ASON在电力通信系统中的应用分析

电力通信网是规模较大、发展较完善的专网，是为了保证电力系统的安全稳定运行而产生的。目前，南方电网光纤通信承载的业务不仅有语音、数据、视频等常规业务，还有保护、安稳等电力生产实时业务。随着信息访问数据越来越多，现有的传输网技术已越来越不能适应电力通信的发展进步和通信业务的需求。电力通信系统的高速发展，需要网络具备高速率、高带宽、高覆盖、高可靠性等特点。而ASON所具有的优异的性能必将成为建设未来电力通信光网络的首选技术。

2 ASON的体系结构

ASON 网络结构的核心特点就是支持电子交换设备动态地向光网络申请带宽资源，可以根据网络中业务分布模式动态变化的需求，通过信令系统或者管理平面自主地建立或者拆除光通道。采用自动交换光网络技术后，原来复杂的多层网络结构可以变得简单和扁平化，光网络层可以直接承载业务，避免了传统网络中业务升级时受到的多重限制。其体系结构主要表现在ASON 的3种平面和3 种连接类型上。

2. 1 　ASON的3 种平面

按照国际电信联盟标准部(ITU-T) ITU-T G.8080 (G. ASON) 建议，ASON分为传输平面、控制平面、管理平面3个独立的层面。

2. 1. 1 　传输平面

传输平面由提供子网络连接传输网的网元组成。传输平面为用户提供一个端点到另一个端点双向或单向信息传输，监测连接状态信息(如故障和信号质量) ，并提供给控制平面。传输平面负责数据业务的传送。

2 .1. 2 　控制平面

控制平面由一组通信实体组成，负责完成呼叫控制和连接控制功能，主要负责连接的建立、释放、监测和维护，并在发生故障时恢复连接。

2. 1. 3 　管理平面

管理平面完成传送平面、控制平面和整个系统的维护功能，主要面向网络运营者，侧重于对网络运营情况的掌握和网络资源的优化配置，负责所有平面间的协调和配合，能够进行配置和管理端到端的连接。

2. 2 　ASON的连接方式

ASON 支持的连接有3 种方式:永久性连接、交换式连接和软永久性连接。

2. 2. 1 　永久性连接

永久性连接是通过管理平面直接配置传输平面的网络资源来建立连接的。这种连接由网管系统提供，它采用逐跳寻径的方式，沿着网管指定的网络通道建立连接，不依赖网络路由和信令能力，一旦建立连接，在没有管理平面的相应拆除连接指令情况下，这条连接就一直存在。

2. 2. 2 　交换式连接

交换式连接是由源端用户发起呼叫请求，通过控制平面内信令实体间信令交互建立起来的连接类型。交换连接实现了连接的自动化，满足快速、动态并符合流量工程的要求。交换连接的引入是整个ASON的核心所在。正是由于有了交换式连接的引入，光网络才有了智能，从而可以根据用户的要求自动提供所需的光通道。

2. 2. 3 　软永久性连接

软永久性连接是介于这2 种连接之间，这种连接建立的请求也是从管理平面发出的，但对传输网资源的配置却是由控制平面完成的。这种连接的拆除也是在管理平面的命令下完成的。

3 南方电网光传输网的现状及存在的问题

3. 1 　南方电网光通信网络存在的问题

南方电网光通信网络结构以环网为主，其控制和管理依然停留在SDH网络的传统模式，网络的光层仅为各个电层设备提供静态高容量的带宽服务连接，其传输主要存在以下问题:

3. 1. 1 　网络生存性差

南方电网光通信网络通常采用环形保护和线性保护2种保护方式，网络一般都采用环形结构或环形相交、相割和重叠的模式。保护倒换依靠APS协议完成，这种保护方式仅能应对单点失效，对多点失效无能为力。

3. 1. 2 　网络可扩展性差

当前，南方电网通信所使用的是静态的SDH环网，想对其进行扩容是比较繁琐的事情。如果是在环上进行节点的增减，则需要断开已有光链路中承载的所有业务;要环形网络中某一个区段需要扩容，就需要对整个环形网络扩容。一旦因为网络结构发生变化，就要重新规划整个SDH网络，这不仅要重新调整全网的保护方式、业务配置，还可能要增加设备、投资，并会大范围地影响网上所承载的业务。

3. 1. 3 　网络利用率低

一个环上的带宽是固定的，环上所有的光链路带宽分配一致，不能实现按需求配置，造成了非常大的网络资源浪费。且跨环业务经过跨环节点转接，在某些节点配置了3～4 套光设备，效率极低，跨环节点成为业务调度的瓶颈。

3. 1. 4 　主干网A集中式的网络管理的隐患

目前南方电网主干光传输网的管理还是采用集中式管理，将所有业务的终结点归于一个网管中心，那么一旦中心网管出现故障或者遭到恶意攻击，则很可能造成主干光传输网失去监控和控制功能;且若是主干网的某个关键网元受到攻击或出现故障，很可能导致全网重要的通信信息通道瘫痪，直接影响电网安全稳定运行。

3. 2 　ASON在南方电网光通信网中应用的优势

针对目前南方电网通信光网络的现状和存在的问题，通过应用ASON 技术有很大的优势。

3. 2. 1 ASON技术支持大大提高了网络的生存性。

ASON可采用分布式智能控制网络管理，能消除目前主干光通信网集中网管的安全隐患，做到了多个网元同时计算恢复业务，有效地减少了恢复时间。使网络中的各种功能和性能始终处于各级运维部门的管理监控的范围内。

在Mesh网络方案下各节点、各链路融合在一起，自动、智能实现整网资源共享。而ASON 技术保证了不管有多少处故障，只要网络中还有可达的空闲路由就可以对业务实施保护，传统的SDH 网络中是不可能实现的。

3. 2. 2 对不同等级的业务提供灵活的保护方式。

由于ASON在SDH基础上引进了IP的路由技术，能够提供基于SDH方式的电路倒换保护，也能够提供基于IP路由的路径恢复保护。因此ASON可提供多等级的业务服务，对不同等级的业务可以提供不同的保护恢复方式，为不同等级业务提供差异化的、可选择的服务。

3. 2. 3 支持不同等级的设备或不同带宽的链路共存，提高带宽利用率。一条链路可同时为多个链路作保护，节省了网络资源。

3. 2. 4 ASON 具有模块化的特性，升级扩容非常简单。

扩容只需对那些需要扩容的链路进行即可，而在网格结构发生变化的情况下，也只意味着根据实际情况，在一些节点之间增加新的光连接。通过ASON 拓扑的自动发现功能，只要网元之间光路连接正确及工作正常，在网管上就能自动读取节点信息并显示节点间的链路连接关系，实现网元信息及网元之间连接的自动配置。

4 南方电网光通信网应用ASON 的原则和策略

南方电网通信网中，站点分布广而密集，光缆资源比较多。随着近几年南方电网公司在光通信建设上资金力度的投入，已初步形成了以500 kV变电站为核心的主干光通信网络，并且相邻核心站之间基本都存在一条直达光缆路径和多条中继光缆路径，这种网络结构非常适合建立以ASON 网为骨干的网络。因此，南方电网通信网应用ASON 的总体原则是“自上而下”。即是说充分利用现有的SDH网络资源，先在主干光通信网引入ASON，解决2. 5Gbit/s 及以上速率业务的上下话路和调度，然后逐步向汇聚层和接入层延伸，实现传统业务的平滑过渡，最终在整个南方电网光通信网范围内实现智能光网络的部署。

具体实施过程中，首先应根据南方电网光通信网的核心站点进行分级选择，在全网范围内充分考虑站点的业务流向流量、承载业务种类、机房条件、光缆路由等因素，选择承载业务重要、业务发展好、机房条件充裕、光缆物理路由便利的通信站作为ASON 的升级站点;同时，通过对南方电网光通信网的业务模型和物理路由的情况分析来看，在应用ASON 技术的过程中，规划成网格状和环状结合的光网结构比较合适;接着，为了使ASON与传统SDH 环网进行融合，需要对原来的SDH 网管升级，使之具有集中控制功能，这样传统网络成为ASON的一个集中控制域，网管系统通过集中控制域实现域内的自动连接，通过增加域间标准的信令接口(如E - NNI 和UNI) ，来实现全网的自动交换;并且，ASON 网络在一定的时期内必须要和传统网络共存，对于原有业务的割接，应根据电力生产的实际需求，采用一次到位或逐步到位等不同的方式。

5 结语

ASON是指一种具有灵活性、高可扩展性的能直接在光层上按需提供服务的光网络，是光传送网的一次具有里程碑意义的重大突破，被广泛认为是下一代光网络的主流技术。光交叉连接设备的引入，使组网拓扑从环型、线性结构演进成高效的网状拓扑，从而可为寻找最优化的光路由或在网络发生故障时快速寻找保护路由提供可能，同时也便于在全网共享备用资源。ASON自身的伸缩性与网络软件的结合可提供全网的伸缩性，各种直接向用户提供的特色服务都要通过交换平台实施。在电力通信网络系统中采用ASON智能光网络技术，将使电力通信网络从静态的、非智能的、需要外控的传输向动态的、智能的、自控的传输转变，其稳定，灵活，安全的特色将是我国建设数字化电网的有力保障。

参考文献：

[1] ASON网络互联[M].人民邮电出版社.2008

[2]自动光交换网络ASON[M].人民邮电出版社.2004

[3] ASON及其在电力通信光网络中的应用前景分析[J].电力系统通信.2006.27

[4]中国南方电网主干自动交换光网络(ASON)技术规范