东莞电力骨干层传输B网ASON系统的应用和网络规划

李月明

摘要： 本文通过研究ASON技术，给出其在电力通信网络中的应用优势。并以东莞供电局骨干层传输B网光传输网络为例，研究采用ASON实现对现有SDH网络的改进、升级。证明在电力通信网络系统中应用ASON技术将有效提高业务保护性，改善网络拓扑结构，提升带宽容量利用率、可靠性和安全性。

关键词：ASON；电力通信网；保护机制；可靠性

中图分类号：F407 文献标识码：A 文章编号：

Abstract: the paper ASON technology is presented, and the electric power communication network in the application of advantages. And with the dongguan power supply bureau backbone layer transmission B nets optical transmission network as an example, the realization of existing research ASON of SDH network with the improvement, the upgrade. Proof of electric power communication network system in application of technology will improve ASON business protective, improve the network topology structure, the promotion bandwidth capacity utilization, reliability and security.

Keywords: ASON; Electric power communication network; Protection mechanism; reliability

引言

随着电力系统的飞速发展，电力通信光传输网从组网技术到光网络规模有着质的飞跃。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(广域相量测量系统和广域稳定控制系统)，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)技术作為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]。

ASON技术体制分析

在ASON的分层体系结构中，ASON由传送平面（TP）、控制平面(CP)、管理平面(MP)组成[1]。三个平面分别完成不同的功能。传送平面负责在管理平面和控制平面的作用下传送业务；控制平面根据业务层提出的带宽需求，控制传送平面提供动态自动的路由；管理平面负责对传送平面和控制平面进行管理。

ASON的最大特色是引入了控制平面。控制平面是ASON的核心，主要包括信令协议、路由协议和链路资源管理等。其中信令协议用于分布式连接的建立、维护和拆除等管理；路由协议为连接的建立提供选路服务；链路资源管理用于链路管理，包括控制信道和传送链路的验证和维护。

控制平面的核心功能是连接控制功能。在ASON中，连接不再是全部由管理层控制实现的固定连接了。它有三种类型的连接：交换式连接（SC），永久连接（PC）和软永久性连接（SPC）[1]。控制平面的另一关键技术是网络拓扑和资源的自动发现。主要包括自动邻居发现(NDISC)和自动业务发现(SDISC)。自动邻居发现协议是要解决光网络中对新增节点的自动发现以及处理问题。而自动业务发现是要解决对新发现的节点的业务功能的确认问题，通过业务发现，相邻网元能够了解每个网元提供的业务和确定可选的接口。

信令、路由和资源发现是实现ASON的三大关键技术，而这三个方面的研究工作可以说是实现光网络智能化的重点和难点之所在，一旦这些问题得到解决，光网络智能化的进程将向前迈出关键的一步。

本文主要通过对ASON技术的分析，给出了电力通信网络采用ASON技术的优势。并结合东莞供电局骨干层传输B网光传输网络为例，研究采用ASON实现对现有MSTP网络的进行改进、升级。

东莞供电局ASON光通信网络规划实现分析

目前，电力通信网络多采用传统的SDH环网传送，其具有较高的可靠性和快速倒换时间等优点。但SDH网络只涉及客户层信号的传送、复用、交叉连接、监控和生存性处理，通常不含交换功能，故只具备较低智能化传输功能。

以东莞供电局电力通信光网络为例，目前东莞电力通信网形成了以东莞骨干层传输B网调度为核心，传输制式为ASON/MSTP，容量级别为2.5G、622M、155M光纤网络。网络拓扑基本结构为SDH环网结构，保护方式一般采用二纤单向通道保护环，取东莞骨干层传输B网ASON/MSTP环网基本模型如图1所示[4]。

图1 东莞供电局骨干层传输B网ASON环网结构现状模型

在东莞供电局通信传输网络拓扑结构中，仅存在环状网和链状网。1个变电站节点通常配置左右2个光通道，2个EF数据业务通道，2个GBE数据业务通道，整个环对各种业务实现环型自愈，即当1个节点或某一段光缆发生故障时，相关节点业务会自动向环的另一个方向上倒换，倒换时间 t<50ms，对业务进行自动保护。但是这种结构不能防止网络多点故障，当环状网络上因故障而在抢修时，如果在另一侧发生了网络设备或光缆故障，则故障节点可能会影响整个SDH环上承载的业务，导致通信完全中断。更严重时将导致网络结构的破坏，业务无法正常传送。

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，如低延迟需求的话音业务要求网络实现最小跳数快速传输；而电源监控和数据网需要网络提供高带宽；远动RTU信息等重要业务需要传输路径具有高可靠性和稳定性。

但随着电力光纤通信网络规模的不断扩大，网络结构的复杂化，使得网络发生多点故障的可能性增加，故障带来的影响也更大（如汇集了大量变电站业务的骨干层节点发生通信故障将直接影响多站点通信以及电力系统本身的运行稳定性)。所以需要寻找生存性高的网络技术来保证业务系统的安全稳定运行。

随着电力业务不断发展需求和技术的不断进步使得ASON技术也就应运而生，它的出现深刻地改变了光传输网的体系和功能，为光网络的发展带来一个质的飞跃。然而，ASON从一个概念发展到成熟应用还需要做大量的工作，需要相关组织加快研究，尽快完善ASON标准，需要设备厂商生产出成熟可靠的产品，需要运营商谨慎、积极地探索网络的应用。随着ASON标准化进展的加快和ASON设备的进一步成熟，ASON即将步入实用化阶段。现有光传输网向ASON网络演进是光网络的发展趋势，随着技术的成熟，ASON将发挥越来越大的作用。

利用智能光网络技术应对东莞电力通信网中的多点故障

现针对东莞供电局实际通信网络城西某地区电力通信网进行基于ASON技术的网络改进。實际SDH环网拓扑结构图（含跳点通信方式）如图2所示。分析图2可知，所选取部分网络实际形成了两个环网结构，并在大寺、边村节点通过链状支路进行连接，即 “环网+链状网”结构。万码、王稳庄、微电子、南口等节点组成环网I，杨楼、边村、高村等节点组成环网II。由于通信网的业务中心汇聚方式，环网I、环网II均与原西青局核心节点进行光通信，实现业务交互。

图 2 东莞供电局骨干层传输B网拓扑结构图

基于连通度理论分析，绘制连通度分析度为3。在环二中的彭洞、立新、莞城站、东莞站点连通度均为3，一旦与之相连光纤链路断裂，则该站点数据将实现与环网中的其他站点为交互。分析万江站、进铺站点、东莞局1、东莞局2、莞城站点，其连通度为3，在环一中进铺站、陈屋站、板桥站、东莞局1进铺站的连通度为3。在环三中，万江站、彭洞站、莞城站的节点连接都为3。在主环一中，东莞局1站、东莞局二站、莞城站、水乡站、万江站、进铺站在正ASON域中形成整个中的骨干ASON域。其中环一、环二、环三ASON均需要跨骨干ASON网。经过ASON规划工具我们可以知道，在东莞电路骨干ASON传输网络中。各个ASON节点之间互为网络保护和ASON域的保护，它们之间的链路为关键链路。当任意部分出现问题，则节点和节点之间的业务不会出现任何连接故障，整个ASON传输网不会发生任何业务或将数据中断问题。

而在环一中多个站点通信方式包含东莞局1站进铺之间的链路，东莞局2莞城之间的链路链接。因此，若由于意外情况使得该段光缆断裂，均不可能影响网络中任何一个节点上的业务传输。因此，及时是骨干环中的任意两个关键节点出现故障或设备宕机，均不会影响到边缘层和接入层设备业务的正常接入，这样大大地提高了东莞电力传输B网的安全性、可靠性和稳定性。

ASON技术实现所构建的Mesh网络和永久保护、快速重路由功能有助于提高网络传输可靠性。同样分析现有网络，在东莞局1站、东莞局2站、进铺站、莞城站、彭洞站、陈屋等站在当前为ASON环网结构中，只能实现一主一备，即当主用电路故障，切换到备用电路。在目前的传输网络结构中，ASON/GMPLS域中，从东莞局1、东莞局2、立新站、彭洞站、莞城站、万江站、进铺站、陈屋站、板桥站均构成了3条光通路：a）东莞局1板桥站，东莞局1进铺站、东莞局1东莞局2；b）东莞局2东莞局1、东莞局2莞城、东莞局2新立；c）新立-->东莞局2、新立陈屋、新立彭洞；d)彭洞新立、彭洞万江、彭洞莞城等站均采用10G ASON/GMPLS域。但如果仅依赖MSTP技术，仅配备了“进铺东莞局1”和“莞城东莞局2”两条主－备光通路。而进铺站、莞城站区域是东莞市的高新工业园区，其用电负荷和电量监控具有较高等级。采用ASON技术以后，将同时利用3条链路，通过自动重路由技术，实现了光路的自动保护、恢复，提高保护180%倍，从而大幅度地提高了网络可靠性。

5结束语

ASON的提出，使得光网络向快速化、智能化方面又迈出了重要的一步。ASON 以其连接的智能性、资源管理的优化性、服务多样性等特点很好的解决了带宽快速部署、端到端配置和保护/恢复等问题，提供QoS、Cos/SLA/LAG和分布式的网络控制能力，必然成为下一代光网络的主流技术。本文通过研究ASON技术和与SDH网络共享，并通过东莞电力骨干层传输B网实际二级通信网的ASON网络改进分析，证明在电力通信网络系统中应用ASON技术将有效提高业务保护性，改善网络拓扑结构，提升带宽容量利用率、可靠性和安全性。这也正是电力通信网所孜孜以求的目标。

6参考文献：

[1] 程世盛,翟天喜.ASON技术特点及其在下一代光网络中的角色探讨.信息技术,2007, 31(11):70~72,75.

[2] 王丹.自动交换光网络的结构与进展.光通信技术,2006,30 (5):22~23.

[3] 李涛.电力通信网中ASON的应用研究.信息技术，2011,(1):33-36

[4] 丁伟杰.智能光网络在东莞电力系统的应用. 中国高新技术企业2010,(33):17-19

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。