OTN技術(shù)在電力通信應(yīng)用的分析

楊曉桐

中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)黑龍江省電力設(shè)計(jì)院有限公司 黑龍江哈爾濱 150000

“新基建”的加速啟動(dòng)，必將大力刺激中國(guó)經(jīng)濟(jì)，5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)也將迎來更廣闊的發(fā)展前景。在物聯(lián)網(wǎng)方面，大量的數(shù)據(jù)采集和傳輸是必不可少的。這就對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)的提出了大帶寬、高速率的要求。OTN技術(shù)在傳輸網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用，滿足了多種業(yè)務(wù)的需求，在未來有廣闊的應(yīng)用前景[1]。

1 OTN網(wǎng)絡(luò)的定義

OTN一詞由ITU-T定義。OTN技術(shù)能在光域內(nèi)進(jìn)行完成業(yè)務(wù)信號(hào)傳送、復(fù)用、監(jiān)控，并保證其性能指標(biāo)和生存性，許多SDH、WDM傳送網(wǎng)功能和系統(tǒng)原理都可運(yùn)用到OTN網(wǎng)絡(luò)中。

雖然0TN技術(shù)融合了的SDH和WDM兩種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，有能力替代SDH和WDM獨(dú)立存在，但是目前它的規(guī)模應(yīng)用過程還不太完善，因此，還需要保持0TN和SDH、WDM的共存和互通。而為了實(shí)現(xiàn)三種技術(shù)的共存，OTN中的數(shù)字封裝技術(shù)起著重要的作用。作為OTN中的一種新技術(shù)，能在城域和核心網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)建OTN客戶端連接。

2 OTN網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)

OTN網(wǎng)絡(luò)其主要優(yōu)勢(shì)有以下幾點(diǎn)：

（1）標(biāo)準(zhǔn)層次結(jié)構(gòu)：OTN層次結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)包括多路復(fù)用層次結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確定義了低速率信號(hào)如何升入更高速率的有效載荷。這使得WDM平臺(tái)能夠直接在10Gbps、40Gbps或100Gbps傳輸網(wǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)移至低速率服務(wù)，而無(wú)需外部波長(zhǎng)解復(fù)用和手動(dòng)互連。

（2）傳輸容量擴(kuò)展：電力網(wǎng)部署OTN網(wǎng)絡(luò)可以利用現(xiàn)有光纜網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的服務(wù)，為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和寬帶業(yè)務(wù)接入網(wǎng)絡(luò)提供高容量的基礎(chǔ)架構(gòu)。還滿足網(wǎng)絡(luò)扁平化的需求[2]。

（3）降低成本：OTN網(wǎng)絡(luò)能在單個(gè)波長(zhǎng)上傳輸多個(gè)客戶端，并保留其特定要求，能在確保有效的帶寬利用率的同時(shí)降低總體傳輸成本。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，光纜建設(shè)成本較高，這部分成本包括光纜鋪設(shè)成本和光纜維護(hù)成本。在光纜傳輸距離大于 25 公里時(shí)，業(yè)務(wù)承載在光纜上的運(yùn)營(yíng)成本要高于業(yè)務(wù)在波分系統(tǒng)上承載。

（4）調(diào)度的靈活性：構(gòu)建OTN網(wǎng)絡(luò)不僅可以支持當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)傳輸所需的技術(shù)，而且還能根據(jù)業(yè)務(wù)的需要為未來做準(zhǔn)備，通過端到端調(diào)度輕松擴(kuò)展到環(huán)網(wǎng)和網(wǎng)狀網(wǎng)。

（5）透明傳輸：透明傳輸對(duì)于 對(duì)于提供多業(yè)務(wù)傳送的服務(wù)提供商非常重要，OTN的透明性使網(wǎng)絡(luò)可以在不干擾客戶端時(shí)序的情況下承載任何服務(wù)，包括以太網(wǎng)、存儲(chǔ)、數(shù)字視頻以及SONET/ SDH等。

3 傳輸網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)

傳輸網(wǎng)絡(luò)按地域?qū)哟慰蓜澐譃殚L(zhǎng)途干線和城域網(wǎng)線路。長(zhǎng)途干線又可劃分為一干傳輸網(wǎng)絡(luò)，二干傳輸網(wǎng)絡(luò)。城域網(wǎng)線路又可劃分為匯聚層和接入層。

匯聚層包括中心節(jié)點(diǎn)，接入層。在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中我們通常稱之為本地網(wǎng)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)。用于接入本地 OLT 設(shè)備和大客戶設(shè)備。

4 省級(jí)電力OTN網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)方案

一個(gè)省級(jí)的電力OTN網(wǎng)絡(luò)可參照以下原則進(jìn)行建設(shè)：

（1）統(tǒng)籌考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、接口速率以及投資因素，新建干線OTN系統(tǒng)考慮選用80×400Gb/s 或80×100Gb/s，二級(jí)干線OTN 系統(tǒng)考慮80×100Gb/s或40×100Gb/s。二級(jí)干線OTN系統(tǒng)建設(shè)初期可以考慮建設(shè)40×100Gb/s系統(tǒng)，但建議設(shè)備可平滑升級(jí)為80×100Gb/s系統(tǒng)。

（2）根據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)需求擴(kuò)容、新建系統(tǒng)，增加承載容量新建的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)積極采用OTN 功能，實(shí)現(xiàn)子波長(zhǎng)調(diào)度等OTN組網(wǎng)功能，OTN功能主要應(yīng)用多顆粒的交叉、調(diào)度與管理、網(wǎng)管功能等，減少樞紐節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)配置、維護(hù)工作量全面推廣建設(shè)40/80×40G/100G 波分平臺(tái)，進(jìn)一步增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)能力，通過10G、40G、100G 混合傳輸滿足不同顆粒電路的需求；跟蹤并適時(shí)引入ASON 控制平面和恢復(fù)技術(shù)及100G 接口技術(shù)。

（3）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)安排合理，最大限度地利用目前已有的網(wǎng)絡(luò)資源，兼顧 SDH 的傳送網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，近期靈活運(yùn)用OTN+PTN傳送技術(shù)。遠(yuǎn)期建設(shè) 40/80×40G/100G 波分平臺(tái)，進(jìn)一步增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)能力，通過 10G、40G、100G 混合傳輸滿足不同顆粒電路的需求；跟蹤并適時(shí)引入 ASON 控制平面和恢復(fù)技術(shù)及 100G 接口技術(shù)。

5 OTN網(wǎng)絡(luò)需要改進(jìn)的方面

OTN網(wǎng)絡(luò)由于光路并不是在每個(gè)站點(diǎn)都落業(yè)務(wù)，在設(shè)計(jì)及改動(dòng)原有OTN網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要核算全網(wǎng)光路，以確保整個(gè)OTN網(wǎng)絡(luò)的暢通。但電網(wǎng)并不是一個(gè)一成不變的網(wǎng)絡(luò)，隨著電網(wǎng)不斷建設(shè)發(fā)展，光纜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，例如，新建一個(gè)變電站“π”入原有A變電站到B變電站的線路中，致使原有A、B兩變電站之間光纜長(zhǎng)度變長(zhǎng)，可能導(dǎo)致原有A、B兩變電站的OTN設(shè)備的通信出現(xiàn)問題，需要更換原變電站OTN設(shè)備的光放大器模塊和色散補(bǔ)償模塊。再比如，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時(shí)，局部光纜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化，導(dǎo)致需要增加中間OLA光放站，且需要為相關(guān)站點(diǎn)更換光放大模塊及色散模塊。相比較于SDH設(shè)備的對(duì)光纜衰耗的冗余度，OTN網(wǎng)絡(luò)顯得有些“嬌氣”[3]。這個(gè)“嬌氣”使得OTN網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)成本大幅提高。為避免頻繁更換光放大器模塊及色散補(bǔ)償模塊所帶來的麻煩，需要在設(shè)計(jì)時(shí)盡量考慮增大余度，增強(qiáng)OTN網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)健性。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，OTN技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，有大帶寬、高速率等優(yōu)勢(shì)，也有對(duì)光纜衰耗冗余度不高的劣勢(shì)，需要各廠家及設(shè)計(jì)院開發(fā)及設(shè)計(jì)OTN設(shè)備時(shí)，考慮增加冗余度，使OTN網(wǎng)絡(luò)在遇到電網(wǎng)光纜變化時(shí)，有更強(qiáng)的適應(yīng)性。