光的进化曲：智能时代，电力承载网的进阶需求

    熟悉我们的朋友,可能会发现在各个行业的数字化、智能化讨论中,电力行业经常被反复提及。
    确实如此。由于电力产业在国计民生中的重要地位,以及其数据众多、业务复杂、数字化要求多元以及地域跨度广的行业特征,电力行业的数字化、智能化进程被社会各界的重点关注。围绕电力产业的ICT需求,凝结出了大量产业共识与发展思路。而在以往的讨论中,我们更多关注的是“电力+AI”,电力行业上云、电力数据平台等议题。但在实际的产业进程里,电力行业的网络能力升级其实也至关重要。
    
    上世纪90年代,SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系)在电力等重点行业的承载网体系中被广泛应用。高可靠、低时延的网络特征在产业升级进程里发挥了重要作用。对于电力承载TDM业务,比如E1/PCM等来说,SDH可以说是最佳匹配方案。其原因在于SDH与PCM、PDH是一脉相承的技术,都发源于程控电话的调制技术,SDH承载PCM/E1业务信号可实现最佳效果。如今,行业承载网的变革需求愈发清晰,究竟哪种技术最适合接力SDH,完成这首“光的进化曲”呢?
    让我们先来从电力承载网的产业升级背景开始说起。
    智能时代,电力承载网的进阶需求
    电力承载网的整体特点,是在跨地域产业体系中对安全系数提出了严苛要求。承载网是联接产业体系的动脉,因此在升级过程中也具有非常特殊的进阶需求。
    首先一点,电力承载网具有始终不变的高安全度需求,所有产业升级都不能违背安全为先的根本。举例来说,电力承载网中的关键业务项就是继电当中的“三遥”业务,即遥测,遥信,遥感。三遥控制关乎电力安全与国计民生的能源保障,不能有丝毫瑕疵。这就形成了电力承载网的高安全基础需求。
    在高安全的产业需求基础上,电力承载网也经历了一系列业务变化与发展。从智能电网,向能源互联网与泛在电力物联网转变的这一进程里,能够承载大容量、细颗粒度的网络业务进入,并且提供安全隔离、低时延、高稳定特征的网络能力,成为了电力行业的普遍需求,进而需要对现有行业固网系统进行围绕带宽、时延、可靠性、安全性、管理便捷度等维度的全面提升。同时,行业网络的长期建设成果不能被轻易弃置,推倒重来,避免网络升级造成巨大的行业与社会成本浪费。
    
    整体而言,电力承载网的进阶需求可以归纳为三个方面:
    1．高安全始终都是不可动摇的第一要求,一切升级需要以高安全为前提。
    2．云网融合的大趋势下,承载网要适配业务发展,与业务融合创新。
    3．需要考虑行业综合发展模型与建设成本,不能盲目推倒重来。
    在这些趋势下,我们可以看到SDH技术作为主体的电力承载网体系,具有独特的进化路径与演进方案。
    变与不变:SDH的价值辨析
    所谓SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系),是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。这种技术的特点,是高度考虑到网络的有效管理和业务监控、维护等需求,能够极大提升网络的资源利用率,降低管理维护中的不确定性。
    在电力行业,网络通信能力与生产环节紧密相关,需要极大程度上确保通信传输能力的确定性、网络时延低,以及特定业务需要宽带独占,确保不受干扰等特点——而SDH也就成为了满足这些条件的最佳选择。
    具体而言,随着业务ETH化的发展,ETH接口越来越普遍,而以SDH为基本的通信承载技术,承载ETH专线后,发展成为MSTP承载平台。SDH承载ETH业务过程中可以展现出一系列优势,比如承载带宽可变化的ETH业务,根据通过ETH带宽的峰值,分配充足的带宽,从而进行时隙绑定,来保证带宽和时延,以此确保端到端ETH报文不可见,提升承载安全性。
    
    这一系列优势,让SDH在电力行业通信承载中具备强大的生命力。可以说,在具有相当宽度的行业应用中,SDH都具有不可替代性。
    由于这些优点的存在,SDH在90年代就得到了规模化部署,被广泛应用于电力承载网中。虽然目前行业承载网的进阶需求已经明确,产业升级在所难免。但即使三十年过去,在工业控制和承载网质量把控上,SDH依旧具有明显的技术优势。在进行电力承载网升级时,一方面需要考虑到SDH的广泛普及性以及人才适配度,不能盲目发展新的建设思路;另一方面需要考虑到如何继承且发展SDH的技术优势,确保产业有序迭代。
    面对SDH依然具备的顽强生命力,产业升级需要考虑兼顾建设成果和技术优势。而这种情况下,OSU技术作为有效的小颗粒技术,其小颗粒业务承载能够达到SDH水平,其优势与SDH具有显著的一致性,并且还具有大带宽,灵活带宽调整、端到端时延可视、智慧化运维等一系列新的优势,可以说是最具合理性的下一代行业承载网发展方案。
    可靠升级: OSU是电力承载网的最佳进化路径
    数据传输率增大、企业云化不断发展,专线和视频业务成为企业标配,网络业务愈发灵活多变,从而导致小颗粒、高效率的网络承载技术愈发重要。而SDH技术不能满足大带宽业务承载的需求,无法完成电力数字化承载的使命。在这种背景下,OSU(Optical Service Unit)技术应运而生。OSU的优势在于,它能够非常显著体现出对SDH技术的继承性。比如OSU可以通过时隙隔离和波分隔离技术,提供物理隔离的业务传输。这一点与SDH的硬管道特性具有一致性,通过物理隔离来保证电力生产网的安全。在此基础上,OSU具有细颗粒的可调节度,可以在2M～100G范围内调节,实现更高效的带宽调整机制,从而使网络承载能力与灵活多变的业务模式更加匹配。
    回到与SDH技术的对比中,可以发现OSU保留了SDH具备的高安全、高可控网络技术优势,同时在应用场景上与SDH基本一致,不会造成极大的更新成本。并且OSU具备大带宽、简单架构、确定性低时延等优势,更加符合电力行业的网络升级需求,能够与业务数字化融合发展,能够满足承载网的未来发展。
    
    总体而言,下一代的TDM技术OSU可以承载PCM/E1/SDH等传统TDM业务,继承SDH的高安全性能,保障PCM/E1等业务的端到端时延。OSU承载ETH业务时,适配性优于SDH要好,如ETH带宽绑定适配性更好,业务与管道一对一对应,可根据带宽的变化,做到带宽的无损调整。
    在电力行业中,OSU已经被业界广泛认定为有效的下一代传输技术。IEEE ITU-T CSEE电力相关标准组织,已经对OSU方案进行了标准立项。
    整体来看,面对SDH技术优势依旧清晰,电力承载网不必颠覆重来的基本逻辑。发展OSU是承接SDH,走向下一代电力承载网的理想方案。这样不仅能够提升网络的综合可控性,还能对现有网络体系实现较好的兼容性。
    走向电力智能化与云网融合,高品质的OSU堪称最佳承载方案。行业承载网的升级,正让“光的进化曲”被持续谱写,给智能世界标注一个美丽的音符。