光的進化曲:電力承載網的升級之路

naojiti發表於2021-11-07

熟悉我們的朋友,可能會發現在各個行業的數字化、智慧化討論中,電力行業經常被反覆提及。

確實如此。由於電力產業在國計民生中的重要地位,以及其資料眾多、業務複雜、數字化要求多元以及地域跨度廣的行業特徵,電力行業的數字化、智慧化程式被社會各界的重點關注。圍繞電力產業的ICT需求,凝結出了大量產業共識與發展思路。而在以往的討論中,我們更多關注的是“電力+AI”,電力行業上雲、電力資料平臺等議題。但在實際的產業程式裡,電力行業的網路能力升級其實也至關重要。

上世紀90年代,SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步數字體系)在電力等重點行業的承載網體系中被廣泛應用。高可靠、低時延的網路特徵在產業升級程式裡發揮了重要作用。對於電力承載TDM業務,比如E1/PCM等來說,SDH可以說是最佳匹配的方案。其原因在於SDH與PCM、PDH是一脈相承的技術,都發源於程控電話的調製技術,SDH承載PCM/E1業務訊號可實現最佳效果。如今,行業承載網的變革需求愈發清晰,究竟哪種技術最適合接力SDH,完成這首“光的進化曲”呢?

讓我們先來從電力承載網的產業升級背景開始說起。

智慧時代,電力承載網的進階需求

電力承載網的整體特點,是在跨地域產業體系中對安全係數提出了嚴苛要求。承載網是聯接產業體系的動脈,因此在升級過程中也具有非常特殊的進階需求。

首先一點,電力承載網具有始終不變的高安全度需求,所有產業升級都不能違背安全為先的根本。舉例來說,電力承載網中的關鍵業務項就是繼電當中的“三遙”業務,即遙測,遙信,遙感。三遙控制關乎電力安全與國計民生的能源保障,不能有絲毫瑕疵。這就形成了電力承載網的高安全基礎需求。

在高安全的產業需求基礎上,電力承載網也經歷了一系列業務變化與發展。從智慧電網,向能源網際網路與泛在電力物聯網轉變的這一程式裡,能夠承載大容量、細顆粒度的網路業務進入,並且提供安全隔離、低時延、高穩定特徵的網路能力,成為了電力行業的普遍需求,進而需要對現有行業固網系統進行圍繞頻寬、時延、可靠性、安全性、管理便捷度等維度的全面提升。同時,行業網路的長期建設成果不能被輕易棄置,推倒重來,避免網路升級造成巨大的行業與社會成本浪費。

整體而言,電力承載網的進階需求可以歸納為三個方面:

1.高安全始終都是不可動搖的第一要求,一切升級需要以高安全為前提。

2.雲網融合的大趨勢下,承載網要適配業務發展,與業務融合創新。

3.需要考慮行業綜合發展模型與建設成本,不能盲目推倒重來。

在這些趨勢下,我們可以看到SDH技術作為主體的電力承載網體系,具有獨特的進化路徑與演進方案。

變與不變:SDH的價值辨析

所謂SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步數字體系),是一種將復接、線路傳輸及交換功能融為一體、並由統一網管系統操作的綜合資訊傳送網路。這種技術的特點,是高度考慮到網路的有效管理和業務監控、維護等需求,能夠極大提升網路的資源利用率,降低管理維護中的不確定性。

在電力行業,網路通訊能力與生產環節緊密相關,需要極大程度上確保通訊傳輸能力的確定性、網路時延低,以及特定業務需要寬頻獨佔,確保不受干擾等特點——而SDH也就成為了滿足這些條件的最佳選擇。

具體而言,隨著業務ETH化的發展,ETH介面越來越普遍,而以SDH為基本的通訊承載技術,承載ETH專線後,發展成為MSTP承載平臺。SDH承載ETH業務過程中可以展現出一系列優勢,比如承載頻寬可變化的ETH業務,根據通過ETH頻寬的峰值,分配充足的頻寬,從而進行時隙繫結,來保證頻寬和時延,以此確保端到端ETH報文不可見,提升承載安全性。

這一系列優勢,讓SDH在電力行業通訊承載中具備強大的生命力。可以說,在具有相當寬度的行業應用中,SDH都具有不可替代性。

由於這些優點的存在,SDH在90年代就得到了規模化部署,被廣泛應用於電力承載網中。雖然目前行業承載網的進階需求已經明確,產業升級在所難免。但即使三十年過去,在工業控制和承載網質量把控上,SDH依舊具有明顯的技術優勢。在進行電力承載網升級時,一方面需要考慮到SDH的廣泛普及性以及人才適配度,不能盲目發展新的建設思路;另一方面需要考慮到如何繼承且發展SDH的技術優勢,確保產業有序迭代。

面對SDH依然具備的頑強生命力,產業升級需要考慮兼顧建設成果和技術優勢。而這種情況下,OSU技術作為有效的小顆粒技術,其小顆粒業務承載能夠達到SDH水平,其優勢與SDH具有顯著的一致性,並且還具有大頻寬,靈活頻寬調整、端到端時延可視、智慧化運維等一系列新的優勢,可以說是最具合理性的下一代行業承載網發展方案。

可靠升級: OSU是電力承載網的最佳進化路徑

資料傳輸率增大、企業雲化不斷髮展,專線和視訊業務成為企業標配,網路業務愈發靈活多變,從而導致小顆粒、高效率的網路承載技術愈發重要。而SDH技術不能滿足大頻寬業務承載的需求,無法完成電力數字化承載的使命。在這種背景下,OSU(Optical Service Unit)技術應運而生。OSU的優勢在於,它能夠非常顯著體現出對SDH技術的繼承性。比如OSU可以通過時隙隔離和波分隔離技術,提供物理隔離的業務傳輸。這一點與SDH的硬管道特性具有一致性,通過物理隔離來保證電力生產網的安全。在此基礎上,OSU具有細顆粒的可調節度,可以在2M~100G範圍內調節,實現更高效的頻寬調整機制,從而使網路承載能力與靈活多變的業務模式更加匹配。

回到與SDH技術的對比中,可以發現OSU保留了SDH具備的高安全、高可控網路技術優勢,同時在應用場景上與SDH基本一致,不會造成極大的更新成本。並且OSU具備大頻寬、簡單架構、確定性低時延等優勢,更加符合電力行業的網路升級需求,能夠與業務數字化融合發展,能夠滿足承載網的未來發展。

總體而言,下一代的TDM技術OSU可以承載PCM/E1/SDH等傳統TDM業務,繼承SDH的高安全效能,保障PCM/E1等業務的端到端時延。OSU承載ETH業務時,適配性優於SDH要好,如ETH頻寬繫結適配性更好,業務與管道一對一對應,可根據頻寬的變化,做到頻寬的無損調整。

在電力行業中,OSU已經被業界廣泛認定為有效的下一代傳輸技術。IEEE ITU-T CSEE電力相關標準組織,已經對OSU方案進行了標準立項。

整體來看,面對SDH技術優勢依舊清晰,電力承載網不必顛覆重來的基本邏輯。發展OSU是承接SDH,走向下一代電力承載網的理想方案。這樣不僅能夠提升網路的綜合可控性,還能對現有網路體系實現較好的相容性。

走向電力智慧化與雲網融合,高品質的OSU堪稱最佳承載方案。行業承載網的升級,正讓“光的進化曲”被持續譜寫,給智慧世界標註一個美麗的音符。

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