CN102904632A - 一种基于先拆后建的自动交换传送网自愈恢复方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于先拆后建的自动交换传送网自愈恢复方法，其特征在于：先拆除原有的业务，然后建立新的业务路径，在任何时刻保证线路保护业务的收发在同一条路由上；具体包括线路光纤差动保护通道故障发生时业务自愈和原通信网故障修复后业务返回二个过程；1）线路光纤差动保护通道故障发生时业务自愈过程：在线路光纤差动保护通道中设置基于控制平面的动态恢复通道，形成先拆后建方式通道，打开闭锁状态，重新计算通道时延，调整装置工作参数，完成自愈过程；2）原通信网故障修复后业务返回过程：ASON网络故障修复，拆除业务重路由恢复通道，线路保护装置监测通道故障，ASON网络再建立业务原有设计路由通道，业务返回。本发明实现光纤差动保护通道收发在任何时刻同路由，保证收发时延相同，用于电力线路光纤差动保护业务。

Description

一种基于先拆后建的自动交换传送网自愈恢复方法

技术领域

本发明涉及一种基于先拆后建的自动交换传送网自愈恢复方法，属于电力传输***的通信技术领域。

背景技术

目前电力***建设的长途传输网采用的主要是基于SDH的环网保护技术，网络结构以环网为主、链形为辅，承载业务主要是传统的TDM电路业务，其安全性和QoS均有良好的保障。但随着数据业务的迅猛发展，业务需求呈现出带宽越来越多、电路传输性能和可靠性要求越来越高等特点。业务网的发展和网络规模的扩大，使得目前组织模式以环网为主的传送网已暴露出自身难以克服的问题。自动交换光网络(ASON)技术的提出就是为了适应电力业务的迅猛增长与可靠性要求不断提高。

ASON是以SDH和光传送网(OTN)为基础的自动交换传送网，它用控制平面来完成配置和连接管理的光传送网，以光纤为物理传输媒质，SDH和OTN等光传输***构成的具有智能的光传送网。根据其功能可分为传送平面、控制平面和管理平面，这三个平面相对独立，互相之间又协调工作。与传统传送技术相比，ASON技术的最大特点是引入了控制平面，控制平面的主要功能是通过信令来支持建立、拆除和维护端到端连接的能力，并通过选路来选择最合适的路径，以及与此紧密相关的需要提供适当的名称和地址机制。

电力通信网使用的SDH光传输技术通道由中心网管统一配置，不支持业务通道智能多故障自愈保护。虽然通过引入ASON技术可抗多点故障实现电力业务网格保护恢复，可对EMS、计量、PMU、安稳、调度语音等业务提供自愈保护。但现有的ASON保护、恢复的自愈保护机制用于线路纵联差动保护业务会造成保护装置误动作，会导致电网生产事故。主要是由于通信通道自愈切换时不能保证在瞬间同时切换，收发通道存在时延差，并且通道切换后新通道时延与旧通道时延不一致造成保护装置采样错误。

由于传统SDH网络发生自愈通道故障倒换、修复返回时，无论是采用有APS协议方式的自愈环倒换还是无APS协议方式的SNCP保护，由于其收发通道切换在不同网络设备上，切换装置动作时间都不能保证完全同步，切换时刻存在瞬时差异，造成业务通道光信号收发路径可能存在不一致，并且保护新通道可能与原有通道存在时延差，而保护装置没有识别通信故障重新计算通道时延。这两个问题将造成差动保护装置采样值错误，导致造成保护装置出现误动。故不能采用常规通信网络保护方式实现通道自愈。因此，南方电网与国家电网规程中明确提出光纤差动保护通道不得应用SDH保护自愈功能。因此，当灾害发生、光缆事故时，由于没有通道自愈保护机制，降低了保护通道的可靠性，大大增加了通信调度临时调整通道的难度。

目前，常用的线路纵差保护均采用基于数据通道的同步方法，通道延时的双向一致性是保证两侧保护装置采样同步的前提。

现有的ASON恢复重路由机制在协议与厂家产品上都采用“先建后拆”机制，在链路单纤故障、网管软重路由、业务返回时都先建立新通道，再把业务切换到新通道，最后拆除旧通道。此机制是为了保证业务中断时间最短，适用于公网运营商使用。ASON“先建后拆”的恢复重路由机制同样存在通信通道自愈切换时不能保证在瞬间同时切换，收发通道存在短时时延差的问题。

发明内容

本发明的目的，是为解决现有SDH、ASON网络不能实现光纤差动保护业务自愈问题，提供一种基于先拆后建的自动交换传送网自愈恢复方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于先拆后建的自动交换传送网自愈恢复方法，其特征在于：先拆除原有的业务，然后建立新的业务路径，再让业务流转到新的路径上，在任何时刻保证线路保护业务的收发在同一条路由上；具体包括线路光纤差动保护通道故障发生时业务自愈和原通信网故障修复后业务返回二个过程；

1）线路光纤差动保护通道故障发生时业务自愈过程如下：

（1）在线路光纤差动保护通道中设置基于控制平面的动态恢复通道，形成先拆后建方式通道；

（2）当发生光缆中断或通道中间设备故障引起的正常通道中断时，在50ms内ASON网络不进行通道保护；

（3）线路保护装置监测到通信通道中断了，形成装置闭锁、不进行误动作，使ASON网络释放正常收发通道资源，所述装置监测时间小于100ms；

（4）故意时延后至少100ms、以便让线路保护装置闭锁后，ASON网络重路由建立收发路由一致的重路由恢复通道；

（5）线路保护装置监测通信通道恢复正常时，打开闭锁状态，重新计算通道时延，调整装置工作参数，完成自愈过程，恢复正常工作，整个自愈过程时间动作时间2~4秒；

 2）原通信网故障修复后业务返回过程如下：

（1）ASON网络故障修复；

（2）拆除业务重路由恢复通道，线路保护装置监测通道故障，进入闭锁状态；

（3）故意时延大于100ms、以便让线路保护装置闭锁后，ASON网络再建立业务原有设计路由通道，业务返回；

（4）线路保护装置监测通信通道正常，重新计算通道时延，调整装置工作参数，解除闭锁回复正常工作状态。

本发明的目的还可以通过采取如下技术方案达到：

进一步地，在通道自愈及返回过程中的任何时刻保证收发路径一致性，承载光纤差动保护业务。

进一步地，所述通道故障发生时业务自愈过程和原通信网故障修复后业务返回过程用于ASON网络硬重路由和软重路由；

1）硬重路由服务用来响应故障事件，为呼叫提供故障的恢复机制；当一个链路或者网络单元在一个重路由域中发生故障时，这一呼叫在重路由域的边缘被释放，当激活重路由服务时，源节点阻塞呼叫的释放，并建立一条到重路由域边缘目的节点的可替代连接；在硬重路由过程中，最初连接先于替代连接建立之前就被释放，形成“先拆后建”；

2）软重路由服务是为了管理的目的而进行的呼叫重路由的一种机制，当激活一个重路由服务时，重路由组件会建立一条重路由连接到制定的组件的位置，当重路由连接被建立时，开始使用重路由连接，并删除最初的连接，称作“先建后拆”；新申请专利的机制网管应能够选择“先拆后建”，即先拆除工作路径，再建恢复路径，保证业务收发在任何时刻同路由。

进一步地，所述“先拆后建”恢复机制需要在光通道故障恢复和回复时先拆除原有工作通道交叉，释放其占用的网络资源，然后再进行恢复和回复，让线路保护装置能有一个正常的从闭锁到解除闭锁的工作状态转换。

本发明具有如下突出的有益效果：

1、本发明由于是先拆除原有的业务，然后建立新的业务路径，再让业务流转到新的路径上，在任何时刻保证线路保护业务的收发在同一条路由上，即ASON网络通信通道先拆后建方式应用于光纤差动保护业务通信自动恢复，因此，可实现电力通信网承载光纤差动保护业务智能自愈功能；解决现有SDH、ASON网络不能实现光纤差动保护业务自愈问题。

2、采用本发明涉及的方法，可以在业务通信故障自愈、通道切换过程中不会出现收发路由不一致，不会造成通信收发时延不一致。在业务通信故障自愈、通道切换过程中让保护装置感知通道故障，采取闭锁装置及重新计算通道时延措施，调整装置工作参数，避免误动。

3、本发明从理论上利用ASON光网络智能控制平面通道重路由恢复功能，利用恢复/返回通道的“先拆后建”机制，可实现光纤差动保护通道收发在任何时刻同路由，保证收发时延相同。提出了新的ASON网络智能控制平面协议改造方案以实现电力线路光纤差动保护通道的抗多点故障自动恢复能力，为电力通信网络实现智能电网控制业务自愈能力提供保障。经过试验测试验证，该方案能够用于电力线路光纤差动保护业务。

附图说明

图1是ASON网络中不设置保护通道，设置基于控制平面的动态恢复（先拆后建方式）通道示意图。

图2是ASON网络不在50ms内进行通道保护的示意图。

图3是ASON网络形成闭锁、释放正常收发通道资源的示意图。

图4是线路保护装置闭锁后ASON网络重路由建立收发路由一致的重路由恢复通道示意图。

图5是线路保护装置监测通信通道恢复正常，打开闭锁状态示意图。

图6是线路保护装置监测通信通道恢复正常，打开闭锁状态示意图。

图7是ASON网络故障修复示意图。

图8是ASON网络拆除业务重路由恢复通道、进入闭锁状态示意图。

图9是通信通道正常、解除闭锁回复正常工作状态示意图。

具体实施方式

参照图1至图9，本实施例涉及的基于先拆后建的自动交换传送网自愈恢复方法，其特征在于：先拆除原有的业务，然后建立新的业务路径，再让业务流转到新的路径上，在任何时刻保证线路保护业务的收发在同一条路由上；具体包括线路光纤差动保护通道故障发生时业务自愈和原通信网故障修复后业务返回二个过程；

参照图1至图5，线路光纤差动保护业务自愈过程如下：

参照图1，线路光纤差动保护通道在ASON网络中不设置保护通道，设置基于控制平面的动态恢复（先拆后建方式）通道。

参照图2，当发生光缆中断或通道中间设备故障引起的正常通道中断时，ASON网络不在50ms内进行通道保护。

参照图3，线路保护装置监测到通信通道中断了（装置监测时间小于100ms），会形成装置闭锁（不进行误动作）。ASON网络释放正常收发通道资源。

参照图4，故意时延后（大于100ms，以便让线路保护装置闭锁）后ASON网络重路由建立收发路由一致的重路由恢复通道。

参照图5，线路保护装置监测通信通道恢复正常，打开闭锁状态，重新计算通道时延，调整装置工作参数，完成自愈过程，恢复正常工作。整个自愈过程时间动作时间约2～4秒。

参照图6至图9，原通信网故障修复过程如下：

参照图6，当原通信网故障修复时，ASON通信通道的回复方式也类似，要求“先拆后建”。

参照图7，拆除业务重路由恢复通道，线路保护装置监测通道故障，进入闭锁状态。

参照图8，故意时延（大于100ms，以便让线路保护装置闭锁）后，ASON网络再建立业务原有设计路由通道，业务返回。

参照图9，线路保护装置监测通信通道正常，重新计算通道时延，调整装置工作参数，解除闭锁回复正常工作状态。

本实施例中，所述ASON的重路由分为硬重路由和软重路由：

1）硬重路由服务用来响应故障事件，为呼叫提供故障的恢复机制；当一个链路或者网络单元在一个重路由域中发生故障时，这一呼叫在重路由域的边缘被释放，当激活重路由服务时，源节点阻塞呼叫的释放，并建立一条到重路由域边缘目的节点的可替代连接；在硬重路由过程中，最初连接先于替代连接建立之前就被释放，形成“先拆后建”；

2）软重路由服务是为了管理的目的而进行的呼叫重路由的一种机制，当激活一个重路由服务时，重路由组件会建立一条重路由连接到制定的组件的位置，当重路由连接被建立时，开始使用重路由连接，并删除最初的连接，称作“先建后拆”；新申请专利的机制网管应能够选择“先拆后建”，即先拆除工作路径，再建恢复路径，保证业务收发在任何时刻同路由。

所述“先拆后建”恢复机制需要在光通道故障恢复和回复时先拆除原有工作通道交叉，释放其占用的网络资源，然后再进行恢复和回复，让线路保护装置能有一个正常的从闭锁到解除闭锁的工作状态转换。

“先拆后建”可以简单理解为现有“先建后拆”的逆过程，即break-before-make，该方法的思想是在业务进行恢复重路由、优化重路由、回复等操作时，总是先拆除原有的业务，然后再建立新的业务路径，再让业务流转到新的路径上，这样可以在任何时刻都保证线路保护业务的收发总是在同一条路由上。

所谓的“先拆后建”恢复机制就是在光通道故障恢复和回复时先拆除原有工作通道交叉，释放其占用的网络资源，然后再进行恢复和回复，让线路保护装置能有一个正常的从识别故障闭锁到修复故障解除闭锁的工作状态转换。

根据南网公司的特殊要求，烽火、华为、中兴等厂家在现有的ASON设备上开发了“先拆后建”机制的特殊设备。经实际测试，光通道在光路故障时的“先拆后建”恢复机制能满足线路差动保护光通道的技术要求，线路差动保护设备未出现误动，说明该技术可以应用于电网。

本发明有望在南方电网实际通信网络中具体应用，将使光纤差动保护业务实现通信自愈，极大提高了电网运行可靠性。

本专利机制实现是基于目前通信设备与保护设备没有消息互通机制，改变现有通信设备的工作机制配合保护设备正常工作。

将来可设计一种通信设备与保护设备互通的消息机制，让通信网络的运行状况能够通知保护装置，保护装置的运行状况通知通信设备，两套***配合运行，即可实现本发明的最终目的。

即通信装置动作前发消息给保护装置闭锁，保护装置完成闭锁并给通信设备确认消息，通信装置完成自愈动作后发消息给保护装置，保护装置测试通道、计算时延、解除闭锁，再给通信设备确认消息。

下面对本发明涉及的缩略语和关键术语进行解释：

关于缩略语：

ASON（Automatically Switched Optical Network），指自动交换光网络

SDH（Synchronous Digital Hierarchy），指同步数字体系

TDM（Time-Division Multiplexing），指分时复用

OTN（Optical Transport Network），指光传送网络

Claims (4)

1.一种基于先拆后建的自动交换传送网自愈恢复方法，其特征在于：先拆除原有的业务，然后建立新的业务路径，再让业务流转到新的路径上，在任何时刻保证线路保护业务的收发在同一条路由上；具体包括线路光纤差动保护通道故障发生时业务自愈和原通信网故障修复后业务返回二个过程；

1）线路光纤差动保护通道故障发生时业务自愈过程如下：

（1）在线路光纤差动保护通道中设置基于控制平面的动态恢复通道，形成先拆后建方式通道；

（2）当发生光缆中断或通道中间设备故障引起的正常通道中断时，在50ms内ASON网络不进行通道保护；

（3）线路保护装置监测到通信通道中断了，形成装置闭锁、不进行误动作，使ASON网络释放正常收发通道资源，所述装置监测时间小于100ms；

（4）故意时延后至少100ms、以便让线路保护装置闭锁后，ASON网络重路由建立收发路由一致的重路由恢复通道；

（5）线路保护装置监测通信通道恢复正常时，打开闭锁状态，重新计算通道时延，调整装置工作参数，完成自愈过程，恢复正常工作，整个自愈过程时间动作时间2~4秒；

2）原通信网故障修复后业务返回过程如下：

（1）ASON网络故障修复；

（2）拆除业务重路由恢复通道，线路保护装置监测通道故障，进入闭锁状态；

（3）故意时延大于100ms、以便让线路保护装置闭锁后，ASON网络再建立业务原有设计路由通道，业务返回；

（4）线路保护装置监测通信通道正常，重新计算通道时延，调整装置工作参数，解除闭锁回复正常工作状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于先拆后建的自动交换传送网自愈恢复方法，其特征在于：在通道自愈及返回过程中的任何时刻保证收发路径一致性，承载光纤差动保护业务。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于先拆后建的自动交换传送网自愈恢复方法，其特征在于：所述通道故障发生时业务自愈过程和原通信网故障修复后业务返回过程用于ASON网络硬重路由和软重路由；

1）硬重路由用来响应故障事件，为呼叫提供故障的恢复机制；当一个链路或者网络单元在一个重路由域中发生故障时，这一呼叫在重路由域的边缘被释放，当激活重路由服务时，源节点阻塞呼叫的释放，并建立一条到重路由域边缘目的节点的可替代连接；在硬重路由过程中，最初连接先于替代连接建立之前就被释放，形成“先拆后建”；

2）软重路由是为了管理的目的而进行的呼叫重路由的一种机制，当激活一个重路由服务时，重路由组件会建立一条重路由连接到制定的组件的位置，当重路由连接被建立时，开始使用重路由连接，并删除最初的连接，称作“先建后拆”；呼叫重路由的机制网管能够选择“先拆后建”，即先拆除工作路径，再建恢复路径，保证业务收发在任何时刻同路由。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于先拆后建的自动交换传送网自愈恢复方法，其特征在于：所述“先拆后建”恢复机制需要在光通道故障恢复和回复时先拆除原有工作通道交叉，释放其占用的网络资源，然后再进行恢复和回复，让线路保护装置能有一个正常的从识别故障闭锁到修复故障解除闭锁的工作状态转换。

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