基于ASON技术的电力通信网优化及应用

2020-01-05丁瑞蓉

通信电源技术 2020年15期

丁瑞蓉

（广东电网有限责任公司潮州供电局，广东潮州 521000）

0 引言

随着智能电网的快速发展，人们对电力通信网络提出了高带宽、高灵活、高速率以及大带宽等挑战。由于传统SDH宽带网络传输服务的延迟性，导致传输数据操作水平相对较低，无法解决环状和多点链条故障、灵活性低、扩展能力低以及扩展成本高等问题，很难满足智能电网的要求。ASON技术通过在现有的光网络上增加一层控制平面，为用户建立基于控制平面的连接提供服务。通过将智能控制和动态交换引入静态光纤网络中，可同时支持不同技术方案和业务需求，具有高可靠性、高智能性以及可扩展性等优势，在电力通信网络相关应用中显得极为重要。该文通过准确了解该项技术的相关特征，进一步优化目前的电力通信网络，提升网络容量和质量，确保重要业务运行可靠，有效保障电网的安全稳定运行。

1 ASON的连接类型及优点

自动交换光网络（Automatically Switched Optical Network，ASON）是一种自动交换传送网络（ASTN），适用于ITU-T G.805定义的面向连接的电路或者分组传送网络，通过控制平面来完成自动交换和连接控制的光传送网。ASON网络具有呼叫和连接控制、路由和自动发现等功能，以实现智能化网络控制。此外，它是一种标准化的智能光传送网，被认为是下一代光网络的主流技术。

1.1 连接类型

ASON技术主要通过永久连接（PC）、交换连接（SC）、软永久连接（SPC）3种不同的连接类型应用于电力通信网。它的相关属性和应用连接的对象有需求上的不同，下面对这3种连接类型进行基本分析[1]。

1.1.1 永久连接（PC）

与SDH电路管理相同，终端用户（如路由器）向ASON控制平面发起呼叫，在控制平面内通过信令建立起相应连接。永久连接是通过直接配置的方式建立在管理平面上用来分布平面传输资源的连接，连接状态只会受限于管理层的拆除令。否则，永久连接将会作为传统光网络连接的附属存在[2]，使ASON技术能够与传统的光网络密切兼容，实现两者之间的相互连接。

1.1.2 交互连接（SC）

交互连接指传统的经过预先计算后通过网管管理平面向网元下发命令建立的业务连接。交互连接方式基本上是一种新的动态连接方式，通过网管管理平面创建。交互式连接的请求是由终端用户提出的，通过信息和命令之间的动态路由建立起通信互动，可以在控制平面的连接端口间计算出一条可用的路线，并在传输网络元件和网络平面之间建立完整的连接[3]。利用控制用户再注册的交互平台选择其中一个选项中的用户请求，如果用户撤回请求，则自动取消连接控制。此外，这种交互不仅实现了光网络连接的自动化，而且还满足了动态和快速的要求以及流程的相关标准，是ASON技术基本特性的核心，也是ASON技术在应用中建立连接的最终目标。

1.1.3 软永久连接（SPC）

软永久连接是介于SC和PC之间的连接，是与控制平面和管理平面一起建立的连接[4]。在特定连接的情况下，用户到网络的部分的连接是由管理平面直接配置，而网络部分的连接是通过管理平面向控制平面发出请求，然后由控制平面完成。此外，管理平面应提供发起SPC建立或拆除指令以及查询路由信息等功能。

1.2 ASON的优点

ASON自动交换光网络技术的基本思想是在光传送网原有的管理平面和传送平面上引入控制平面。以动态用户指令为基础，在选择线路时具有高度的自动化性，能够实现业务动态恢复、资源动态分配、资源自动发现、业务部署灵活及扩展等，大大提升业务配置总体效率和自动化。ASON技术主要包括管理、控制以及传输计划，通过统一的管理平台控制传输网络设备为客户提供更好的网络服务质量。相对于传统传输网络而言，它在传输稳定性上具备突出优势。

ASON技术拥有高可靠性、丰富的业务等级、结构网状化、节点智能化、扩容快速自由以及操作维护方便等优势[5]。首先，ASON在传统保护机制的基础上提供动态路由恢复功能，且支持多样化的路由恢复策略，通过提供关于网络状况的信息，提高网络的环境适应能力、风险承受能力、灾害承受能力以及生存能力，及时修复其在工作状态下遇到的不稳定性故障，增强网络可靠性。其次，基于ASON强大的资源管理能力和保护恢复能力，在ASON网络中可以提供丰富的SLA，另外业务接口的相对丰富性和完整性使得能够及时完成新的业务。再次，建立的关系网可以提高业务配置的速度和效率，向用户提供更好的业务服务，提高满足业务需要所需服务的效率，为用户网络业务流程提供强有力的支持，并优化网络资源的分配，大大提高资源利用率，减少浪费。最后，ASON网络因其端到端业务快速发放、资源可视化和自动发现以及智能监控，使得操作维护方便，可以实现互通性和互连性。

2 ASON技术在电力通信网中的应用

为确保ASON技术在发展共同体网络中顺利实现组建规划，有必要准确分析区域条件下的传输网络，并对未来的需求作出估计，从而建立起更加稳定的连接关系。在组建过程中需要架构一个基本的结构系统，建立一个网络，以满足用户的需要。基于对每一问题进行具体分析的原则，合理运用ASON网络并适当选择设备和网络结构，加强网络和功能定位，以提高ASON技术规划的可靠性。

关于网络结构。合理规划网络应当通过全面测量节点的运行流量、活动类型以及光纤电缆资源，提高网络系统运行的稳定性。同时，网络扩展和设施应符合国家网络连接的业务要求。另外，需充分考虑投资成本和光纤资源的实际状况，控制节点光纤，促进ASON网络规划的成功建设。

关于设备的选择。ASON设备应根据骨干层和接入层的要求选择设备型号，确保系统容量、设备集成度、业务接入能力、端口密度和数量、设备保护、网络保护以及控制平面的功能和性能等均能满足技术要求。同时，应在网络规划的范围内保持局域网中央节点模型的多样性，确保信息系统协调，从而满足ASON网络实现智能功能的便捷性。

3 基于ASON技术的电力通信网优化

3.1 重点把握网络分层结构

想要有效优化电力通信网络，就必须注重网络的分层结构，全面分析业务需要，有效区分接入水平、汇合水平以及基本水平之间的差异，综合审查不同网络层次的构建需求[6]。因为相应基本数据的操作量增加，使得对操作的效率、有效性以及实时性的要求变高，因此架构的网络关系网必须尽可能地选择大的智能连接点，从而充分利用ASON技术来形成网络，提升接入和汇合的程度。连接网的主要功能是业务的引导和汇合，其他结构性网络或技术可在实际业务需要和资源状况中适当考虑，并在条件允许时及时进行技术升级，提高网络整体的一致性。

以南方电网为例，ASON网采用分级建设的原则，按主干网、省干网以及地区网3级建设。各级网络按双平面配置，具有呼叫和连接控制、路由和自动发现等功能。它的基本功能结构应包括传送平面、控制平面、管理平面以及用于传送控制和管理通信的数据通信网（DCN）。ASON网络采用网状网结构，每个网络节点不少于3个光路由，支持各类电力业务。例如：安全稳定控制、继电保护以及直流控制等电力实时控制业务；调度交换中继、调度自动化、视频会议、调度数据网以及综合数据网等电力非实时控制业务。此外，该网络具有良好的可扩展性和升级能力，满足网络规模扩大和业务增加的要求。

3.2 理清拓扑结构分类组网

在采用新信息和通信技术方面，线路资源的分配起着关键作用。通常情况下，构建基础所利用的光纤线比其他网络层的光纤线要稳定。基础网络是长期建造的，可供MESH网络使用。对于网络建设而言，外围节点网络和一些集群的资源十分有限，可以通过建立环境保护网络结构和中型企业网络结构来有效地加以处理。

ASON网的新建、扩建以及改造应与现有运行网络互联互通，并纳入同一网管系统统一管理。ASON网络规划建设时，可使用仿真工具分析与优化网络资源，进行ASON网络故障模拟仿真与资源评估分析，主要包括网络容量、业务生存性、网络利用率、网络瓶颈、网络拓扑连通性、电网控制业务的保护/恢复模式设置、业务类别设置以及业务切换模式等[7]。根据评估分析结果输出网络优化方案，做好网络结构优化、设备配置与链路容量优化、资源利用优化、保护恢复优化以及业务规划优化等，验证其合理性和可靠性。

3.3 ASON技术在电力通信网中的优越性

目前，电力通信网存在网络安全性挑战，如由光纤老化、道路施工以及小动物破坏等造成的光缆中断事件等。广泛应用ASON技术可有效改进传统电力通信网中的网络布局和科学规划，及时调整业务类型和宽带资源以加强安全。本区域能源和通信网络的稳定可持续发展，在提高负荷方面发挥着重要且积极的作用。此外，ASON技术包含动态交换概念，大大丰富了传输网络的功能，有助于网络业务的安全和稳定，使网络资源的分配更加合理。