OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)業(yè)務(wù)路由優(yōu)化中的應(yīng)用

李剛

【摘 ?要】電力OTN屬于靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)在建立后數(shù)據(jù)流基本保持不變，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)運行風險由傳統(tǒng)的突發(fā)性擁塞轉(zhuǎn)變?yōu)闃I(yè)務(wù)在傳輸鏈路上的過度集中分布。

【關(guān)鍵詞】OTN技術(shù);電力通信網(wǎng)業(yè)務(wù);路由優(yōu)化;應(yīng)用

1OTN技術(shù)的內(nèi)容及其優(yōu)勢

OTN的意思是光傳送網(wǎng)，該新式網(wǎng)絡(luò)傳送是把G-798、G-709、G-872ITU—T建設(shè)所規(guī)范的光、數(shù)字等傳送架構(gòu)構(gòu)成。同時在添加了管控平面、G-709接口、ROADM、OTH等內(nèi)容，在傳統(tǒng)的通信中，密集波分復(fù)用（WDM）和同步數(shù)字體系（SDH）是最為重要的技術(shù)，如果在WDM和SDH的技術(shù)基礎(chǔ)上再引入光傳送體系和可重構(gòu)光分插復(fù)用器和G-709接口就可以形成現(xiàn)在應(yīng)用廣泛的OTN技術(shù)。它在充分繼承SDH和WDM傳統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢時，又能夠較好的解決組網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)保護水平較差、WDM沒有波長或子波長調(diào)度作用較弱等問題。它的傳輸方式可以使信息的傳輸效率大大提高，目前對于OTN的研究已得到了較好的成績，若該技術(shù)在我國大量使用，就會因為其良好的民眾基礎(chǔ)使其有更高的可行性，并對我國的移動通信發(fā)展起到積極的作用，使其業(yè)務(wù)能力更強、安全性更高，從而促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。OTN技術(shù)的主要優(yōu)勢：（1）多種客戶信號封裝與透明傳輸。給予ITU-TG.709的OTN幀結(jié)構(gòu)能夠進行各類客戶信號的透明傳輸以及映射，例如以太網(wǎng)、ATM以及SDH等。其中ATM與SDH基本實現(xiàn)了透明傳送與標準封裝;而以太網(wǎng)在傳輸不同速率通信信息的時候差異比較顯著。ITU-TG.sup43能夠?qū)?0GE業(yè)務(wù)進行補充，從而實現(xiàn)了不同程度的透明傳輸。而接入網(wǎng)業(yè)務(wù)吉比特無源光網(wǎng)絡(luò)、專網(wǎng)業(yè)務(wù)光纖通道、100GE以太網(wǎng)、40GE以太網(wǎng)以及常規(guī)GE以太網(wǎng)等，這些在OTN幀結(jié)構(gòu)中標準化的映射方式亟待深入研究。（2）大顆粒的寬帶復(fù)用、配置以及交叉。OTN定義的電層寬帶顆粒主要是通路數(shù)據(jù)單元，簡單來說就是ODU3（40Gb/s）、ODU2（10Gb/s）、ODU1（2.5Gb/s）以及ODU0（GE，1000M/s），波長就是光層的寬帶顆粒，與SDH的VC-12/VC-4的調(diào)度顆粒相比，OTN復(fù)用、配置以及交叉的寬帶顆粒要更大;因此，可以切實提升高寬帶數(shù)據(jù)客戶業(yè)務(wù)的傳輸效率、質(zhì)量以及適配能力。

2OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)業(yè)務(wù)路由優(yōu)化中的應(yīng)用

2.1OTN技術(shù)的應(yīng)用方式

傳統(tǒng)電力通信網(wǎng)常用的光傳輸技術(shù)主要為SDH和WDM。SDH網(wǎng)絡(luò)通常處理的是2.5Gbit/s以下小顆粒業(yè)務(wù)的調(diào)度交換和保護，但隨著業(yè)務(wù)容量需求越來越大，OTN技術(shù)已經(jīng)可以支持1Gbit/s顆粒業(yè)務(wù)的調(diào)度交換和保護，將SDH作為OTN的服務(wù)客戶，能解決目前SDH帶寬小、適配和效率等方面的不足。OTN還通過靈活的物理和邏輯接口、光電層交叉技術(shù)，豐富了WDM網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)能力，提高了網(wǎng)絡(luò)的管理和監(jiān)測能力，實現(xiàn)了業(yè)務(wù)的靈活傳輸調(diào)度，確保了通信網(wǎng)絡(luò)的高可靠性和安全性。目前OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)應(yīng)用過程中以分層原則為主，OTN設(shè)備將信息的匯集分為了骨干層、匯聚層和接入層，每一層都基于OTN技術(shù)，將信息有序匯集并傳輸?shù)缴弦患壨ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)中。根據(jù)實際傳輸容量需要，省公司、地市局和省500kV變電站作為重要節(jié)點均需要配置OTN設(shè)備，確保下級數(shù)據(jù)的匯聚以及同級網(wǎng)絡(luò)間的業(yè)務(wù)交叉?zhèn)鬏敚渲袑⒉糠肿冸娬咀鳛镺LA，可以提高信號傳輸可靠性。骨干層組網(wǎng)過程中，通常選用較為可靠的網(wǎng)絡(luò)型組網(wǎng)方式，這有利于提高光纖資源的有效利用率，使業(yè)務(wù)光方向更加的豐富，大大提高了網(wǎng)絡(luò)調(diào)度和維護的靈活性。

2.2電力通信網(wǎng)業(yè)務(wù)路由要求

由于地理位置和電力需求的存在這個很大的不同，對于電力通信的基本要求也是不一致的，這也意味著電力通信服務(wù)的性能以及相關(guān)要求也是存在著一定的差異的，這也表示業(yè)務(wù)路由優(yōu)化設(shè)計的基本算法是不同的。其中繼電保護操作以及相關(guān)的服務(wù)管理基本要求是不相同的，同時繼電器保護服務(wù)的主要作用為遠程傳輸電力輸送，這也是電力系統(tǒng)正常運行與管理的主要基礎(chǔ)，若要使電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行得到保證，使傳輸信道的可靠性得到提高，并保證誤碼率以及傳輸延遲減小。業(yè)務(wù)管理信息化特征突出，主要協(xié)調(diào)電力企業(yè)管理組織的內(nèi)部工作，該服務(wù)對路由操作有更嚴格的要求，關(guān)于延遲要求跟高，對于錯誤率的要求也比較高，如果使用相同的方法來分配路由，為了確保業(yè)務(wù)質(zhì)量，需要選擇更完整的業(yè)務(wù)路由，那么服務(wù)將占用更多優(yōu)質(zhì)資源，如果可以為兩個業(yè)務(wù)分配配置性能一般的業(yè)務(wù)路由，則無法保證業(yè)務(wù)安全性，如果路由目標相同且使用相同的分配方法，則路由應(yīng)用程序無法滿足業(yè)務(wù)需求，在電力通信網(wǎng)絡(luò)路由計算過程中，有必要根據(jù)每項業(yè)務(wù)的具體要求為業(yè)績指標分配不同的傳輸路由。

2.3網(wǎng)絡(luò)模型

為了抽象面向可靠性的電力OTN的路由優(yōu)化問題，首先定義電力光傳輸網(wǎng)拓撲為無向帶權(quán)圖G（V，E），其中V={v1，v2，...vn}為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點集合，E={e1，e2，...，em}為網(wǎng)絡(luò)中的無向邊集合，ek表示網(wǎng)絡(luò)中第k條邊。圖中任意一條連接節(jié)點vi和vj的邊eij上定義了一個二元組（P，L），Pe表示鏈路風險度（即光纖鏈路的失效概率），Le表示鏈路的長度，根據(jù)鏈路的長度，可以相應(yīng)地計算該光纖段的傳輸時延和信號功率衰減。然后定義網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)請求集合為S={S1，S2，...，SM），對于每一個業(yè)務(wù)請求Sk（k=1，2...M）定義了一個四元組（VsVdTsQ），分別表示該業(yè)務(wù)請求的起始節(jié)點、終止節(jié)點、時延約束和光信噪比約束。構(gòu)造上述網(wǎng)絡(luò)模型的目的是根據(jù)電力OTN業(yè)務(wù)請求，獲取一個滿足該業(yè)務(wù)請求的路徑集合，保證業(yè)務(wù)路由可用的同時滿足該業(yè)務(wù)的QoS約束。

2.4算法基本流程

參考文獻：

[1]連亦承.基于OSNR的電力OTN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路由優(yōu)化方法[D].北京郵電大學，2018.

（作者單位：內(nèi)蒙古電力（集團）有限責任公司

呼和浩特供電局信息通信處）