

：　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　ＴｅｃｈｎＯＩＯｇｙ　ｌｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　工业技术　Ａ　Ｓ　Ｏ　Ｎ在电力通信本地网中的应用分析①　叶涵　（华北电力大学电气与电子工程学院（北京）　北京　１　０２２０６）　摘要：本文通过分析电力通信本地同的现状，总结现有的ＳＤＨ传输网的局限性。结合ＡＳＯＮ网络的技术优势，针对电力通信传输网的技术　演进策略进行了探讨。　关键词：自动交换光网络　智能电同　交换连接　永久连接　软永久连接　中图分类号：ＴＮ９　２９．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１　６７４—０９８Ｘ（２０１　２）０４（ｃ）一００６４—０２　电力通信系统是保证电力系统安全、　优质、经济运行的支柱之一，是现代电力　系统运行必不可少的手段。当前，国家电　保护及故障录波器信息管理系统等；在综　环节点需要配置更多地交叉连接，又是业　合数据网上传输的数据业务主要有：生产　务集中节点，容易成为容量瓶颈，网络的扩　管理信息系统、软交换系统、电子邮件系　展性差。传统的ＳＤＨ环形网络带宽的利用　率和效率低；不能实现实时管理。当链路出　网公司正在加快智能电网的建设步伐，智　统、ＯＡ办公系统、视频点播系统、ＧＩＳ系统、　能电网、特高压等新元素的加入更加突显　财务管理、营销管理、视频监控等。根据业　现故障时，只有端口告警指示，但不能自动　　出电力供需实时调配的重要性，对电力通　务类别按照调度数据网、综合数据网分别　更新网络拓扑，无法实现网络的实时管理。信网的实时控制提出了更高的要求，这就　要求电力通信城域网不仅仅是一个只提　供传输的互连互通平台，而是一个对各种　进行统计。　１．３设备情况　在电力系统中，电力通信设备、自动化　远动设备、继电保护设备的升级换代通常　２．２　ＡＳＯＮ的体系架构　自动交换光网络在传统ＳＤＨ体系结构　的基础上突破性的引入了控制平面，实现　业务的传输质量和安全性提供保障的多　了网络的实时管理，提高了网络带宽的利　业务承载平台。然而现有的传统ＳＤＨ光通　采用“集中建设、统一调试”的方式进行，便　用率和网络的扩展性，解决了跨环业务调　　信网无法满足快速增长的网络规模和新　于发挥系统的技术优势，同时也利于电网　度困难的问题。的安全、稳定运行，运行中的电力通信设备　ＡＳＯＮ的体系结构如图ｌ所示，主要表　型业务的拓展。　１电力通信本地网现状　１．１网络结构　所承载的业务不能中断，所以针对已有电　现在特色鲜明的三个平面、三个接口以及　力通信传输网的升级只能从小规模着眼，　所支持的三种连接类型上。三个平面是控　从单一设备着手。所以，少数具有ＡＳＯＮ功　制平面、管理平面和传送平面［２】。管理平面　传统的电力通信传输网为ＳＤＨ自愈环　能的传输设备由于网络条件的约束，无法　主要实现设备性能状态的监控和配置数据　网，拓扑结构为环形和链路，网络节点一般　发挥其先进的智能特性。一些具有ＡＳＯＮ　的管理，传送平面实现业务的交叉连接，控　　为ｌ　１ＯｋＶ及以上等级变电站。本地ＳＤＨ传输　功能的光传输设备通常被作为ＭＳＴＰ设备　制平面可以通过智能相关协议实现拓扑、　资源发现，路由计算与业务创建等功能。　网骨干带宽为ｓＴＭ一１６（２．５Ｇｂ／ｓ），边缘带宽　使用。三个接口为ＣＣＩ、ＮＭＩ—Ｔ和ＮＭＩ—Ａ。　为ＳＴＭ一４（６２２Ｍｂ／ｓ）或ｓＴＭ一１（１５５Ｍｂ／ｓ）。少　数地区由于变电站数量特别多，核心ｓＤＨ　环带宽升级￣Ｉ］ＳＴＭ一６４（１０Ｇｂ／ｓ）。　２电力通信本地传输网体系架构的分析　ＣＣＩ是控制平面与传送平面之间的接口，可　１．２承载业务　电力通信网的业务基本上为集中型，　以传送连接控制信息，建立光交换机端口　２．１传统ＳＤＨ体系结构的瓶颈　传统ｓＤＨ的体系结构主要由管理平面　之间的连接。ＮＭＩ—Ｔ是管理平面与传送平　和传送平面构成，业务连接由人工指配，属　面之间的接口，实现网管系统对传送网络　除继电保护的业务为均匀型业务外，各节　于静态业务，然而传统的ＳＤＨ网络是由以　资源基本的配置管理、性能管理以及故障　—Ａ是管理平面与控制平面之间　点的数据一般向调度中心汇聚…。在调度数　环网为主要拓扑拓展形成的，跨环的业务　管理。ＮＭＩ据网上传输的数据业务主要有：远动系统、　调度困难，配置复杂，而且为实现保护，跨　的接口，实现管理系统对控制平面初始网　络资源的配置，管理系统对控制平面控制　模块的初始参数配置，连接管理过程中控　制平面和管理平面之间的信息交互，控制　偏光面本身的故障管理，对信令网进行的　管理以保证信令资源配置的一致性。　ＡＳＯＮ引入了控制平面的概念，为传统　的光传输网带来了智能特性，在业务连接　方面则体现在三种连接上。根据控制连接　建立的主体不同，ＡＳＯＮ的分布式呼叫和连　接管理支持三种基本连接类型。永久连接　（ＰＣ）是一种由管理系统配置的连接类型，　又称为指配型连接，由网管系统或人工干　预来完成。交换连接（ｓｃ）是一种由终端用　户请求而建立的连接，又称为信令型连接。　这种连接是由控制平面的通信终端点利用　信令协议消息交换建立的连接。软永久连　接（ＳＰＣ）是一种用户到用户的连接，其中端　图１　自动交换光网络的架构、接口以及连接方式　①作者简介：叶涵（１９９０一），女，华北电力大学（北京）电气与电子工程学院，电子信息工程专业，大三在读生。　６４　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　！　：！　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　工业技术　电力系统缸地网向自动交换光网络演进　核・　展　以根据业务的重要程度选择相应业务级　别。同时，ＡＳＯＮ支持基于网格状结构的组　网方式，在ＡＳＯＮ网络中各节点、各链路融　合在一起，自动、智能地实现整网资源共　汇聚屡　享。不管有多少处故障，只要网络中还有可　达的空闲路由，就可以对业务实施保护。如　图３所示，在ＭＥＳＨ状的ＡＳＯＮ网络中，假如　有一条业务由Ａ至Ｄ，当ＡＤ间发生故障时，　接，＼展　重路由将业务恢复为Ａ－Ｂ－Ｄ，而ＢＤ间又发　生故障，重路由将业务恢复为Ａ—Ｅ—Ｄ，此　图２　自动交换光网络的演进方案　Ａ　时ＥＤ间发生故障，重路由将业务恢复为Ａ—　Ｂ－Ｃ－Ｄ。所以，在３条链路同时故障时，Ｄ点　还可以找到可用链路到达网络中的其他各　点。由此可见，基于ＡＳＯＮ的本地网核心层　网络稳定，生存性强。　Ｂ　、、　囊　啦ｒ一　鬯Ｂ　的网络运行与维护变化，为将来大规模使　用自动交换光网络设备打好基础。　在网络的维护方面，利用智能设备的　“洪泛”功能，ＡＳＯＮ能够自动完成网络拓扑　结构的绘制，而且ＡＳＯＮ具备拓扑的自动发　核　心层原有￣ｊｓＤａ自愈环网　核・　属升级￣ＭｅＳＨ结构的ＡＳＯＮ　图３本地网引入ＡＳＯＮ的优势分析　现功能，在新增加节点设备开始工作后，网　管上就能直接自动读取节点信息，显示节　点间的链路连接关系，实现网元信息及网　到端连接中的用户到网络的部分是通过网　络管理系统建立的一个ＰＣ，而端到端连接　的网络部分是通过控制平面建立的一个　３．２方案优势的分析　在本地传输网的核心层率先引入ＡＳＯＮ，　元之间连接的自动配置，大大简化了网络　的维护。此外，ＡＳＯＮ还支持“传输设备的即　ＳＣ。在连接的网络部分，连接建立的请求是　由管理平面发起，而由控制平面执行。这种　连接又称为混合型连接。从终端用户的角　度来看ＳＰＣ与网管控制的ＰＣ相同。三种连　接的不同之处在于对连接建立起主控作用　插即用”、“资源预留”、“业务路径优化”、　不仅充分考虑了资金和资源的合理利用，　“业务路径恢复”、“灵活路由策略”等新功　同时也可以作为ＡＳＯＮ技术的一次试点，充　能，便于更好的控制和管理网络，极大地减　分展现ＡＳ０Ｎ的智能特性。该演进方案提升　了带宽资源的利用率，增强了网络的生存　轻了网络维护的工作量。　的部件不同。ＳＣ是整个ＡＳＯＮ工作的核心　所在。正是由于ｓｃ的引入，传输网才能根据　性，使网络的维护更加方便。　在带宽资源的利用率方面，传统的　ＡＳＯＮ技术改变了传统传输网的理念　用户节点的需求自动建立光通路。ｓｃ是由　ＳＤＨ自愈环网的保护是利用一半的资源固　和运行方式，对其发展产生了深远的影响，　控制平面执行连接控制等操作的，因此，　定保护另一半资源，带宽利用率只有５Ｏ％，　智能化将是电力通信本地网发展的必然趋　ＡＳ０Ｎ体系结构中最为重要的就是控制平　带宽的利用率和效率低。而ＡＳＯＮ网络可以　势，也是配合智能电网建设的必经之路。引　面的设计。　按照需求为业务选择最优的路由，且可以　入和建设ＡＳＯＮ通信网络必须是一个循序　采取保护资源共享的方法，利用恢复机制　渐进的过程，在保证网络安全稳定的基础　３本地网向ＡＳＯＮ演进的解决方案　实现网络安全性，不需要预留大量的备用　之上，构建新型的智能通信网络。当在本地　带宽，链路带宽利用率超过５０％，带宽利用‘　３．１　ＡＳＯＮ的演进方案　网核心层成功组建ＡＳＯＮ之后，实现与现有　电力通信本地网从整体上可以划分为　率与节点连通度成正比。在ＡＳＯＮ传输网中　ＳＤＨ传输网的互联互通，在相当长的时期，　核心层、汇聚层、接入层三个层次。目前，电　连通度为Ｎ的节点，每条链路的带宽利用率　两种网络将同时运行。随着智能化电网的　力通信本地网引入自动交换光网络技术是　１　为１一　【　，所以在图３所示的核心层完成　起步和发展，庞大的业务需求需要智能化　发展的必然趋势，根据当前电力系统光传　ｌ　的通信网络来承载，这将是对处于过渡期　输网的实际情况，可以通过“ＳＤＨ＋ＡｓＯＮ”　ＡＳＯＮ的网格状网络拓扑的建设后，Ａ站点　的通信网络严峻的考验。　的方式向自动交换光网络演进，如图２所　的连通度由２升高为４，理论上资源利用率　示。将核心层的基于ＳＤＨ自愈环网的ＭＳＴＰ　可以达到７５％。所以网络拓扑连通度越高，　４结语　环网进行自动交换光网络ＭＥＳＨ网格状网　资源利用率越高。核心层升级为ＭＥＳＨ结构　参考文献　［１］张蕾蕾．电力通信网引入ＡＳＯＮ技术探　讨．安徽电力，２００９，２６（１）：８０～８２．　络拓扑的改造，并且使用智能光网络节点　的ＡＳＯＮ传输网后，显著提升了带宽资源的　设备，发挥ＡＳＯＮ基于ＶＣ一４高阶交叉的优　利用率。　势，有效利用ＡＳ０Ｎ的智能特性确保核心层　的稳定性。在汇聚层和接人层依然保留传　在网络的生存性方面，ＡＳＯＮ具有保护　倒换和重路由两项机制，为业务生存的可　［２］王红霞．Ａｓ０Ｎ在骨干传输网中的应用　探讨．信息技术，２００９，３８（４）：２３～２４．　【３】焦晓波，周雅．电力通信系统下一代光　网络的分析与探讨．光通信术，２００９　（１０）：９～ｌ２．　统的ｓＤＨ设备，为了充分利用原有设备的　靠性提供有力保障。保护倒换是在故障发　资源，将替换下来的原有核心层ＭＳＴＰ设备　生之前，预留专用于保护的网络资源，从而　下移给汇聚层使用，相应的网络带宽资源　当故障发生时，业务流从故障路径切换到　将得到大幅提升。在条件成熟时汇聚层也　保护路径传送；重路由是一种业务恢复方　可以根据网络实际情况引入智能光网络节　式，当业务路径中断时，路径首节点查询业　点设备，这种逐级更替的方式是在对原有　务恢复的最佳路径路由，然后逐跳向下游　的资源合理利用的同时引入自动交换光网　节点发送信令，请求保留资源并建立交叉　络系统，在资金方面不会造成太大的浪费，　连接。末节点逐跳向上游节点回送信令，最　在技术方面可以逐渐接受引入ＡＳＯＮ带来　终建立新的路径。ＡＳＯＮ支持ＳＬＡ功能，可　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　６５