论文部分内容阅读
摘 要本文阐述了ASON技术的基本原理，并探讨了其在电力通信网中的应用前景和优势，研究采用ASON实现对现有SDH网络的改造和升级，改善网络拓扑结构，提升电力通信网络的可靠性和安全性。
关键词电力通信；ASON；SDH；改造
中图分类号TP文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)071-0112-01
作为电力通信中最重要的通信方式之一，光网络为整个电力系统中的电网调度、自动化、继电保护、安全自动控制、营销现代化、电力市场交易以及电力企业信息化等提供了稳定可靠的信息传输通道，进一步提高了电力通信网的综合实力和运行管理水平。
面对种类繁多的业务，电力通信网络不仅要有强大的交叉接入能力和控制能力，还应具有高效的带宽利用率和完备的安全保护功能。特别是支撑着未来电力系统安全、稳定、经济运行的重要基础设施，都对通信系统的响应时间和时延有严格的要求，需要网络具备高速率、高带宽、高覆盖、高可靠性等特点，即电力通信光网络运行具有灵活可控性。
如何在已有电力通信光传输网络基础上构建骨干通信网，并选择适合电力系统运行需求的通信技术成为电力通信网络研究的热点问题。它要求网络既满足电力骨干城域网具有高级别安全性和稳定性，又需要对现有网络的改造最小化，且为今后网络升级预留空间，便于今后新型业务的良好承载。自动交换光网络（Automatic Switched Optical Network，ASON）技术作为下一代光网络的核心技术之一，为构建电力通信骨干光网络提供了可能。
1网络改造的必要性
传输网络作为供电系统信息传送的平台，对保障电力安全、稳定传送有着至关重要的作用。传输网络作为电力系统的配套工程，建设计划和进度需要配合电力系统和基础建设的规划。虽然SDH环网目前能够满足通信网络承载业务的传输需求。但分析可知，其本身在网络运营和考虑未来通信网升级方面具有如下不足之处：
1）网络拓扑结构单一。网络拓扑结构中，仅存在环状网和链状网。1个变电站节点通常配备左右2个光通道，整个环对各种业务实现环型自愈，但当光缆外破时造成业务中断。
2）带宽利用率低。传统的SDH技术要求网络中包含通道必须预留资源，故由于保护所占用带宽，使得整个网络的带宽利用率只能达到50%。。
3）业务传输要求高。从网络承载业务分析，目前二级电力通信网所承载的主要业务包括为调度生产和办公管理提供的专用电话、行政电话、数据网络、远动信息、生产MIS、电源监控、电量信息、遥视、五防等重要业务。不同业务对网络传输能力具有不同要求。
4）通信网络与电力网络规划的不同步。下一个新建站点位置不确定，上下行光缆路由不确定，难以在初期規划时预测站点在通信网络中的位置。各保护环为新增站点预留的扩展空间很快会因为站点分布而变得不均匀，导致部分站点只能以单链的方式接入主网络。
2ASON技术的优势
ASON（Automatic Switch Optix Network）智能光网络是在传统MSTP技术发展过程中的一个重大突破。ASON通过引入独立的智能控制平面，并利用这个平面完成路由自动发现、拓扑更新、连接管理、保护恢复，从而实现网络动态连接管理。ASON 主要具有以下的技术优势：
1）业务多样化。ASON 可引入补充业务，针对不同等级的客户可以提供不同的保护恢复方式，为客户提供差异化的、可选择的服务和业务等级，满足迅速发展的差异化服务的需要。。
2）结构网状化。相对于环网来说，网状网结构可以为业务提供多种保护和恢复方式（如1+1、1:1保护、动态恢复、无保护等）。网状网的网络生存性高，所需的备用容量较低，网络资源利用率较高。网状网的扩展性较强，仅需增加新的节点和链路即可，不需要全网配合，便于升级和维护。
3）节点智能化。智能光网络的重要标志是实现了网络的分布智能，即网元的智能化，具体体现为通过网元实现网络拓扑的自动发现、路由计算、链路自动配置、路径的管理和控制和业务的保护恢复等，许多原来需要人工参与的工作由网络本身即可自动完成。ASON 通过在传统的静态光网络中引入动态交换和智能控制能力，完成“光传送网＋智能化”，从而使光网络从传统的“承载网络”向“业务网络”演进，从被动的网络管理向主动的控制网络演进。
3ASON在智能电网浪潮下的应用
智能电网要求建立高速、双向、实时、集成的通信系统，必然要求通信网络传输平面的高带宽、高可靠性。ASON作为未来光传输网络的必然趋势，具备高速率、高带宽、高利用率、高覆盖和高可靠性等特点，是建设智能电网不可或缺的技术。具体表现在以下方面：
1）资源利用效率。SDH 网络采用的是专用保护方式，理论上最大的资源利用率为50%。而ASON网络可以按照需求为客户选择最优的路由，且可以采取保护资源共享的方法，利用恢复机制实现网络安全性，无需预留大量的备用带宽，链路带宽利用率超过50%。
2）网络的生存性。网络的生存性是智能电网的重中之重。ASON网络支持两种类型的保护机制：基于传送平面的保护和基于控制平面的保护，同时ASON具备强有力的恢复机制，可以提供多种选择方案，包括选择恢复机制、保护业务的颗粒和保护业务的类型等。因此，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，就可以对业通信业务实施保护。这一特点为智能电网安全可靠提供了极大保障。
4SDH网络向ASON网络逐步过渡的设想
图１
为了更好地利用现有网络，而SDH网络是现在电力通信网的主流，所以下面讨论一下ASON与SDH的混合组网。ASON与现有通信网络的融合是一个渐进的过程，先在现有的SDH网络里形成一个个ASON，然后逐步形成整个的ASON。
1）关于站点的选择。需要考虑站点的地理位置、业务流量、承载业务种类、机房条件、光缆路由和其下挂站点等因素。在各节点中选取综合性能最好的节点作为本网络的代言者。以图1为某电力通信网的实际情况，我们选取A站作为本网络的核心节点，B站和C站作为骨干节点，将分布于东南西北各方向的D站、E站、F站、G站作为接入节点。
2）关于拓扑组成。由于ASON采用网状结构能最大发挥其优越性，相对于环网它能提高网络效率和抗多点断纤，并且从业务模型和物理光缆情况分析来看，我们在组网过程中宜选择网状结构。研究表明，要发挥ASON网络的优势，主干线需要的光缆至少有4根。如图１所示。
3）关于网管及网络升级：需要在A站安装网管设备，网管系统通过集中控制实现域内的自动连接，通过增减域间标准的信令接口来实现全网的自动交换。同时，由于本方案是ASON与SDH的融合，所以还需要对原来的网管进行升级。有些设备不能平滑升级，在更换硬件及软件重启期间需要中断业务，这需要我们提前拟制割接方案，提前制作相关设备的软件存储卡，以便减少割接时间。
5结束语
以ASON为技术基础的智能光网络的出现，在实现了网络智能控制的同时，也为用户提供了多种新型的光层业务。同时，智能光网络带来了网络形态的改变，其层次简化的网络结构能更好的满足网络业务生存、调度和管理维护的要求。它能够解决带宽快速部署、端到端配置和保护/恢复等问题，提供QOS和分布式的网络控制能力，是光传输网发展的必然趋势。
考虑到ASON技术的成熟度及与老网的融合，ASON网的建设宜采用“统一规划、逐步演进；按区建设、分域管理”的方式，逐步变原有的非智能静态网络为智能动态网络，将传输网带入下一代智能传输网。电力光通信网络将从静态的、非智能的、需要外控的传输层面，向动态的、智能的、自控的传输层面转变。可以预见，在智能电网的快速发展中，ASON 将有的长远的发展空间和广阔的应用前景。
参考文献
[1]周飚,叶建国,游骏,等.ASON技术在县供电企业的应用[J]农村电气化,2011,04.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词电力通信；ASON；SDH；改造
中图分类号TP文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)071-0112-01
作为电力通信中最重要的通信方式之一，光网络为整个电力系统中的电网调度、自动化、继电保护、安全自动控制、营销现代化、电力市场交易以及电力企业信息化等提供了稳定可靠的信息传输通道，进一步提高了电力通信网的综合实力和运行管理水平。
面对种类繁多的业务，电力通信网络不仅要有强大的交叉接入能力和控制能力，还应具有高效的带宽利用率和完备的安全保护功能。特别是支撑着未来电力系统安全、稳定、经济运行的重要基础设施，都对通信系统的响应时间和时延有严格的要求，需要网络具备高速率、高带宽、高覆盖、高可靠性等特点，即电力通信光网络运行具有灵活可控性。
如何在已有电力通信光传输网络基础上构建骨干通信网，并选择适合电力系统运行需求的通信技术成为电力通信网络研究的热点问题。它要求网络既满足电力骨干城域网具有高级别安全性和稳定性，又需要对现有网络的改造最小化，且为今后网络升级预留空间，便于今后新型业务的良好承载。自动交换光网络（Automatic Switched Optical Network，ASON）技术作为下一代光网络的核心技术之一，为构建电力通信骨干光网络提供了可能。
1网络改造的必要性
传输网络作为供电系统信息传送的平台，对保障电力安全、稳定传送有着至关重要的作用。传输网络作为电力系统的配套工程，建设计划和进度需要配合电力系统和基础建设的规划。虽然SDH环网目前能够满足通信网络承载业务的传输需求。但分析可知，其本身在网络运营和考虑未来通信网升级方面具有如下不足之处：
1）网络拓扑结构单一。网络拓扑结构中，仅存在环状网和链状网。1个变电站节点通常配备左右2个光通道，整个环对各种业务实现环型自愈，但当光缆外破时造成业务中断。
2）带宽利用率低。传统的SDH技术要求网络中包含通道必须预留资源，故由于保护所占用带宽，使得整个网络的带宽利用率只能达到50%。。
3）业务传输要求高。从网络承载业务分析，目前二级电力通信网所承载的主要业务包括为调度生产和办公管理提供的专用电话、行政电话、数据网络、远动信息、生产MIS、电源监控、电量信息、遥视、五防等重要业务。不同业务对网络传输能力具有不同要求。
4）通信网络与电力网络规划的不同步。下一个新建站点位置不确定，上下行光缆路由不确定，难以在初期規划时预测站点在通信网络中的位置。各保护环为新增站点预留的扩展空间很快会因为站点分布而变得不均匀，导致部分站点只能以单链的方式接入主网络。
2ASON技术的优势
ASON（Automatic Switch Optix Network）智能光网络是在传统MSTP技术发展过程中的一个重大突破。ASON通过引入独立的智能控制平面，并利用这个平面完成路由自动发现、拓扑更新、连接管理、保护恢复，从而实现网络动态连接管理。ASON 主要具有以下的技术优势：
1）业务多样化。ASON 可引入补充业务，针对不同等级的客户可以提供不同的保护恢复方式，为客户提供差异化的、可选择的服务和业务等级，满足迅速发展的差异化服务的需要。。
2）结构网状化。相对于环网来说，网状网结构可以为业务提供多种保护和恢复方式（如1+1、1:1保护、动态恢复、无保护等）。网状网的网络生存性高，所需的备用容量较低，网络资源利用率较高。网状网的扩展性较强，仅需增加新的节点和链路即可，不需要全网配合，便于升级和维护。
3）节点智能化。智能光网络的重要标志是实现了网络的分布智能，即网元的智能化，具体体现为通过网元实现网络拓扑的自动发现、路由计算、链路自动配置、路径的管理和控制和业务的保护恢复等，许多原来需要人工参与的工作由网络本身即可自动完成。ASON 通过在传统的静态光网络中引入动态交换和智能控制能力，完成“光传送网＋智能化”，从而使光网络从传统的“承载网络”向“业务网络”演进，从被动的网络管理向主动的控制网络演进。
3ASON在智能电网浪潮下的应用
智能电网要求建立高速、双向、实时、集成的通信系统，必然要求通信网络传输平面的高带宽、高可靠性。ASON作为未来光传输网络的必然趋势，具备高速率、高带宽、高利用率、高覆盖和高可靠性等特点，是建设智能电网不可或缺的技术。具体表现在以下方面：
1）资源利用效率。SDH 网络采用的是专用保护方式，理论上最大的资源利用率为50%。而ASON网络可以按照需求为客户选择最优的路由，且可以采取保护资源共享的方法，利用恢复机制实现网络安全性，无需预留大量的备用带宽，链路带宽利用率超过50%。
2）网络的生存性。网络的生存性是智能电网的重中之重。ASON网络支持两种类型的保护机制：基于传送平面的保护和基于控制平面的保护，同时ASON具备强有力的恢复机制，可以提供多种选择方案，包括选择恢复机制、保护业务的颗粒和保护业务的类型等。因此，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，就可以对业通信业务实施保护。这一特点为智能电网安全可靠提供了极大保障。
4SDH网络向ASON网络逐步过渡的设想
图１
为了更好地利用现有网络，而SDH网络是现在电力通信网的主流，所以下面讨论一下ASON与SDH的混合组网。ASON与现有通信网络的融合是一个渐进的过程，先在现有的SDH网络里形成一个个ASON，然后逐步形成整个的ASON。
1）关于站点的选择。需要考虑站点的地理位置、业务流量、承载业务种类、机房条件、光缆路由和其下挂站点等因素。在各节点中选取综合性能最好的节点作为本网络的代言者。以图1为某电力通信网的实际情况，我们选取A站作为本网络的核心节点，B站和C站作为骨干节点，将分布于东南西北各方向的D站、E站、F站、G站作为接入节点。
2）关于拓扑组成。由于ASON采用网状结构能最大发挥其优越性，相对于环网它能提高网络效率和抗多点断纤，并且从业务模型和物理光缆情况分析来看，我们在组网过程中宜选择网状结构。研究表明，要发挥ASON网络的优势，主干线需要的光缆至少有4根。如图１所示。
3）关于网管及网络升级：需要在A站安装网管设备，网管系统通过集中控制实现域内的自动连接，通过增减域间标准的信令接口来实现全网的自动交换。同时，由于本方案是ASON与SDH的融合，所以还需要对原来的网管进行升级。有些设备不能平滑升级，在更换硬件及软件重启期间需要中断业务，这需要我们提前拟制割接方案，提前制作相关设备的软件存储卡，以便减少割接时间。
5结束语
以ASON为技术基础的智能光网络的出现，在实现了网络智能控制的同时，也为用户提供了多种新型的光层业务。同时，智能光网络带来了网络形态的改变，其层次简化的网络结构能更好的满足网络业务生存、调度和管理维护的要求。它能够解决带宽快速部署、端到端配置和保护/恢复等问题，提供QOS和分布式的网络控制能力，是光传输网发展的必然趋势。
考虑到ASON技术的成熟度及与老网的融合，ASON网的建设宜采用“统一规划、逐步演进；按区建设、分域管理”的方式，逐步变原有的非智能静态网络为智能动态网络，将传输网带入下一代智能传输网。电力光通信网络将从静态的、非智能的、需要外控的传输层面，向动态的、智能的、自控的传输层面转变。可以预见，在智能电网的快速发展中，ASON 将有的长远的发展空间和广阔的应用前景。
参考文献
[1]周飚,叶建国,游骏,等.ASON技术在县供电企业的应用[J]农村电气化,2011,04.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文