OTN技術(shù)在電力通信工程中的發(fā)展及應(yīng)用

1國網(wǎng)山東電力經(jīng)濟技術(shù)研究院;2"山東電力工程咨詢院有限公司

摘要：OTN是以波分復用技術(shù)為基礎(chǔ)、在光層組織網(wǎng)絡(luò)的傳送網(wǎng)，其通過G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建議所規(guī)范的新一代“數(shù)字傳送體系”和“光傳送體系”，將解決傳統(tǒng)WDM網(wǎng)絡(luò)無波長/子波長業(yè)務(wù)調(diào)度能力差、組網(wǎng)能力弱、保護能力弱等問題。本文主要對OTN技術(shù)在電力通信工程中的應(yīng)用進行相關(guān)闡述和分析。

關(guān)鍵詞：拓撲結(jié)構(gòu);應(yīng)用分析;OTN技術(shù);電力通信

前""言：隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)實施更大范圍更多調(diào)度點的資源調(diào)度、電網(wǎng)大規(guī)模全過程的實時監(jiān)視、實時控制、實時保護及智能分析、計算、告警等逐步向動態(tài)、在線模式轉(zhuǎn)變。作為電網(wǎng)一次系統(tǒng)安全生產(chǎn)的重要支撐系統(tǒng)，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)承載的帶寬業(yè)務(wù)發(fā)展迅猛，以GE/10Gb/S，GE/2.5Gb/S，POS/10Gb/s"接口為代表的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)大量涌現(xiàn)給電力通信網(wǎng)提出了更高要求：容量更大、成本更低、快速靈活部署和業(yè)務(wù)調(diào)度、擴展能力強、可靠性高及OAM功能完善。

一"OTN"組網(wǎng)優(yōu)勢

OTN屬于容量組網(wǎng)技術(shù)，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)光電的聯(lián)合調(diào)度之外，還能夠完善節(jié)點和線路，除此之外，還可以對波長與子波長進行有效的交叉，所以O(shè)TN技術(shù)傳送的容量非常大，可以進行超大容量的傳輸。OTN技術(shù)可以融合各種波分層功能，而且OTN組網(wǎng)之后，還能夠適應(yīng)各種速率的業(yè)務(wù)，而在對OTN進行策略選擇時，需要對線路系統(tǒng)進行有效的配置，這樣才能保證IP網(wǎng)能夠承擔更多的業(yè)務(wù)。該技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要是Mesh，其使用的通道是10G與40G通道，其方案也就是通道混傳方案，這樣就能夠承載10G、40G的業(yè)務(wù)，還能夠承載GE業(yè)務(wù)，進而拓寬了業(yè)務(wù)通道;OTN組網(wǎng)之后的匯聚層的結(jié)構(gòu)主要是環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，它屬于核心層網(wǎng)絡(luò)的范疇。如果業(yè)務(wù)需要進行跨環(huán)，可以按照電交叉的方式進行設(shè)計，這種設(shè)計方法最大的優(yōu)勢就是能夠?qū)θW(wǎng)進行隨意的調(diào)度，這樣業(yè)務(wù)就可以快速開通，而且在開通的過程中，出現(xiàn)問題也可以對其進行適當?shù)恼{(diào)整，并不影響整體效果。

二""OTN"拓撲結(jié)構(gòu)的選擇

OTN的拓撲結(jié)構(gòu)主要有鏈形、環(huán)形及Mesh形三種類型。下面結(jié)合OTN技術(shù)的特點來比較分析這3種組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點。

1"鏈形組網(wǎng)：鏈形結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單、對線路系統(tǒng)要求較低，設(shè)備維護起來較容易，維護成本低。但其主要缺點是無法實施保護、不能完全發(fā)揮OTN的技術(shù)優(yōu)勢。

2"環(huán)形組網(wǎng)：環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要有兩大優(yōu)點：一是OTN提供了類似于SDH的環(huán)網(wǎng)保護機制及復用映射機制，可以借助于SDH豐富的組網(wǎng)經(jīng)驗，方便于網(wǎng)絡(luò)的前期規(guī)劃及后期維護;二是在環(huán)形結(jié)構(gòu)下，OTN技術(shù)提供了多樣化的保護方式，網(wǎng)絡(luò)的安全性能得到保障。其主要缺點是為提高系統(tǒng)的利用率，在進行前期規(guī)劃時需根據(jù)業(yè)務(wù)的流量流向進行環(huán)網(wǎng)設(shè)計，并盡量避免業(yè)務(wù)跨環(huán)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計有一定的難度。

3"Mesh組網(wǎng)：Mesh結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點是業(yè)務(wù)調(diào)度靈活，能根據(jù)業(yè)務(wù)的流量流向設(shè)置直達電路，網(wǎng)絡(luò)安全性高。但由于OTN的通路安排將涉及到光層的波道組織和電層的電路組織，增加了通路的復雜度，不便于網(wǎng)絡(luò)的后期維護。

根據(jù)以上各組網(wǎng)方式的分析及結(jié)合實際組網(wǎng)經(jīng)驗，建議GE及其以上、安全性要求較高的并且要求靈活調(diào)度的大顆粒業(yè)務(wù)采用Mesh組網(wǎng);GE及其以上大顆粒業(yè)務(wù)采用環(huán)形組網(wǎng)。

在電力通信核心網(wǎng)絡(luò)中，為保證高可靠性和實施靈活的帶寬管理，通常物理上采用Mesh結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)絡(luò)恢復策略上可以采用基于ROADM的共享保護環(huán)方式，也可以采用基于OXC的網(wǎng)格恢復結(jié)構(gòu)，在匯聚、接入網(wǎng)中采用環(huán)形結(jié)構(gòu)。拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。

三""OTN"技術(shù)在電力傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用

1""OTN技術(shù)應(yīng)用于電力傳輸網(wǎng)的可行性分析。以某供電局電力傳輸網(wǎng)為例來說明OTN技術(shù)在電力網(wǎng)中的應(yīng)用。某供電局電力通信網(wǎng)建設(shè)的光纜纖芯普遍偏小，繼電保護路由需求、寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)等各種寬帶的應(yīng)用使得光纜纖芯的富余度不斷降低。纖芯資源的緊張嚴重影響到安全生產(chǎn)和日后的光纜應(yīng)用。OTN采用密集波分，可立體的使用單條纖芯，并提供IP、SAN、視頻、SDH等多種業(yè)務(wù)接口，可很好的解決目前的纖芯不足問題。此外，某供電局目前城區(qū)傳輸網(wǎng)高速層帶寬需求為10G，城區(qū)傳輸網(wǎng)骨干層帶寬需求為2.5G/622M，城區(qū)傳輸網(wǎng)接入層帶寬需求為155M，兩區(qū)兩市中興環(huán)帶寬需求為622M，部分通道已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的帶寬不足現(xiàn)象。為解決纖芯、帶寬容量不足等問題，某供電局骨干傳輸網(wǎng)亟需建設(shè)大容量、基于WDM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的電力寬帶傳輸網(wǎng)，因此，首選建設(shè)以WDM為支撐的OTN傳輸系統(tǒng)。

2""OTN技術(shù)應(yīng)用于某供電局電力通信傳輸網(wǎng)建設(shè)的主要優(yōu)勢。1）OTN容量大，一根光纖可容納T級業(yè)務(wù)容量，而目前某供電局核心網(wǎng)絡(luò)10G帶寬可滿足需求，但隨著未來新業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，如配網(wǎng)、廣域網(wǎng)保護等，可能在5～10年后網(wǎng)絡(luò)容量達到瓶頸。應(yīng)用OTN可一次性的滿足未來10年內(nèi)的容量需求，不必擔心新業(yè)務(wù)對帶寬的壓力。2）OTN技術(shù)通過波分復用，占用光纖資源大大降低，一對光纖可相當于40/80對纖芯。目前某供電局纖芯不足的情況嚴重，建設(shè)光纜的障礙多，應(yīng)用OTN可長遠解決纖芯問題。3）OTN可提供不低于SDH的保護和網(wǎng)管功能，滿足50ms的保護倒換時間?？蓾M足廣州供電局對電路保護的需求，另外波長、時隙雙重調(diào)度，可進一步實現(xiàn)業(yè)務(wù)安排的清晰化。

3""網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案。以分層的原則建設(shè)OTN傳輸網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)分為核心層、匯聚層、接入層。根據(jù)SDH/MSTP、WDM及OTN的技術(shù)特點，并考慮現(xiàn)網(wǎng)資源的充分利用，建議采用如下業(yè)務(wù)承載策略：155"Mbit/s及其以下小顆粒業(yè)務(wù)承載在SDH/MSTP上;GE及其以上、安全性要求較低的大顆粒業(yè)務(wù)承載在WDM或光纖上;GE及其以上、安全性要求較高的大顆粒業(yè)務(wù)承載在OTN上。這種業(yè)務(wù)承載方式策略既能充分發(fā)揮SDH/MSTP對小顆粒業(yè)務(wù)和OTN對大顆粒業(yè)務(wù)的處理優(yōu)勢，還能充利用現(xiàn)網(wǎng)資源。最大程度地降低業(yè)務(wù)傳輸成本。依據(jù)以上承載策略某供電局傳輸網(wǎng)規(guī)劃拓撲結(jié)構(gòu)如圖2所示。

四"小"結(jié)

綜上所述，OTN技術(shù)自身的結(jié)構(gòu)就比較簡單，能夠拓寬IP業(yè)務(wù)，即使是大容量或者超大容量的業(yè)務(wù)，OTN技術(shù)都能夠使電力通信組網(wǎng)正常的運行。這為企業(yè)帶來了巨大的利潤，從長遠看，也降低了消費者的成本?，F(xiàn)代消費者對電力通信組網(wǎng)要求非常高，在未來的發(fā)展中，會有更高的要求，為了適應(yīng)這些要求，OTN技術(shù)的應(yīng)用是必然的選擇。

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