熟悉我們的朋友,可能會發現在各個行業的數字化、智能化討論中,電力行業經常被反復提及。
確實如此。由于電力產業在國計民生中的重要地位,以及其數據眾多、業務復雜、數字化要求多元以及地域跨度廣的行業特征,電力行業的數字化、智能化進程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”,電力行業上云、電力數據平臺等議題。但在實際的產業進程里,電力行業的網絡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、低時延的網絡特征在產業升級進程里發揮了重要作用。對于電力承載TDM業務,比如E1/PCM等來說,SDH可以說是最佳匹配方案。其原因在于SDH與PCM、PDH是一脈相承的技術,都發源于程控電話的調制技術,SDH承載PCM/E1業務信號可實現最佳效果。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。
智能時代,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系數提出了嚴苛要求。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。從智能電網,向能源互聯網與泛在電力物聯網轉變的這一進程里,能夠承載大容量、細顆粒度的網絡業務進入,并且提供安全隔離、低時延、高穩定特征的網絡能力,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帶寬、時延、可靠性、安全性、管理便捷度等維度的全面提升。同時,行業網絡的長期建設成果不能被輕易棄置,推倒重來,避免網絡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.云網融合的大趨勢下,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、并由統一網管系統操作的綜合信息傳送網絡。這種技術的特點,是高度考慮到網絡的有效管理和業務監控、維護等需求,能夠極大提升網絡的資源利用率,降低管理維護中的不確定性。
在電力行業,網絡通信能力與生產環節緊密相關,需要極大程度上確保通信傳輸能力的確定性、網絡時延低,以及特定業務需要寬帶獨占,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接口越來越普遍,而以SDH為基本的通信承載技術,承載ETH專線后,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,比如承載帶寬可變化的ETH業務,根據通過ETH帶寬的峰值,分配充足的帶寬,從而進行時隙綁定,來保證帶寬和時延,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在電力行業通信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。
由于這些優點的存在,SDH在90年代就得到了規模化部署,被廣泛應用于電力承載網中。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,并且還具有大帶寬,靈活帶寬調整、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
數據傳輸率增大、企業云化不斷發展,專線和視頻業務成為企業標配,網絡業務愈發靈活多變,從而導致小顆粒、高效率的網絡承載技術愈發重要。而SDH技術不能滿足大帶寬業務承載的需求,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的優勢在于,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范圍內調節,實現更高效的帶寬調整機制,從而使網絡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、高可控網絡技術優勢,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。并且OSU具備大帶寬、簡單架構、確定性低時延等優勢,更加符合電力行業的網絡升級需求,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的高安全性能,保障PCM/E1等業務的端到端時延。OSU承載ETH業務時,適配性優于SDH要好,如ETH帶寬綁定適配性更好,業務與管道一對一對應,可根據帶寬的變化,做到帶寬的無損調整。
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絡的綜合可控性,還能對現有網絡體系實現較好的兼容性。
走向電力智能化與云網融合,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,給智能世界標注一個美麗的音符。
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