ASON传送继电保护信号可行性探讨_免费论文全文下载

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【摘要】本文介绍了ASON技术的基本原理以及技术优势，给出了电力系统继电保护对光纤通道的要求，从基于传送平面和基于控制层两种不同的保护机制，对ASON网络传送继电保护信号进行了探讨，分析了ASON网络传送继电保护信号的局限性，为ASON技术在电力通信的推广应用提供参考依据。

【关键词】电力通信;自动交换光网络;继电保护;光纤通道
引言
电力光传输网不仅只是一个提供传输的平台，而是一个对各种业务的传输效率、安全性和稳定性提供保障的多业务承载平台。因此，迫切需要建设ASON（Automatically Switched Optical Network）网络，在现有SDH网络的基础上进行改造，实现电力通信网络资源和拓扑结构的自动发现，利用动态智能选路算法，通过分布式信令处理和交互，建立端到端的业务连接，提供可靠的保护恢复机制，实现故障情况下连接的自动重构。
1.ASON技术概述
ASON技术是以SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）光网和光传送网（OTN，Optical transmission Network）为基础的，通过控制平面来完成自动交换和连接控制的光传送网。
1.1 ASON技术的体系结构
ASON体系结构一般分为传送平面、控制平面和管理平面3部分，如图1所示。
图1 ASON体系结构
ASON的传送平面基于网状网结构，能够支持环网的保护，能够提供大容量且无阻塞的交叉连接，很好地满足了未来宽带网络业务的需要。
控制平面由光连接控制器OCC组成，它们之间通过网络节点接口NNI相连。负责完成呼叫控制和连接控制，其重要功能是实现连接的建立和释放，以及对连接进行监测和维护，并在发生故障时尽快恢复连接，缩短故障时间。
管理平面的主要特征是管理功能分布和智能化。管理平面除了实现对传送平面的管理外，主要负责对控制平面的管理，使得整个网络在管理平面的模拟环境更能真实反映其功能、性能、状态。
1.2 ASON网络的主要保护恢复机制
ASON网络支持的保护机制分为基于传送平面和基于控制平面的保护恢复两种模式。ASON保留了SDH的基本保护恢复机制，手动配置数据通过管理平面完成，控制平面不参与，在技术协议层保障了ASON和SDH的混合组网机制;基于控制平面的保护，其数据配置及计算由控制平面完成。
1.2.1 基于的控制层保护恢复
1）PRC（永久1+1）保护。永久1+1保护在网络结构许可条件下，始终保持一条工作通道和一条备用通道。
2）SNCP保护+MESH恢复。当工作通道发生第一次故障时，启动环网保护，倒换时间 50ms;当SNCP保护失效时触发动态重路由共享恢复保护机制，倒换时间根据不同的网络结构需要几百毫秒。
3）重路由保护恢复。预制一条从源节点到宿节点的工作通道路径，当工作路径发生故障时触发动态重路由方法建立一条新的工作通道，同样倒换时间根据不同的网络结构需要几百毫秒，在故障清除后工作通道返回到原来的连接。
1.2.2 基于传送平面保护恢复
传送平面保护指的是环网保护，包括通道保护（PP）、复用段保护（MSP）和子网连接保护（SNCP）。通道保护和复用段保护支持环内的业务保护，子网连接保护支持跨环网业务保护，这些技术都已经比较成熟。
2.ASON网络传送继电保护信号分析
2.1 光纤通道传送继电保护信号分析
继电保护对通信通道主要有两方面的要求。一方面是可靠性的要求;另一方面是对通道时延的要求。对于一定的通信系统，通道各传输环节将产生固有的延时;另一方面，纵差继电保护装置所允许的通道极限传输延时各不相同，电力系统暂态稳定性也对输电线路纵联保护的动作时间提出了要求。
2.2 ASON传送继电保护信号传送测试
ASON网络中引入控制平面和信令后，使其具有了自动保护倒换功能，可以通过软件支持各种颗粒度的专用或共享保护增加了保护类型的选择，提供更多的业务等级。
利用6个有ASON功能的设备，组成了一个网络利用率和生存能力高的MESH传输网络[4]，网络结构如图2所示。
图2 包括六个节点的ASON网络结构
对该ASON的测试项目包括：1+1网络保护、自动恢复功能、多点故障恢复。
2.2.1 验证1+1网络保护的实现
测试过程：在图2所示的网络中，建立从B到C具有1+1保护的电路，工作路由B-C，保护路由B-F-C，接上仪表，断开B-C的光路，通过监控终端观察电路会倒换到B-F-C，记录倒换时间。
测试TR结论：仪表显示倒换时间为4.7ms，与计算所得理论值相符，且小于50ms，能完成保护倒换。
2.2.2 验证自动恢复功能
测试过程：在图2所示的网络中，建立一条Auto-Reroute的电路通过B-C，断开B-C光路，电路自动倒换到另外一条路由上去。
测试结论：本项测试仪表显示倒换时间为135.5ms，符合理论计算值的要求，可以完成恢复。
2.2.3 验证多点故障恢复能力
测试过程：在图2所示的网络中，建立一条B到C的Auto-Reroute的电路，系统会自动找到B-C光路。切断B-C光路，电路倒换到B-E-C路由，测得倒换时间为142ms。
切断C-E光路，电路倒换到B-F-C路由，测得倒换时间为187ms。
切断B-F光路，电路倒换到B-E-D-C路由，测得倒换时间为218ms。
测试结论：多点故障出现的时候，业务能够按照ASON的原理选择路由，在多条路径失效的情况下业务能够得到恢复。
以上测试过程验证了ASON的多重保护恢复功能。
2.3 测试结果分析
由上述测试结果能够看到，对于1+1网络保护，由于采用的是与SDH相同的保护机制，倒换时间为4.7ms，满足继电保护和安全自动装置技术规程对于继电保护通道切换的要求。
对网络保护恢复方式的选择，ASON网络应采取传统的SDH保护和MESH网络恢复相结合的生存性机制。对于电力的安全生产业务仍采用传统的SNCP保护、复用段或者环网等保护机制，保证50ms的业务倒换时间，同时，可以结合ASON的网状网恢复能力，提高业务在多重故障下的生存能力，对于IP业务等可以采用网状网共享保护和动态恢复，利用ASON丰富的SLA功能，针对各种业务采取不同的保护恢复策略和差异化服务。
3.结论
本文结合ASON技术的优势以及继电保护对电力通信光纤通道的要求，探讨了ASON网络传送继电保护信号的可行性。通过ASON网络的传输试验案例，详细分析了在各种情况下，ASON网络的信号传送能力。为电力通信网引进ASON技术以及在确保电网安全稳定运行方面都具有参考意义。
参考文献
[1]何维.电力通信系统ASON网络技术演进探讨[J].电力系统通信，2010，3l（213）：27-30.
[2]陈万寿.自动交换光网络[M].北京：人民邮电出版社，2007.
[3]李疆生，张强强，徐彬.ASON技术在SDH网络中的引入[J].电力系统通信，2010，3l（214）：31-34.
[4]袁洲.ASON网络保护恢复机制及其测试验证方法[J].通信管理与技术，2006，12（6）：36-38.
作者简介：安毅，男，国网山西省电力公司信息通信分公司高级工程师，主要从事电力通信运维管理工作。

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