浅析智能光网络在电力通信系统中的应用初探

[论文关键词]智能光网络电力通信系统应用[论文摘要]智能光网络技术弥补了传统电力通信系统中SDH技术的不足，其在电力通信系统中的应用已经成为大势所趋。本文首先简要分析电力通信中光纤通信的现状，然后介绍智能光网络的概念及其主要技术，进而探讨其在电力通信系统中的应用。我国智能化电网建设的加速对电力通信系统实时控制的要求更高，电力通信工作越来越重要。现有SDH光传输网络难以满足电网发展的需求，以SDH以及光传送网为基础的智能光网络的成为电力通信系统发展的方向。一、我国电力光纤通信的现状目前我国电力光缆主要由普通光缆、ADSS光缆以及OPGW光缆组成，近几年的光缆建设以OPGW光缆为首要选择，辅以普通光缆，基本覆盖110kV的开闭所以及变电站，通过光纤线路实现网络连接。就传输网络而言，已有的SDH电力通信系统通常采用环网结构，即使用SDH光端机进行组网，传输容量一般为2488Mb/s或者622Mb/s。目前我国电力通信系统光线通信主要存在以下几个方面的问题。首先是灵活性比较差。通信网的业务调度能力较差，静态的端到端业务配置效率低.业务的疏通以及汇聚时往往出现阻塞，对于突发特较强的数据业务先天不足，并且SDH的网管功能使得其对网管的依赖性较强，一旦网管出现故障后果不堪设想。其次是业务模式比较单调。由于SDH网络无法对不同的用户和业务进行分级，因此提供的保护方式单一，网络资源的利用率比较低.更无法实现对资源的优化配置。再次是光缆的安全性比较差。SDH网络只能依靠2个光缆路由组成环形网络，难以应对网络光缆中断的故障，有着多站点通信失灵的危险。最后是扩展性能差。由于传统电力光纤通信的管理针对厂商，环网数量的增加带来了资源瓶颈，电路调度以及环间资源的优化往往比较繁琐。二、智能光网络概述(一)智能光网络的概念智能光网络是在SDH以及光传送网上增加独立的控制平面后形成的，支持目前传送网提供的不同速率以及信号特性的业务。智能光网络能够在两个客户网之间提供固定带宽的传输通道，因此它对于新业务有着较强的可扩展性，能够支持多种业务模型。与传统的SDH网络相比而言，智能光网络有着以下几个方面的优点。首先是采用动态分布式的重路由，将全网的空闲链路当做备份路由，可以为多重节点故障时恢复链路提供更多的解决方案，因此能够使用备用宽带保障重要业务，并且它提供多种业务等，能够根据不同的需求定制特定的恢复方式，提高网络资源的利用率，为用户提供差异化的服务。其次是智能化的端到端配置。智能光网络中的业务配置能够根据网络资源、用户要求等使信令协议自动地进端到端的指配，创建动态的交叉连接并以此连接做为实体进行管理。快速配置的能力可以现状提高新业务的效率，实现资源的充分利用，并且信令的快速配置有利于未来多厂商互联互通。最后是资源的动态分配。在智能光网络中能够根据用户的需求提供带宽，达到按需分配的目的。通过设置自动触发带宽调整条件可以利用智能光网络的自动化以及智能化能力来完成带宽的自动无损调整。(二)智能光网络的关键技术第一，路由技术。路由技术是智能光网络中控制平面的重要技术，分为域内路由协议以及域间路由协议，前者适用于同一运营商的不同控制域，后者则适用于是不同运营商的控制域之间。第二，信令技术。在SDH中主要依靠网管集中实现调度，信令技术并不重要，而在智能光网络中信令技术是其重点，信令协议用于建立、维护以及拆除分布式连接，传送资源发现、呼叫控制、连接选择以及连接控制等信息。第三，自动发现技术。自动发现指的是网络通过信令协议实现网络资源的自动识别，包含控制实体、层邻接以及物理媒介层的逻辑邻接和业务发现。第四，链路管理技术。链路管理运行于邻接节点间的传输面上，用于提供链路并管理节点之间的控制信道，其核心作用在于信道管理、故障定位以及隔离等等，是实现光路自动配置的关键。第五，生存技术。生存技术是保证网络在故障发生后对受损业务的恢复，在智能光网络中其生存技术基于GMPLS协议的，该协议分为路径保护与区段保护，路径保护在连接终端上，当故障发生后替换到替代的路径上，区段保护则位于两个个相邻的结点之间，在故障发生后工作链路转移到备用的链路。三、智能光网络在电力通信系统中的应用智能光网络是构建下一代光网络的核心技术，这种技术和组网思路能带来显著的优势，不过不便之处在于这种技术目前尚处于发展之中，尤其是接口规范以及协议标准等都还处于制定过程当中。因此，可以采取以下措施在电力通信系统中应用智能光网络技术。首先是充分利用已有的网络资源，在保证目前投资的情况下逐渐引入智能光网络，达到少投入并且多收益的目的。其次是要坚持网络的兼容性以及技术的标准性，信令协议标准是智能光网络在电力通信系统中应用的前提，因此应当根据现有设备与网络以及评价方案选择标准协议抑或专有协议。最后要根据自身业务以及网络发展的实际状况引入并开展新的业务，逐步过渡到智能光网络。从技术层面而言，智能光网络在电力通信系统中的应用可以从以下几个方面入手。第一是在已有的网络中引入集中控制系统，与此同时要向外提供标准的UNI接口，实现带宽与流量的按需配置。可以考虑在已有的光传输网层面选择核心节点配置大型交叉连接系统，通过这种方式能够屏蔽目前网络条件下的多厂商环境，构建一个灵活强大的智能核心层，也可以在保持已有传输网的前提下在集中管理系统上进行智能控制系统的配置，借助提供的标准OIF-UNI接口来实现与数据业务层之间的自动互联，最终搭建起结构重叠的智能光网络。第二，等智能光网络技术实现标准化后，可以在电力通信网络中建立信令机制，配置带宽的工作就可以由信令网来实现。对于目前电力通信网络中的带宽配置则仍然可以继续使用集中控制系统来实现。在一段时间内两种方式共同使用，平滑过渡，保证全网间的端到端配置。智能光网络技术是构建下一代电力通信系统的核心技术之一，它的网络体系结构能够给电力通信网络带来深远的影响。目前智能光网络技术受制于协议标准等问题的掣肘而没有得到广泛的应用，并且其产品的成熟度也有待考验。不过智能光网络在电力通信系统中的应用已是大势所趋，可以通过上述两种方式逐步推广应用以提高电力通信系统的通信效率。总而言之，在电力通信系统中应用智能光网络技术能够实现技术上的自动化以及信息化，提高光缆的利用率以及光纤通信的可靠性，改善网络的多业务接人能力，并且其友好的操作界面也便于管理用户信息，从而达到降低成本提高电网运作效率的目的。参考文献[1]张白浅.谈智能光网络的特点及应用[J].技术与市场.2009.[2]吴佳伟.智能先网络技术白皮书[J].电力系统通信.2010.[3]郑伟军.智能光网络在嘉善电力的应用[J].华东电力.2009.[4]李瑞梅，庄其仁.智能光网络在电力通信中的应用[J].福建电脑,2010.更多文章绪论1.1研究背景网络被认为是互联网发展的第三阶段。网络的设计和实施能够带来切身实际的利益，城域网、企业网、局域网、家庭网和个人网络都是网络发展的体现。网络发明的初衷并不仅仅是表现在它的规模上，而是互联互通，资源共享，消除资源访问的壁垒，让生活更加方便、快捷、高效。随着网络技术的发展，网络在应用方面也体现出了很大的潜力，能够共享和调度成千上万的计算设备协同并发工作，能汇聚数百万计的信息资源加以归类、分析和发布，还可以让世界每一个角落的人们实时沟通交流。在现代高速发展的社会里，企业与企业之间的联系日益密切，大量的、复杂的信息交流显得由为重要。随着电子科技的高速发展，那些如何复杂大量的信息，通过网络技术帮助下，就可以轻而易举的从某一地方传送到另一地方，而且简单、快速、准确，给人们带来了很大的方便。而在现代企业中，网络技术在管理中的应用，已显得举足轻重。随着企业信息化进程的进一步深入和发展，计算机在企业中的应用越来越广泛，而企业对计算机的依赖越来越强。随着网络应用的日益丰富以及人们在日常生活中对网络依赖的日渐紧密，那么对于网络吞吐量，网络延时，网络链路的稳定性以及网络服务的多样性就会产生新的要求，同时也希望网络应用的花销能更加低廉，这样针对电信网络运营商所提供的服务将会产生巨大的挑战，本实时通信系统的成功应用将会给运营商们提供更加方便，快捷，稳定，并且低廉的网络运营成本，本实时通信系统帮助企业实现巨大的商业价值的同时也为用户带来的更加高效，快速，稳定并且廉价的网络服务资源。1.2选题理论1.2.1需求分析方法在软件的设计和开发过程中，需求分析是一个重要的阶段，是项目开发的基本要素，是项目实现和实行的关键。软件工程的需求分析指的是了解用户需求，在软件的功能上和客户沟通并且达成一致，评估软件的风险系数和项目需要付出的代价，最终形成一个完善设计实现的复杂过程。目前比较流行的软件需求分析方法有：结构化分析方法和面向对象的分析方法。1.结构化分析结构化分析方法给出一组帮助系统分析人员产生功能规约的原理与技术。它一般利用图形表达用户需求，使用的手段主要有数据流图、数据字典、结构化语言、判定表以及判定树等。结构化分析的步骤如下：①分析当前的情况，做出反映当前物理模型的DFD;②推导出等价的逻辑模型的DFD;③设计新的逻辑系统，生成数据字典和基元描述;④建立人机接口，提出可供选择的目标系统物理模型的DFD;⑤确定各种方案的成本和风险等级，据此对各种方案进行分析;⑥选择一种方案;⑦建立完整的需求规约。2.面向对象分析面向对象是在结构化设计方法出现很多问题的情况下应运而生的。从结构化设计的方法中，我们不难发现，结构化设计方法求解问题的基本策略是从功能的角度审视问题域。它将应用程序看成实现某些特定任务的功能模块，其中子过程是实现某项具体操作的底层功能模块。在每个功能模块中，用数据结构描述待处理数据的组织形式，用算法描述具体的操作过程。面对日趋复杂的应用系统，这种开发思路逐渐暴露了一些弱点。那么面向对象的分析首先根据客户需求抽象出业务对象;然后对需求进行合理分层，构建相对独立的业务模块;之后设计业务逻辑，利用多态、继承、封装、抽象的编程思想，实现业务需求;最后通过整合各模块，达到高内聚、低耦合的效果，从而满足客户要求。1.4.2系统开发设计方法软件的开发设计模型是将软件开发的整个过程、事件以及任务提取汇总而成的结构化框架。软件的开发包括了需求分析、系统设计、编码实现以及单元、系统测试等阶段，有时也会有一部分的后期维护阶段。软件的开发设计模型能够更加清晰、直观地反应出软件设计开发的全部过程，明确定义了开发过程中所需要完成的事件和任务。常见的软件设计模型有：边做边改模型、瀑布模型、原型模型、增量模型、螺旋模型、演化模型、喷泉模型、智能模型、混合模型等，下面将列举并介绍其中比较常用的两种模型。第2章实时通信系统的需求分析2.1客户业务需求分析网络如今已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分，无论是个人娱乐还是工作拓展，以及将来的智能生活和办公需求，都需要网络的承载，随着网络应用发展的突飞猛进，人们对网络的承载能力，业务种类的多样性，以及网络的稳定性提出了更高，更多的要求。本通信系统针对自己的核心客户需求给出了不同的定制方案，本文针对各大客户的共同需求，有以下几个方面.1.网络带宽方面，要求核心网单口接入全面铺设10Gbps端口，最大单机承载达到960Gbps。2.服务多样性方面，要求全面支持IEEE802.1q，802.1p，802.1ad等全业务承载，对于多用户网桥要求支持基于虚拟专用局域网业务建连，对于核心网要求采用MPLS方式承载接入。3.网络稳定性方面，要求支持多链路，多接点通信保护，倒换时间不超过50ms，核心网保护需要支持BFD，FRR两种工作模式。4.链路维护方面，要求支持ITU-TY.1731的链路检测和诊断。5.网络运营质量和分级管理方面，要求支持层次化业务分级和管理。6.网管方面：需要提供图形化管理界面，需要具备跨厂商设备识别管理能力，动态路由计算能力，多业务配置管理能力。2.2网络拓扑和设备需求分析通过对客户现网运营拓扑的分析，本系统给出了适用的各种网络需求拓扑以及相应的设备安