基于电力通信系统的智能光网络的应用分析

【摘要】：随着3G时代的到来,信息数字化飞速发展,同时这也给各类通信网提出了越来越高的要求。电力通信网作为一种国家专用通信网,此时也逐渐显现出了发展的瓶颈,本文就目前电力通信系统光传输网的现状展开分析,提出制约网络发展的难题和业务发展的需求,结合智能光网络(ASON)的技术优势,针对电力通信系统下一代光网络的发展谈了一些自己的看法,对通信系统网络建设具有一定的参考借鉴意义。

【关键词】：智能光网络（ASON）；电力通信；光传输网络

中图分类号：F407.6文献标识码： A

0. 引言

随着国民经济的不断发展，日益壮大的电网结构，对电力通信传输网提出了越来越高的要求。随着电力生产MIS（管理信息系统）、变电站视频监控、计算机网络、办公自动化等信息化进程的不断加快，数据业务的需求高速增长；加之继电保护信号的数字化传输逐渐成为主流，电力通信网不仅是电网的“千里眼”和“顺风耳”，更成为电网神经中枢的重要组成部分，由于SDH光传输环网主要为承载语音业务而设计，再加上环形拓扑结构只能对传输的业务提供一条保护通道，SDH光传输网络已逐步显示出了自身的不足和对新业务对其高要求的不适应性，如无法满足业务的动态需求；难以实现对多点故障的有效保护；资源利用率低；业务部署时间较长；网管复杂；维护和扩容成本较高；不能提供分等级服务等。在这情况下，智能光网络营运而生。它在传统的光网络中引入控制层和动态交换的概念，这不仅是十几年来传送网概念的重大历史性突破，也是传送技术的一次重要突破。

1. 电力光纤通信现状及存在问题

1.1 光纤线路

目前国内电力光缆主要由OPGW 光缆、ADSS 光缆和普通光缆组成， 光缆芯数主要有24 芯、36 芯和48芯不等，近几年来光缆建设一般选择以OPGW 光缆为主，以普通架空/管沟光缆为辅，基本覆盖所有110kV变电站和开闭所， 通过光纤通信站和光纤线路实现网络连接。

1.2 传输网络

现有典型的SDH 电力通信传输网结构如图1 所示，基本采用环网结构，由SDH 光端机组网，传输容量一般为622Mb/s（STM-4）和2488Mb/s（STM-16）。

图1 电力SDH 网络拓扑结构示例

1.3 存在问题

1）光缆利用率低、安全性不高。传统的SDH 网络只能依靠2 个光缆路由，形成环形网络，无法抗拒网络2点光缆中断的故障，存在多个站点通信失灵的危险。而在两通信节点具有多路由特征时， 光缆资源无法直接利用而浪费。

2）业务模式单一。传统SDH 网络不能对不同业务和用户进行分级服务，提供的保护方式比较单一，网络资源利用率低，难以实现资源实时的最优配置。

3）灵活性差。通信网业务调度能力差，静态的端到端业务配置耗时耗力， 业务的疏通和汇聚容易出现阻塞，对于承载具有突发特性的数据业务存在先天不足；其次。SDH 强大的网管功能使得设备对网管的依赖性太强，一旦网管误操作，后果不堪设想。

4）可扩展性差。由于管理平面针对特定的厂商，随着环网数量的增加，形成资源瓶颈，网络扩容和优化的成本高，随着公司信息化业务需求的不断增长，跨环大带宽业务的需求将无法满足， 同时电路调度和环间资源优化将变得十分繁琐。

2. ASON 的概念、特点及应用情况

2.1 ASON 的概念

ASON 是在传送平面SDH、光传送网（OTN）之上增加了独立的控制平面， 它支持目前传送网可以提供的各种速率和不同信号特性（如格式、比特率等）的业务。ASON 可以在两个客户网元之间提供具有固定带宽的传输通道， 通道界定在光网络的输入接入点和输出接入点之间。ASON 对新业务类型具有可扩展性，可以支持多种类型的业务模型， 每种业务模型都有自行的业务属性、目标市场和业务管理需求。

2.2 ASON 的特点

与传统SDH 网络相比较，ASON 网络具有鲜明的特点和优势。具体体现在：

1)快速和智能化的端到端业务配置

ASON 中的业务配置能够根据现有的网络资源、用户要求的连接限制和服务类型， 使信令协议自动地进行端到端连接的指配， 在网络里创建所有的动态交叉连接， 并在以后将此连接做为当端到端的实体进行管理。快速配置的能力使得提供新业务的效率大大提高，能够实现资源的更有效利用和增加开辟新业务的机会，如增强型专线业务、光虚拟专网等新业务。另外，信令的快速配置有利于未来多厂商互联互通。

2）智能重路由

具有灵活扩展性的MESH 网络， 采用动态分布式重路由，以全网的空闲链路作为备份路由，为多重节点故障情况下恢复链路提供了丰富的解决方案， 重要业务能够在节省备用带宽的同时得到保障。ASON 网络提供的多种业务等级SLA（Service Level Agreement，服务等级协议）针对不同保护需求的业务，因为MESH 网具有多种Qos 等级， 可根据不同需求定制保护恢复方式，为用户提供差异化服务，减小网络资源的浪费。

3）资源动态分配

在ASON 网络中，可以按照用户需求提供带宽，真正实现按需分配。通过设置自动触发带宽调整条件，利用ASON 的智能化和自动化能力来完成带宽的自动无损调整，从而使网络能够提供快速、实时的相应业务，满足用户动态、实时调整带宽的要求。

2.3 ASON 的应用情况

近几年来国内外通信技术迅猛发展，SDH 光纤通信呈现大容量、智能化的发展趋势，智能光网络(ASON)以其高度安全性和光缆资源充分利用， 已被电信运营商逐渐引用， 在业务均衡以及光缆资源丰富的通信节点，以及通信业务的科学调度管理，呈现出明显优势，具备智能化技术特征。智能光通信网络设备，在2006、2007 年各主要电信运营商开始试商用， 在2008 年逐渐推广构建， 在2009 年成为主流的核心传输网技术。在电力系统通信中，各省均未正式启用。

3.ASON 技术在电力通信的应用

为建设智能化电网、适应电力系统生产自动化和管理自动化的快速发展，以及电网智能化的需要，当前电力通信在朝着光纤化、数字化、宽带化的方向的同时，探索向网络智能化、管理集约化、运检专业化迈进。因此，在电力通信网中采用智能光网络技术是贯彻实施国网公司统一坚强智能电网战略的具体表现。电力光缆建设较完善，主要由OPGW 光缆、ADSS 光缆和普通光缆组成， 目前所有110kV 变电站光缆建设至少有两个方向，可以说电力光缆已达到MESH 网络布局。这给ASON 智能光网络的建设奠定了坚实的基础。

电力ASON网的拓扑结构图如图2 所示。在该拓扑结构中，骨干层采用华为Optix OSN3500 组成MESH 网， 并在所有节点加载智能软件。在此主干架构下，采用OSN2500 设备进行业务延伸。

图2 电力ASON 网络拓扑结构

采用ASON 技术以后，光缆资源得到了充分利用，依靠网格型结构，只要2 节点间存在光缆路由，即可保证网络的安全性，因此抗击光缆中断能力明显增强。首次实现了针对电力网络和业务的特点，发挥了多路由光缆的优势，对不同业务进行了钻石级、金级、银级、铜级、铁级等多种保护级别划分，实现了电力信息通道科学调度、精益化管理。ASON 一个网元多个路由自动迂回的功能极大程度保障了各站点的通信可靠性。

4、结束语

在电力通信传输网络构建中， 采用智能光网络技术，可实现技术上的信息化和自动化、管理上的集约化和精益化， 提高光纤通信网络的可靠性和光缆资源利用率，增强网络多业务接入能力，同时其科学友好的操作界面，方便管理各类用户信息，最终达到降低成本，提供效率的目的。最后， 构建坚强的智能通信信息平台，贯穿发电、输电、变电、配电、用户、调度六个环节，实现生产与控制、企业经营管理、营销与市场交易三大领域的业务与信息化的融合， 从而全面支撑统一坚强智能电网发展。在建设信息高度共享、业务深度互动的国家电网资源计划系统中，为实现资源配置集团化、电网运营集约化、管理控制精益化、业务处理标准化、信息采集自动化、客户服务互动化、分析决策智能化等提供了基础通信服务。