OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用分析

潘洋

摘 要：目前，電力系統(tǒng)正朝著智能化、數(shù)字化方向發(fā)展。作為電力系統(tǒng)的樞紐，電力通信網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)智能化發(fā)展的重要支撐，因此也愈來愈受到關(guān)注。從宏觀層面來看，電力通信網(wǎng)絡(luò)正朝著全光網(wǎng)方向發(fā)展，而OTN技術(shù)是實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)的核心技術(shù)?；诖?，本文對(duì)OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行了綜合性分析，并提出了相關(guān)觀點(diǎn)，以供參考。

關(guān)鍵詞：OTN；電力通信網(wǎng)；智能化；數(shù)字化

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 引言（Introduction）

OTN（Optical Transport Network），即光傳送網(wǎng)技術(shù)，該技術(shù)主要以波分復(fù)用技術(shù)為基礎(chǔ)，是基于光層網(wǎng)絡(luò)的信息傳送網(wǎng)，代表了傳送網(wǎng)的組主流發(fā)展方向[1]。相對(duì)于傳統(tǒng)WDM網(wǎng)絡(luò)而言，OTN具備更優(yōu)的調(diào)度能力、組網(wǎng)能力及保護(hù)能力。其基本處理對(duì)象是波長級(jí)業(yè)務(wù)，正是由于它的存在，使得傳送網(wǎng)被推進(jìn)至多波長光網(wǎng)絡(luò)階段。OTN結(jié)合了光域處理優(yōu)勢及電域處理優(yōu)勢，可承載巨大的傳送容量，并做到了端至端的保護(hù)完全透明，是目前傳送寬帶大顆粒業(yè)務(wù)最先進(jìn)的技術(shù)。正是基于上述特性，讓OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)構(gòu)建過程中有了良好的適用性。

2 OTN技術(shù)概述（Overview of OTN technology）

歸結(jié)起來，OTN具有以下優(yōu)勢：（1）具有良好的向后兼容性。由于OTN兼容性良好，所以在組建過程中，可在現(xiàn)有的SONET/SDH基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)。它可賦予WDM端到端的連接能力及組網(wǎng)能力，并提供了光層互聯(lián)規(guī)范，有效補(bǔ)充了子波長匯聚能力及疏導(dǎo)能力。（2）可實(shí)現(xiàn)多類型信號(hào)封裝及透明傳輸。以ITU-TG.709為基礎(chǔ)的OTN幀結(jié)構(gòu)可支持多種類型的信號(hào)封裝，并支持透明傳輸，但對(duì)于不同速率的以太網(wǎng)，支持能力會(huì)表現(xiàn)出一定程度的差異性。（3）可實(shí)現(xiàn)大顆粒寬帶應(yīng)用。由OTN所定義的電層寬帶顆?？勺鳛楣馔窋?shù)據(jù)單元，其波長即為光層帶寬顆粒波長，復(fù)用顆粒、交叉顆粒及配置顆粒更大，可大幅度提升業(yè)務(wù)適配能力，并優(yōu)化傳送效率。（4）開銷管理能力較強(qiáng)。OTN具備了與SDH相似的開銷管理能力。由于光通路層以O(shè)TN幀結(jié)構(gòu)組建，使得該層級(jí)具備了良好的監(jiān)控能力。（5）具備良好的組網(wǎng)能力與保護(hù)能力。基于OTN幀結(jié)構(gòu)、ODUk交叉及ROADM的特性，使得光傳送網(wǎng)的組網(wǎng)能力得到了大幅度提升。同時(shí)，通過FEC技術(shù)可提升整體傳輸距離。另外，采用OTN可以為電層業(yè)務(wù)與光層業(yè)務(wù)提供靈活性的保護(hù)功能[2，3]。

3 OTN網(wǎng)絡(luò)分層及定位分析（OTN network layer

and location analysis）

基于ITU-TG.872，使得OTN網(wǎng)絡(luò)呈三層式結(jié)構(gòu)，并包含了光、電不同處理領(lǐng)域[4]，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

由上圖可知，OTN層級(jí)結(jié)構(gòu)包括了光信道層、光復(fù)用段層及光傳輸層。具體如下：（1）光信道層。該層級(jí)又被分為光信道凈荷單元、數(shù)據(jù)單元及信道傳輸單元，這種劃分模式可使其具備更好的適用性，滿足不同速率業(yè)務(wù)的需求。由于每層網(wǎng)絡(luò)均置入了開銷字節(jié)，因此可提升網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測能力及OAM能力。通過該層可實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)適配，并構(gòu)建出有效的光信道。同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)相關(guān)業(yè)務(wù)的保護(hù)與恢復(fù)。（2）光復(fù)用段層。該層可將網(wǎng)絡(luò)連接功能提供給多波長信號(hào)，使其完整傳輸，可對(duì)多波長復(fù)用開銷進(jìn)行處理，并提供相關(guān)監(jiān)控功能、保護(hù)功能及管理功能。（3）光傳輸段層。該層可讓光復(fù)用段信號(hào)于不同類型的光媒介上進(jìn)行有效傳輸，另外，該層級(jí)可實(shí)現(xiàn)中繼器監(jiān)控與光放大器監(jiān)控。

4 OTN組網(wǎng)方案分析（Analysis of OTN networking

solution）

OTN組網(wǎng)方案主要包括[5]：（1）OTN設(shè)備單獨(dú)組網(wǎng)。該方案以WDM設(shè)備為基礎(chǔ)，通過在WDM設(shè)備上加入G.709接口，從而實(shí)現(xiàn)光層信號(hào)處理。這種方案應(yīng)用成本較低，組建簡單，只要將設(shè)備板卡升級(jí)即可。同時(shí)，可將WDM網(wǎng)絡(luò)直接升級(jí)為OTN網(wǎng)絡(luò)，使原有網(wǎng)絡(luò)得到充分應(yīng)用，但是經(jīng)過升級(jí)所得到的OTN網(wǎng)絡(luò)并不具備交叉連接功能，只可傳輸相應(yīng)的業(yè)務(wù)信號(hào)。（2）OTN電交叉設(shè)備組網(wǎng)。以電交叉OTN網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，基于G.709標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)。按照G.709對(duì)映射進(jìn)行規(guī)范，在ODUk顆粒作用下，即可對(duì)電層進(jìn)行交叉調(diào)度，并在光層進(jìn)行信號(hào)傳輸。該方案的優(yōu)勢在于能夠支持不同類型的交叉調(diào)度，并提供大容量傳輸。在ODUk顆粒支持下，具備多種網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式，并支持電層組織網(wǎng)狀網(wǎng)，突破了單一跨段距離限制，可實(shí)現(xiàn)信號(hào)3R功能。該方案整體成本較TN設(shè)備單獨(dú)組網(wǎng)更高，并且電層交叉調(diào)度容量會(huì)受到一定程度限制。（3）F/ROADM組網(wǎng)。以光交叉OTN網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，通過G.709規(guī)定的封裝規(guī)程映射相關(guān)業(yè)務(wù)，即可于光層進(jìn)行補(bǔ)償級(jí)別的交叉調(diào)度，并保證信號(hào)穩(wěn)定傳輸。該方案實(shí)現(xiàn)了波長級(jí)別的端至端業(yè)務(wù)的交叉調(diào)度，其調(diào)度容量更上一個(gè)級(jí)別。業(yè)務(wù)無需電層處理，可于光層直通。（4）光電混合交叉組網(wǎng)。該方案集上述兩種方案優(yōu)勢于一身，通過光電聯(lián)合，進(jìn)一步提升了調(diào)度的靈活性。該方案可適用于多種業(yè)務(wù)，可有效支持大容量傳輸、網(wǎng)狀網(wǎng)及多種保護(hù)方式。整體組網(wǎng)更趨于合理，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性更優(yōu)?；陔妼?R功能，可讓光信號(hào)再生，并提升單跨段傳輸距離。但上述方案組網(wǎng)成本偏高，交叉設(shè)備復(fù)雜度有所提升，波長資源會(huì)產(chǎn)生一定的沖突，使得資源利用率有所下降。

5 OTN網(wǎng)絡(luò)保護(hù)策略分析（OTN network protection

strategies analysis）

5.1 線性保護(hù)

線性保護(hù)是OTN網(wǎng)絡(luò)最為常見的保護(hù)方式。光層線性保護(hù)主要通過具備雙發(fā)選收功能的光開關(guān)實(shí)現(xiàn)。于相鄰的光放站或光復(fù)用站之間，通過采取不同路由實(shí)現(xiàn)光通道保護(hù)。該過程無需采取ASP協(xié)議，可于單端進(jìn)行倒換。電層保護(hù)主要是通過電交叉單元來保證倒換的順利進(jìn)行。以光通道保護(hù)為例，可通過“1+1”方式實(shí)現(xiàn)保護(hù)?；诠忾_關(guān)的作用，于不同的OUT中輸入用戶側(cè)信號(hào)，以并發(fā)選收的方式對(duì)客戶側(cè)信號(hào)進(jìn)行保護(hù)，具體如圖2所示。

5.2 環(huán)形保護(hù)

環(huán)形保護(hù)多應(yīng)用于環(huán)形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洚?dāng)中，又可分為光波長共享保護(hù)環(huán)與ODUk環(huán)網(wǎng)保護(hù)，需要APS協(xié)議支持，該保護(hù)方式只支持雙向倒換。以O(shè)PCS為例，采取兩根光纖上相同的波長互為工作和保護(hù)通道，并且每根光纖都可用作工作光纖。該方式可利用各光纖上的不同波長對(duì)業(yè)務(wù)信號(hào)進(jìn)行傳輸，并提供保護(hù)通道。換句話說，利用兩個(gè)不同的波長及光纖，并不需要進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換，便可實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)保護(hù)倒換。

5.3 P圈保護(hù)

P圈是一種環(huán)形結(jié)構(gòu)保護(hù)方式，兼具了保護(hù)倒換速度快與網(wǎng)絡(luò)資源利用率高的特點(diǎn)。傳統(tǒng)環(huán)形保護(hù)只能對(duì)環(huán)上鏈路產(chǎn)生保護(hù)作用，保護(hù)環(huán)不能低于兩個(gè)，方能保證對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行覆蓋。而P圈保護(hù)僅需一個(gè)單位保護(hù)容量便可對(duì)兩個(gè)單位容量的業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)，并不會(huì)占據(jù)鏈路資源。傳統(tǒng)保護(hù)環(huán)需配置50%冗余容量，而P圈保護(hù)只需要30%冗余容量，即可進(jìn)行業(yè)務(wù)保護(hù)，極大程度上提升了帶寬利用率（20%—60%），這對(duì)于資源配置的優(yōu)化具有重要的意義。

6 結(jié)論（Conclusion）

電力通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中，OTN技術(shù)為其提供了重要支持。正是由于OTN技術(shù)的存在，加速了電力通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化、智能化進(jìn)展。未來，OTN組網(wǎng)將是電力通信網(wǎng)絡(luò)的主流發(fā)展方向，值得重視。

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作者簡介：

潘 洋（1995-），男，本科生.研究領(lǐng)域：通信工程.