小議OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用

郭磊

【摘要】：OTN技術(shù)的引入為電力通信提供了更大容量、更有效、更可靠的支持。本文首先介紹了OTN技術(shù)的概念和在電力系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)定位，緊接著分析了電力通信中現(xiàn)有的幾種通信技術(shù)與OTN的關(guān)系，總結(jié)了OTN的優(yōu)勢(shì)，得出OTN應(yīng)用的必要性。最后給出OTN在電力通信網(wǎng)中的組網(wǎng)應(yīng)用的建議。

【關(guān)鍵詞】：光傳送網(wǎng)；電力通信；網(wǎng)絡(luò)定位；組網(wǎng)方案

引言

電力通信網(wǎng)是電力通信行業(yè)實(shí)現(xiàn)其功能的基礎(chǔ)性網(wǎng)絡(luò)，其覆蓋了電力運(yùn)行系統(tǒng)的方方面面。電力通信網(wǎng)的發(fā)展水平受通信技術(shù)的影響，通信技術(shù)的發(fā)展可以促進(jìn)電力通信網(wǎng)的發(fā)展。本文介紹了OTN技術(shù)的原理，分析了OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的具體應(yīng)用。

1、OTN的概念與網(wǎng)絡(luò)定位

OTN是在目前全光組網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)不成熟的背景下，基于現(xiàn)有的光電技術(shù)，而提出的傳送網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)。OTN最大的優(yōu)勢(shì)是具有大顆粒交叉調(diào)度能力，可滿足大容量的交叉調(diào)度和傳輸?shù)男枨螅虼耸紫缺豢紤]使用在核心骨干層。但是隨著OTN技術(shù)的發(fā)展，ITU-T為其定義了ODUO交叉顆粒，OTN也可以提供較小的交叉需求，因而OTN的應(yīng)用范圍得到了擴(kuò)展，向更低的網(wǎng)絡(luò)層次下沉，未來可實(shí)現(xiàn)直接由OTN+接入層構(gòu)建整個(gè)傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)。就電力系統(tǒng)而言，目前主要還是應(yīng)用于骨干層網(wǎng)絡(luò)。

2、OTN的概念

OTN的英文全稱為OpticlTranspoytNetwork，中文名稱為光傳送網(wǎng)。OTN是一種傳送網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)，主要依靠的是光電技術(shù)。OTN包括三個(gè)層次，分別為光信道層、光復(fù)用段層和光傳輸段層。光信道層的主要功能是提供透明的光傳輸，這種功能的主要服務(wù)對(duì)象是業(yè)務(wù)信號(hào)。光信道層還可以分成不同的電域子層。進(jìn)行光信道層劃分的主要目的是為了滿足不同業(yè)務(wù)的接入要求。建立光信道、處理光信道層的開銷等均要在光信道層完成。光復(fù)用段層可以為多波長(zhǎng)信號(hào)的傳輸提供網(wǎng)絡(luò)連接功能，從而確保多波長(zhǎng)信號(hào)傳輸?shù)耐暾?。光傳輸段層主要是為光?fù)用段的信號(hào)提供傳輸功能。處理光復(fù)用段層開銷、監(jiān)控光放大器和中繼器等均要在光復(fù)用段層完成。

3、OTN與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系

3.1 OTN與SDH

SDH所具有的基于虛容器粒度的帶寬調(diào)度機(jī)制，非常適用于小顆粒TDM語音業(yè)務(wù)和生產(chǎn)控制類業(yè)務(wù)的承載，還將在電力通信系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。OTN建設(shè)的初期，承載大顆粒業(yè)務(wù)，SDH主要用于小顆粒業(yè)務(wù)傳送，因此OTN網(wǎng)絡(luò)與SDH網(wǎng)絡(luò)通常是客戶一服務(wù)關(guān)系，對(duì)于2.5Gbit/s以下小顆粒業(yè)務(wù)的調(diào)度和保護(hù)通常在SDH網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)。但是隨著OTN技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)可以支持IGbit/s顆粒業(yè)務(wù)的調(diào)度和保護(hù)，SDH會(huì)逐漸被OTN所取代。

3.2 OTN與WDM

WDM是目前光纖通信系統(tǒng)中大容量骨干傳輸網(wǎng)應(yīng)用的主要技術(shù)。單純的WDM網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)是傳輸容量大、組網(wǎng)能力差、網(wǎng)絡(luò)管理和監(jiān)視能力薄弱，采用單純的WDM技術(shù)構(gòu)建大容量傳輸網(wǎng)絡(luò)，雖然能夠提供充足的傳輸容量，但無法提供靈活的業(yè)務(wù)傳送與調(diào)度，無法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的高可靠性和維護(hù)性，存在著一定的功能缺陷。而OTN構(gòu)筑在WDM系統(tǒng)之上，具有G709物理和邏輯接口、光層交叉、電層交叉等技術(shù)，提高了WDM的各方面性能，彌補(bǔ)了WDM的缺陷。因此，WDM網(wǎng)絡(luò)可通過增加設(shè)備功能，逐步升級(jí)改造為OTN網(wǎng)絡(luò)。

4、OTN組網(wǎng)方案

OTN可采用不同設(shè)備組網(wǎng)，可采用以下幾種方案：

4.1采用OTM設(shè)備組網(wǎng)

OTM設(shè)備只是在WDM設(shè)備上增加支持G709接口?？梢栽诠鈱訉?shí)現(xiàn)信號(hào)的處理，如放大、傳輸?shù)取?yōu)點(diǎn)：組網(wǎng)成本最低；實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，通過升級(jí)設(shè)備板卡即可實(shí)現(xiàn)，是WDM網(wǎng)絡(luò)向OTN網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的最直接方式；增強(qiáng)了光層的處理和OAM功能。缺點(diǎn)：不具備交叉連接功能，僅能為業(yè)務(wù)信號(hào)提供傳送功能。

4.2采用OTN電交叉設(shè)備組網(wǎng)

基于電交叉的OTN網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)通過G.709規(guī)定的封裝規(guī)程映射，可在電層實(shí)現(xiàn)基于ODUK顆粒的交叉調(diào)度，在光層實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳送。優(yōu)點(diǎn)：電交叉組網(wǎng)同時(shí)支持不同大小的顆粒交叉調(diào)度，提供Gbit/s級(jí)別以上的較大容量傳輸，具有基于ODUK的多種保護(hù)方式，支持電層組織網(wǎng)狀網(wǎng)?？稍趯?shí)現(xiàn)信號(hào)3R功能，難一跨段距離不受限制。缺點(diǎn)：成本較OTM設(shè)備要高；電層交叉調(diào)度容量有限。

4.3釆用OTN光分插復(fù)用設(shè)備組網(wǎng)

基于光交叉的OTN網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)通過G.709規(guī)定的封裝規(guī)程映射，可在光層實(shí)現(xiàn)基于波長(zhǎng)級(jí)別的交叉調(diào)度和信號(hào)傳送。優(yōu)點(diǎn)：可幵通波長(zhǎng)級(jí)別的端到端業(yè)務(wù)的交叉調(diào)度，調(diào)度容量比電交叉更大；可在光層實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的直通，不需經(jīng)過電層處理；光交叉可實(shí)現(xiàn)靈活組網(wǎng)，支持網(wǎng)狀網(wǎng)；提供光通道、復(fù)用段等多種光層保護(hù)方式。缺點(diǎn)：存在波長(zhǎng)一致性約束問題，需要采取措施避免資源沖突；長(zhǎng)距離傳輸會(huì)產(chǎn)生信號(hào)衰耗和色散，需要增加光放大器和色散補(bǔ)償，但是又會(huì)增加噪聲累積，需要保證信噪比，但跨段距離較短；光交叉設(shè)備成本比電交叉設(shè)備高。

4.4采用光電混合交叉設(shè)備組網(wǎng)

通過光電混合交叉設(shè)備組網(wǎng)，既有電層處理的優(yōu)勢(shì)，又有光層處理的好處。可支持多種業(yè)務(wù)的適配，可進(jìn)行電層和光層的聯(lián)合調(diào)度。優(yōu)點(diǎn)：光電聯(lián)合調(diào)度更加靈活、多樣，多業(yè)務(wù)適應(yīng)能力更強(qiáng)；支持大容量傳輸，組網(wǎng)方式更加合理，支持網(wǎng)狀網(wǎng)；支持光層、電層多種保護(hù)方式，可靠性更高；可利用電層3R功能，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)再生，提高單跨段傳輸距離。缺點(diǎn)：兩層交叉設(shè)備更復(fù)雜，組網(wǎng)成本最高，光層存在波長(zhǎng)資源沖突問題等。

結(jié)語

綜上所述，選擇合適的組網(wǎng)模式時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮系統(tǒng)容量、功能需求、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、組網(wǎng)成本等多種因素，綜合各方面的要求選擇合適的方案。實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)中得到實(shí)際的應(yīng)用，也即滿足對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸。

【參考文獻(xiàn)】：

[1]張淑娥等.電力系統(tǒng)通信技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2009

[2]劉振亞.智能電網(wǎng)技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010.

[3]孫海蓬.劉潤(rùn)發(fā).于昉.OTN在電力骨干通信網(wǎng)中的應(yīng)用策略研究[J].電力系統(tǒng)通信，2012（10）：9-14.

[4]李軼鵬.萬征.楊浩.電力通信網(wǎng)OTN+PTN組網(wǎng)的若干關(guān)鍵技術(shù)研究[J].華東電力，2015，（02）：298-302.