基于OSU的OTN技術(shù)在滇中引水工程中的部署策略

范璐璐，張延杰 ，王凌航，王婭萍，李奕柏，何 苗

(1.云南省滇中引水工程有限公司，昆明 650051； 2.融通地產(chǎn)(云南)有限責(zé)任公司，昆明 650032；3.云南省設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，昆明 650000)

1 研究背景

滇中引水工程是國務(wù)院確定的172項(xiàng)節(jié)水供水重大水利工程中的標(biāo)志性工程之首，其輸水工程總干線長664 km，受水區(qū)涉及大理、麗江、楚雄、昆明、玉溪、紅河共6個(gè)州(市)的36個(gè)縣(市、區(qū))。為使整個(gè)滇中引水工程達(dá)到現(xiàn)代化、智能化運(yùn)行管理水平，配套主體工程同步啟動(dòng)了“智慧滇中引水”工程。通信傳輸系統(tǒng)作為“智慧滇中引水”工程各項(xiàng)業(yè)務(wù)開展的基礎(chǔ)網(wǎng)，主要為本工程各級管理機(jī)構(gòu)、閘站、泵站及其他系統(tǒng)之間的語音、數(shù)據(jù)、視頻等各種信息傳遞提供高速可靠的傳輸通道[1]，為滇中引水工程實(shí)現(xiàn)智慧化工程運(yùn)行管理提供基礎(chǔ)性保障。

引調(diào)水工程的通信系統(tǒng)有多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)(Multi-Service Transport Platform，MSTP)、分組傳送網(wǎng)(Packet Transport Network，PTN)平臺(tái)、光傳送網(wǎng)(Optical Transport Network，OTN)平臺(tái)可供借鑒[2]。MSTP平臺(tái)是基于同步數(shù)字體系(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)技術(shù)的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)時(shí)分復(fù)用(Time Division Multiplexing，TDM)、分插復(fù)用(Add-Drop Multiplexer，ADM)、以太網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)接入，但存在帶寬利用率低、網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力差等問題。PTN平臺(tái)以分組業(yè)務(wù)為核心、支持多業(yè)務(wù)提供，秉承了光傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)優(yōu)勢，但PTN技術(shù)在支持網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)演進(jìn)方面存在局限性。傳統(tǒng)OTN平臺(tái)是目前比較主流的傳輸網(wǎng)絡(luò)，具有帶寬大、業(yè)務(wù)接入方便、網(wǎng)絡(luò)管理簡單和系統(tǒng)可靠穩(wěn)定的特點(diǎn)，限于其管道顆粒度大的弊端，無法靈活高效適配業(yè)務(wù)的多樣化需求[3-4]。為解決傳統(tǒng)OTN平臺(tái)問題，OTN系統(tǒng)采用分組、虛擬容器(Virtual Container，VC)[5]和光數(shù)據(jù)單元(Optical Data Unit，ODU)多平面疊加的方式來實(shí)現(xiàn)，但此方式引發(fā)多平面疊加技術(shù)復(fù)雜、運(yùn)維管理復(fù)雜、業(yè)務(wù)映射層級過多、實(shí)現(xiàn)成本高等新問題[6]。國內(nèi)外學(xué)者對大型引調(diào)水工程的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)需求提出新的技術(shù)路線和多種組合的技術(shù)理念。如唐士云等[7]在南水北調(diào)中線工程總干渠通信系統(tǒng)研究中采用了SDH技術(shù)；李全勝等[8]提出了利用光纖復(fù)合架空地線(Optical Fiber Composite Overhead GroundWire，OPGW)、基于MSTP技術(shù)建設(shè)南水北調(diào)西線一期工程專用光纖通信網(wǎng)的初步方案；辛貴升等[9]進(jìn)一步運(yùn)用了基于SDH技術(shù)的MSTP傳輸方式對南水北調(diào)東線骨干通信網(wǎng)進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)。光業(yè)務(wù)單元(Optical Service Unit，OSU)技術(shù)也成為未來傳送網(wǎng)的演進(jìn)方向[10]。目前，荊瑞泉等[11]、Bai[12]對基于OSU技術(shù)的OTN進(jìn)行了嵌合性技術(shù)研究。在此基礎(chǔ)上，國內(nèi)運(yùn)營商進(jìn)行了現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)驗(yàn)證，并將OSU技術(shù)運(yùn)用在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，如王通等[13]提出在高鐵通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中引入OSU技術(shù)并進(jìn)行運(yùn)用；Fan等[14]提出OTN傳輸技術(shù)在未來城域電力網(wǎng)中具有廣闊前景；Yang等[15]提出多業(yè)務(wù)光傳送網(wǎng)(Multi-Service Optical Transport Network,MS-OTN)有望為未來電力業(yè)務(wù)提供安全、可靠和靈活的傳輸。

在數(shù)字化新時(shí)期，數(shù)字孿生滇中引水工程的建設(shè)需求對工程的智慧化提出了巨大挑戰(zhàn)，實(shí)時(shí)傳輸大量數(shù)據(jù)的需求也對網(wǎng)絡(luò)傳輸能力提出了更高要求。鑒于OSU技術(shù)優(yōu)勢和大型水利工程智慧化建設(shè)需求，將兩者進(jìn)行結(jié)合，使得大型水利工程切合數(shù)字孿生建設(shè)新理念，具備新一代水利信息網(wǎng)的基礎(chǔ)條件，體現(xiàn)“智慧滇中引水”的智能建造和智慧運(yùn)營功能。本文創(chuàng)新性地將OSU技術(shù)引入引調(diào)水工程傳輸網(wǎng)絡(luò)，著重研究基于該技術(shù)的OTN網(wǎng)絡(luò)在滇中引水工程中的部署策略，以期對“智慧滇中引水”工程傳輸網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、實(shí)施提供指引。

2 基于OSU的OTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建

為解決OTN網(wǎng)絡(luò)承載小顆粒業(yè)務(wù)復(fù)雜、業(yè)務(wù)映射層級過多引發(fā)時(shí)延較高等問題，進(jìn)行基于OSU的OTN網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)建。保留傳統(tǒng)OTN硬管道、豐富的操作維護(hù)管理(Operation Administration and Maintenance，OAM)功能等優(yōu)勢的前提下，借用OSU技術(shù)可提供更細(xì)的時(shí)隙顆粒度、更簡潔的帶寬無損調(diào)整，和2 Mbps～100 Gbps速率業(yè)務(wù)的高效承載，使得OTN具備更加靈活的承載能力[16]。

2.1 OSU關(guān)鍵技術(shù)

2.1.1 基于PB的幀結(jié)構(gòu)劃分

OSU技術(shù)采用非固定時(shí)隙的凈荷方式劃分業(yè)務(wù)，即業(yè)務(wù)按照凈荷塊(Payload Block,PB)劃分，單個(gè)PB按最小2.6 Mbps進(jìn)行設(shè)置，業(yè)務(wù)被劃分為N×2.6 Mbps(N=1，2，3，4,…)顆粒，并映射封裝到OSU的定長幀中，此劃分形式可解決傳統(tǒng)OTN采用固定時(shí)隙劃分幀結(jié)構(gòu)的弊端。其中，OSU幀包括開銷(Overhead,OH)和凈荷區(qū)(Payload)，然后通過通道標(biāo)識符支路端口號(Tributary Port Number，TPN)進(jìn)入到新的容器,承載在光信道凈荷單元(Optical Channel Payload Unit,OPUk)中，如圖1所示[17]。圖中 FAS表示幀定位信號(Frame Alignment Signal)。

圖1 OSU幀結(jié)構(gòu)示意圖 Fig.1 Schematic diagram of OSU frame structure

2.1.2 簡化映射層次

將基于ODUk/PKT/VC的三混平臺(tái)演進(jìn)為基于純OSU的交叉功能。通過簡化映射層次，由原來的5層縮減為3層，業(yè)務(wù)→VC12(2M速率)→VC4(155M速率)→ODU1(2.5G速率)→ODU4(100G速率)→OTUCn，通過OTN承載后將簡化為業(yè)務(wù)→OSU→ODU4(100G速率)→OTUCn，具體如圖2所示?；贠SU的OTN網(wǎng)絡(luò)在交叉功能上將更加簡化，可解決傳統(tǒng)OTN封裝小顆粒業(yè)務(wù)映射層級過多的問題。

圖2 OSU封裝格式示意圖Fig.2 Schematic diagram of OSU packaging format

2.1.3 帶寬無損調(diào)整

OSU技術(shù)可根據(jù)業(yè)務(wù)實(shí)際大小，靈活配置容器的容量，后期隨著業(yè)務(wù)容量的變化可向上或向下做帶寬無損調(diào)整[18]。源端調(diào)整PB數(shù)量后，宿端可自動(dòng)適配源端調(diào)整，無需整體鏈路同步操作。運(yùn)用OSU技術(shù)簡化調(diào)整流程，可解決傳統(tǒng)OTN設(shè)備有損調(diào)整及調(diào)整流程復(fù)雜的問題，實(shí)現(xiàn)更大調(diào)整范圍、更快調(diào)整時(shí)間的功能。

2.2 OSU-OTN技術(shù)應(yīng)用于引調(diào)水工程的特點(diǎn)

引調(diào)水工程中需要傳輸各類監(jiān)測數(shù)據(jù)、 運(yùn)行數(shù)據(jù)， 包括傳輸實(shí)時(shí)、 非實(shí)時(shí)、 高速、 低速數(shù)據(jù)。 將基于OSU技術(shù)構(gòu)建的OTN引入引調(diào)水工程通信傳輸網(wǎng)絡(luò)， 結(jié)合OSU的關(guān)鍵技術(shù)， 可以實(shí)現(xiàn)以下傳輸特點(diǎn)。

(1)提高顆粒度的靈活性?；贠SU的OTN系統(tǒng)支持2M、10/100M、100M STM-N(同步傳輸模塊n級)等小顆粒業(yè)務(wù)接口，實(shí)現(xiàn)各類業(yè)務(wù)直接通過OTN平面的承載，滿足引調(diào)水工程數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇蟛糠謽I(yè)務(wù)對顆粒度的要求。結(jié)合未來云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、5G、AI、物聯(lián)網(wǎng)、智能裝備等在引調(diào)水工程中的應(yīng)用需求，該技術(shù)同時(shí)具備FE/GE/10GE等以太分組接口，并能支持50G/100G接口，滿足未來工程上新一代信息技術(shù)的承載需求。

(2)提高帶寬利用率和連接數(shù)。OSU作為一種新的低階容器可以復(fù)用到現(xiàn)有OTN體系的ODUk中，采用OSU/ODU4的單級映射，一個(gè)ODU4最多可以支持1 000個(gè)10Mbps級別的OSU連接，相比于傳統(tǒng)OTN最大支持80個(gè)時(shí)隙的局限性得到了極大的提升[18]。將OTN管道帶寬最大化利用，達(dá)到多點(diǎn)位、多業(yè)務(wù)的有效承載部署。

(3)降低時(shí)延。基于OSU的OTN系統(tǒng)支持任意速率的接入，通過簡化映射層次，端到端電路時(shí)延相比采用傳統(tǒng)OTN技術(shù)降低約70%[17]，可保障引調(diào)水系統(tǒng)控制及調(diào)度的及時(shí)性。

(4)物理隔離。提供剛性硬管道，實(shí)現(xiàn)調(diào)度、監(jiān)控、辦公等業(yè)務(wù)的100%物理隔離，提升引調(diào)水工程統(tǒng)一承載的安全性。

(5)快速無損帶寬調(diào)整。與傳統(tǒng)的靈活速率光數(shù)字單元(ODUflex)的帶寬有損調(diào)整機(jī)制相比，基于OSU的業(yè)務(wù)帶寬采用無損調(diào)整，經(jīng)現(xiàn)網(wǎng)測試端到端業(yè)務(wù)調(diào)整時(shí)間<15 s，相較于ODUflex分鐘級的調(diào)整時(shí)間達(dá)到量級上的優(yōu)化，使得調(diào)整時(shí)間更短、調(diào)整顆粒更加精細(xì)，有效實(shí)現(xiàn)調(diào)水傳輸系統(tǒng)承載各業(yè)務(wù)的帶寬實(shí)現(xiàn)智能、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)調(diào)整。

(6)簡化運(yùn)營維護(hù)。由傳統(tǒng)的ODU、VC、以太網(wǎng)3個(gè)平面分離承載向ODU/OSU統(tǒng)一承載演進(jìn)，簡化了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營維護(hù)。

結(jié)合上述OSU-OTN傳輸特點(diǎn)，將MSTP、PTN、傳統(tǒng)OTN及OSU-OTN在承載業(yè)務(wù)方面進(jìn)行總結(jié)對比，如表1所示?？梢缘贸?，相對于其他幾種傳輸技術(shù)，OSU-OTN能充分滿足引調(diào)水工程低時(shí)延、多業(yè)務(wù)類型、智能化要求高的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，能夠充分滿足各類數(shù)據(jù)傳輸、服務(wù)調(diào)用的需要，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜條件下信息采集終端接入引調(diào)水工程信息采集網(wǎng)的能力，為引調(diào)水工程通信傳輸提供了適應(yīng)未來的技術(shù)保障。

表1 不同承載技術(shù)對比Table 1 Comparison of different bearing technologies

3 滇中引水工程應(yīng)用部署策略

以滇中引水工程的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)為例進(jìn)行規(guī)劃部署，進(jìn)一步研究基于OSU的OTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)用于引調(diào)水工程的適用性。

3.1 三網(wǎng)融合部署

將控制專網(wǎng)、業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)、業(yè)務(wù)外網(wǎng)三網(wǎng)融合，打造“滇中引水一張網(wǎng)”。采用基于OSU的光切片技術(shù)，提供物理隔離的剛性硬管道，實(shí)現(xiàn)滇中引水工程的三網(wǎng)統(tǒng)一承載、安全隔離，避免了多套網(wǎng)絡(luò)的重復(fù)建設(shè)。專網(wǎng)主要對閘(電)站進(jìn)行水量調(diào)度及運(yùn)行控制，并滿足其較高的傳輸時(shí)延要求；業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)承載主要應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息，如視頻監(jiān)控系統(tǒng)、融合指揮與視頻會(huì)商平臺(tái)及水文、防汛和水資源保護(hù)信息等，以解決傳輸帶寬占用較大問題；業(yè)務(wù)外網(wǎng)主要應(yīng)用于內(nèi)部辦公和對外網(wǎng)絡(luò)訪問。各站點(diǎn)控制專網(wǎng)、業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)、業(yè)務(wù)外網(wǎng)的業(yè)務(wù)，就近接入無源光網(wǎng)絡(luò)或者OTN網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸后，將業(yè)務(wù)雙發(fā)至核心OTN環(huán)的調(diào)度中心，如圖3所示。界定融合后的三網(wǎng)安全部署，提高了滇中引水調(diào)水網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)籌性、安全性、可靠性與穩(wěn)定性。

圖3 滇中引水工程通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.3 Structure of communication system in Central Yunnan Water Diversion Project

3.2 接口類型部署

為達(dá)到高速、可靠的傳輸目的，并兼顧整個(gè)滇中引水?dāng)?shù)據(jù)中心異地容災(zāi)的需求，將滇中引水工程的傳輸系統(tǒng)進(jìn)行接口類型部署，如表2所示。作為滇中引水工程各種業(yè)務(wù)信息的公用傳送平臺(tái)，通信傳輸系統(tǒng)須統(tǒng)籌考慮總公司、各分公司、管理處、閘站等各級管理機(jī)構(gòu)站點(diǎn)之間的語音、數(shù)據(jù)、圖像等各種信息業(yè)務(wù)。

表2 傳輸系統(tǒng)接口類型部署Table 2 Interface types of transmission system

3.3 站點(diǎn)部署

結(jié)合未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)“扁平化”趨勢，以及各類業(yè)務(wù)承載需求，制定工程站點(diǎn)部署策略：

(1)采用主備雙核心設(shè)計(jì)。源頭泵站石鼓到總公司的多段地理位置重要，且環(huán)境條件惡劣，基于可靠性提升的角度，將總公司作為全線用水調(diào)度的主體(主調(diào)中心)，石鼓作為總調(diào)的備份節(jié)點(diǎn)(備調(diào)中心)，保障石鼓-主調(diào)中心線路中出現(xiàn)雙纖中斷時(shí)可啟用備調(diào)中心保障調(diào)度通暢，達(dá)到主備雙核心設(shè)計(jì)需求。

(2)節(jié)點(diǎn)布置。根據(jù)全線光纜線路的距離，結(jié)合站點(diǎn)的重要性，選擇總公司(主調(diào)中心)、石鼓(備調(diào)中心)和沿線9個(gè)重要閘站作為核心節(jié)點(diǎn)，如圖3所示，其余相近閘站的業(yè)務(wù)信息作為接入節(jié)點(diǎn)就近接入。

3.4 組網(wǎng)方式部署

OTN在網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有鏈、環(huán)、MESH3種，如表3所示。根據(jù)3種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的光纖消耗和組網(wǎng)成本的要求，優(yōu)選光纖環(huán)網(wǎng)方案，進(jìn)行光纖沿渠兩側(cè)布放的成環(huán)設(shè)計(jì)，依據(jù)工程閘站的總體布置特點(diǎn)，通信站點(diǎn)分布呈線形鏈狀，以實(shí)現(xiàn)低成本、易實(shí)施、高可靠的組網(wǎng)拓?fù)洹?/p>

表3 OTN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對比Table 3 Comparison of OTN topology

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和建設(shè)具體分述如下：

(1)根據(jù)輸水干線建筑型式和光纜結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)置為“核心層+接入層模式”，如圖4所示。

圖4 滇中引水工程傳輸OTN組網(wǎng)Fig.4 Networking of OTN in Central Yunnan Water Diversion Project

(2)核心層網(wǎng)絡(luò)搭建。將光纜核心層線路沿輸水干線的兩側(cè)建設(shè)，構(gòu)成核心層光纖傳輸平臺(tái)環(huán)網(wǎng)。核心層網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)完成各核心節(jié)點(diǎn)間的業(yè)務(wù)匯聚，為數(shù)據(jù)提供傳輸通道。核心層設(shè)置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)11個(gè)，采用40×100 Gbps的OTN設(shè)備組網(wǎng)，可升級至80波，分為上游側(cè)核心層環(huán)一和下游側(cè)核心層環(huán)二。上游側(cè)核心層環(huán)網(wǎng)由石鼓泵站(備調(diào)中心)、主調(diào)中心和6個(gè)重要閘站節(jié)點(diǎn)組成，下游側(cè)核心層環(huán)網(wǎng)由主調(diào)中心和3個(gè)重要閘站節(jié)點(diǎn)組成。

(3)接入層光纜沿輸水線路建設(shè)。連接多個(gè)接入點(diǎn)后，選擇相鄰兩個(gè)核心節(jié)點(diǎn)同時(shí)接入實(shí)現(xiàn)環(huán)路保護(hù)。接入層網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)完成節(jié)點(diǎn)接入、匯聚和轉(zhuǎn)接，將來自接入層的業(yè)務(wù)匯聚到核心層。根據(jù)節(jié)點(diǎn)間的電路需求，匯聚層傳輸系統(tǒng)采用10 Gbps的OTN設(shè)備組成自愈環(huán)網(wǎng)，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，其相臨業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)可以通過另一個(gè)方向傳輸。

考慮整個(gè)輸調(diào)水線路的傳輸可靠性要求較高，在石鼓-調(diào)度中心-新坡背租用一條100M運(yùn)營商專線備用，保證在環(huán)網(wǎng)業(yè)務(wù)不可達(dá)的情況下實(shí)現(xiàn)對站點(diǎn)的控制。

3.5 業(yè)務(wù)承載部署

通過上述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)部署，低速率業(yè)務(wù)、分組業(yè)務(wù)和新業(yè)務(wù)通過適配及映射到OSU容器中，可以直接復(fù)用到高階ODUk/OTUk進(jìn)行傳送。以智能水量調(diào)度系統(tǒng)的視頻監(jiān)控為例，利用人工智能算法對視頻數(shù)據(jù)中的有效信息自動(dòng)提取并進(jìn)行智能分析反饋，通信傳輸單路按10M帶寬計(jì)算，OTN平面直接提供OSU來承載映射該業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控點(diǎn)到調(diào)度中心的小顆粒管道直達(dá)，滿足時(shí)延低的要求，同時(shí)和其他業(yè)務(wù)進(jìn)行物理隔離，確保相互不受影響，體現(xiàn)未來網(wǎng)絡(luò)長期演進(jìn)所需的可擴(kuò)展性。

3.6 網(wǎng)絡(luò)保護(hù)部署

將OTN系統(tǒng)設(shè)置成雙光纖組成的環(huán)網(wǎng)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生斷纖、斷電等故障時(shí)，總能形成一個(gè)新的路由保證故障部位以外的部分繼續(xù)正常運(yùn)行[19]，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和恢復(fù)的作用。梳理出4種典型網(wǎng)絡(luò)故障情形及相應(yīng)保護(hù)措施如表4及圖5所示。

表4 典型網(wǎng)絡(luò)故障及保護(hù)措施Table 4 Typical network failures and protection measures

圖5 OTN網(wǎng)絡(luò)典型故障情況Fig.5 Typical fault conditions of OTN

3.7 對接方案部署

滇中引水工程涉及總干渠、干渠及分支渠之間傳輸網(wǎng)絡(luò)的對接，須統(tǒng)籌考慮整個(gè)傳輸?shù)撵`活性、擴(kuò)展性及傳輸業(yè)務(wù)質(zhì)量等因素。梳理數(shù)據(jù)通信對接和傳輸線路對接兩種方式進(jìn)行比較分析，如表5所示。

從表5可知，采用傳輸線路側(cè)對接方式具有控制效率高、時(shí)延低、可擴(kuò)展性的優(yōu)勢，同時(shí)利用其傳輸靈活的特點(diǎn)，可同時(shí)支持波道穿通和上下業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)在光波道穿通、客戶側(cè)對接、數(shù)據(jù)通信設(shè)備對接之間靈活切換。

總干渠、干渠及分支渠之間的傳輸系統(tǒng)選擇就近站點(diǎn)接入原則，在同一機(jī)房內(nèi)使用不少于2個(gè)客戶側(cè)端口直接對接站點(diǎn)業(yè)務(wù)，通過端口和節(jié)點(diǎn)冗余備份來增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)可靠性，傳輸網(wǎng)絡(luò)對接示意如圖6所示。

圖6 傳輸網(wǎng)絡(luò)線路側(cè)對接示意圖Fig.6 Schematic diagram of line-side connection in transmission network

3.8 智慧管理部署

3.8.1 分權(quán)分域管理

賦予總局、 分局、 管理處等不同單位對指定光網(wǎng)絡(luò)資源的管理權(quán)限， 通過按站點(diǎn)、 網(wǎng)元、 單板、 客戶側(cè)端口、 線路側(cè)鏈路等進(jìn)行權(quán)限劃分， 實(shí)現(xiàn)分權(quán)分域管理一張傳輸網(wǎng)絡(luò) ，提高調(diào)水管理的網(wǎng)絡(luò)化及智能化。

3.8.2 故障模擬管理

通過光網(wǎng)設(shè)備、光纖等光資源在地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,GIS)地圖上進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，對其進(jìn)行監(jiān)控和故障定位，在線模擬割接場景。針對光通路層(Optical Channel Layer Network，OCh)和光傳輸段層(Optical Transmission Section Layer Network，OTS)兩類重大故障采用人工智能(Artificial Intelligence,AI)預(yù)測算法，提高光性能健康預(yù)警能力，實(shí)現(xiàn)工程的智慧化運(yùn)營[20]。

4 結(jié) 論

(1)當(dāng)前引調(diào)水工程通信傳輸網(wǎng)絡(luò)采用的技術(shù)路線存在諸多局限， 難以滿足水利工程“數(shù)字孿生”建設(shè)對網(wǎng)絡(luò)智慧化的需求。 本文提出基于OSU的OTN技術(shù)構(gòu)建引調(diào)水工程的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)， 以“智慧滇中引水”工程傳輸網(wǎng)絡(luò)為研究對象， 從8個(gè)方面研究并構(gòu)建了滇中引水通信傳輸系統(tǒng)。

(2)部署研究結(jié)果可有效解決采用傳統(tǒng)技術(shù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)存在的承載小顆粒業(yè)務(wù)復(fù)雜、業(yè)務(wù)映射層級過多引發(fā)的時(shí)延較高等問題，是構(gòu)建安全實(shí)用、智慧高效的智慧滇中引水工程通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的可行策略，為引調(diào)水工程的智慧化傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供了新的方法和思路，也為最終實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生水利工程提供基礎(chǔ)性支撐條件。