OTN 技術(shù)在電力通信傳輸中的運用研究分析

戰(zhàn)奎安

（國網(wǎng)新源控股有限公司檢修分公司，北京 100000）

0 引 言

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展進步，電力通信傳輸?shù)陌踩允艿搅烁嗟年P(guān)注。需要結(jié)合設(shè)計要求，打造完整的光傳送網(wǎng)（Optical Transport Network，OTN）技術(shù)運行方案，以光網(wǎng)絡(luò)分布為基礎(chǔ)，結(jié)合通信規(guī)范合理控制OTN 技術(shù)要點，構(gòu)建完整的通信體系，從而滿足通信網(wǎng)對性能以及容量的具體需求，更好地搭建穩(wěn)定和安全的通信傳輸管理平臺，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益和諧統(tǒng)一的目標(biāo)。

1 電力通信傳輸中OTN 技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

（1）有效提高電力通信傳輸體系的完整性。OTN技術(shù)以同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）技術(shù)為基礎(chǔ)，融合了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口、物理層以及網(wǎng)絡(luò)層，依據(jù)相關(guān)技術(shù)有效構(gòu)建了完整的運行框架，從而更好地維護電力通信傳輸?shù)姆€(wěn)定性，能夠為業(yè)務(wù)靈活化運行以及便捷化維護提供良好的保障[1]。

（2）OTN 技術(shù)的可靠性較高，利用光層恢復(fù)的方式，能夠很好地實現(xiàn)電層子網(wǎng)連接保護（SubNetwork Connection Protection，SNCP）。與傳統(tǒng)技術(shù)體系相比，OTN 技術(shù)能夠優(yōu)化信息傳輸過程的真實性，支持多點故障管理，依據(jù)電信分級要求順利開展保護工作。

2 OTN 技術(shù)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系

2.1 OTN 技術(shù)與WDM 技術(shù)的關(guān)系

基于我國電力系統(tǒng)通信傳輸管理情況，國內(nèi)現(xiàn)網(wǎng)波分復(fù)用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）的部署量較大，建立線性系統(tǒng)的同時，個別區(qū)域利用固定光分插復(fù)用器（Optical Add-Drop Multiplexer，OADM）節(jié)點完成對環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的處理。受到早期技術(shù)參數(shù)的限制，WDM 網(wǎng)絡(luò)在調(diào)度方面能力較弱，要想建立更加可行的傳輸體系，就需要建立基于OTN 技術(shù)的WDM 網(wǎng)絡(luò)模式，擴展現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)的可行性，提高WDM 網(wǎng)絡(luò)調(diào)度的靈活性和電力通信傳輸?shù)谋Ｗo水平。OTN 技術(shù)對WDM 技術(shù)具體影響如下。

（1）OTN 技術(shù)能實現(xiàn)波分設(shè)備抽象化處理。在波分設(shè)備中，結(jié)合不同單元的工作方式，能夠?qū)I(yè)務(wù)傳送到多個層級結(jié)構(gòu)，每個層級對應(yīng)特定的信號格式，具有特殊幀格式的信號為光信道（Optical Channel，OCh）層。利用光線路處理后的信號就能定義光傳送段層（Optical Transmission Sectionlayer，OTS）。

（2）WDM 是面向傳送層的技術(shù)方案，而OTN技術(shù)更加關(guān)注傳送層的功能，因此OTN 技術(shù)是WDM技術(shù)升級的重要方向。傳統(tǒng)的WDM 設(shè)備在信號結(jié)構(gòu)方面缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，利用業(yè)務(wù)完成“光-電-光”的非特定波長轉(zhuǎn)換。OTN 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置后，由于該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)非常適用于WDM，因此能夠建立設(shè)備互聯(lián)互通體系，同時維持設(shè)備的運行效果[2]。

2.2 OTN 技術(shù)與SDH 技術(shù)的關(guān)系

與OTN 技術(shù)相比，SDH 技術(shù)更加側(cè)重于接入層和匯聚層的業(yè)務(wù)要求。OTN 技術(shù)設(shè)計的初衷，就是將SDH 技術(shù)作為凈荷有效封裝在OTN 中，從而更好地彌補SDH 在面向傳送層時的功能缺失，更好地提高維護管理的實效性，確保應(yīng)用效能滿足要求[3]。因此，在局部范圍內(nèi)建設(shè)以O(shè)TN 技術(shù)為基礎(chǔ)的線路系統(tǒng)和具備電交叉連接功能的OTN 設(shè)備，能更好地擴大OTN 技術(shù)的地理覆蓋范圍。同時，借助適配的光調(diào)制解調(diào)器，能夠保證OTN 通路層鏈路適配SDH 通道，滿足線路系統(tǒng)和層級結(jié)構(gòu)運行控制的雙重要求。

3 電力通信傳輸中OTN 技術(shù)的應(yīng)用要點

目前，對OTN 技術(shù)的研究主要集中在智能光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)大顆粒寬帶業(yè)務(wù)傳送方面。未來，傳送網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展核心是落實和開展國家干線光傳送網(wǎng)、區(qū)域干線光傳送網(wǎng)以及本地光傳送網(wǎng)等方面的研究工作，為運營商營造更加科學(xué)穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)控制平臺，從而全面拓展業(yè)務(wù)市場[4]。

3.1 設(shè)備類型選擇

支持《光傳送網(wǎng)（OTN）接口》（YD/T 1462—2011）標(biāo)準(zhǔn)接口的OTN 設(shè)備被廣泛使用，具備光交叉功能的OTN 設(shè)備、基于光通路數(shù)據(jù)單元（Optical channel Data Unit，ODUk）電交叉以及基于光電混合交叉的OTN 設(shè)備也被陸續(xù)推廣[5]。基于OTN 技術(shù)的特點，不僅要建立完整的維護管理模式，還要結(jié)合不同類型的OTN 設(shè)備實現(xiàn)多種組網(wǎng)形態(tài)和保護控制。例如，基于光交叉的可重構(gòu)光分插復(fù)用器（Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer，ROADM）設(shè)備能夠應(yīng)用于波長調(diào)度工作，實現(xiàn)子網(wǎng)內(nèi)部操作，更好地提高電力通信傳輸?shù)臅r效性。其最大容量能達到8～9個維度，單維度支持80 波波長，能夠提高組網(wǎng)靈活性，并進一步降低光電交換組網(wǎng)的成本耗損。

此外，支持電交叉功能的OTN 設(shè)備能夠支持波長和子波長調(diào)度工作，維持大容量節(jié)點組網(wǎng)運行管理的科學(xué)性，提高階段性信息傳輸控制的水平。同時，實際組網(wǎng)中，支持光電混合調(diào)度功能的OTN 設(shè)備對大容量傳送帶寬的應(yīng)用場景具有普適性。

3.2 組網(wǎng)應(yīng)用

OTN 技術(shù)應(yīng)用過程中，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部信號格式能夠維持統(tǒng)一，實現(xiàn)多個特定波長合波后信號的協(xié)同管理，并且每個特定的波長都能在電層內(nèi)形成穩(wěn)定的特定幀運行體系，確保實際處理控制效果更加合理。光線路運行匯總方面，以O(shè)TN 標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的光線路信號稱為光終端復(fù)用器（Optical Termination Multiplexer，OTM）信號。開展信息傳輸時，將每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點信號統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為OTM 信號，從而實現(xiàn)信號的實時傳遞和管理[6]。信號轉(zhuǎn)換如圖1 所示。

圖1 信號轉(zhuǎn)換

3.2.1 波分系統(tǒng)OTN 化

目前，結(jié)合相關(guān)調(diào)研數(shù)據(jù)可知，我國主流廠家對波分系統(tǒng)的研究主要集中于在線路側(cè)利用OTN 接口方面，并且能建立不同系統(tǒng)互通的處理體系。若在WDM 系統(tǒng)中應(yīng)用OTN 接口，則能更好地完成波長通道端到端的性能監(jiān)督檢測，維持整體應(yīng)用控制體系的科學(xué)性，實現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用管理，確保大容量OTN 交叉設(shè)備運行穩(wěn)定。因此，標(biāo)準(zhǔn)OTN 域間信息互通的接口也是波分系統(tǒng)發(fā)展的主要方向。

3.2.2 長途網(wǎng)

基于IP 網(wǎng)絡(luò)資源綜合應(yīng)用的管理目標(biāo)，要在優(yōu)化中繼電路利用率的基礎(chǔ)上，更好地發(fā)揮相應(yīng)技術(shù)的優(yōu)勢，以實現(xiàn)大容量OTN 交叉設(shè)備綜合控制的目標(biāo)，確保業(yè)務(wù)響應(yīng)處理工作能夠順利開展[7]。長途網(wǎng)承載了業(yè)務(wù)上下傳送等內(nèi)容，無須建立復(fù)雜的業(yè)務(wù)調(diào)度以及交叉處理，因此在推廣使用OTN 技術(shù)的過程中，長途網(wǎng)設(shè)備支持光轉(zhuǎn)換單元（Optical Transform Unit，OTU）級別單通道命令行界面（Command-Line Interface，CLI），同時能夠建立光監(jiān)控信道管理模式、開銷管理模式、波長上下監(jiān)管模式等，配合相應(yīng)的技術(shù)處理要求和裝配體系，更好地滿足組網(wǎng)控制的基本要求。

此外，OTN 交叉設(shè)備的應(yīng)用不僅能夠優(yōu)化現(xiàn)有IP 網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)模式，還能打造更加可靠科學(xué)的運行控制體系，節(jié)省大量路由器的安裝數(shù)量，并且為IP 承載網(wǎng)絡(luò)成本的縮減提供保障。實際應(yīng)用體系中，IP 網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接業(yè)務(wù)無須利用路由器進行中轉(zhuǎn)處理，配合使用OTN 設(shè)備就能保證傳輸層信息傳遞的可控性，并節(jié)約路由器接口數(shù)量，維持實時性應(yīng)用控制管理的科學(xué)性。其中，OTN 設(shè)備的靈活性保護功能還能解決IP 網(wǎng)絡(luò)繼電器故障問題，為優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)生存性創(chuàng)設(shè)良好的技術(shù)運行體系，為鏈路利用率的進一步提升提供保障。

3.2.3 城域網(wǎng)

電力信息通信傳輸體系中，城域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用模式更加復(fù)雜，對應(yīng)的市場競爭壓力也會增加，為更好地滿足光纖利用率的應(yīng)用要求，在城域網(wǎng)中推廣OTN 波分系統(tǒng)能有效維護運行的可控性。基于OTN交叉設(shè)備，利用OADM 能夠有效實現(xiàn)波長級調(diào)度和保護工作的目標(biāo)，配合OTN 交叉設(shè)備實現(xiàn)有效調(diào)度，為建網(wǎng)管理提供支持。同時，IP 數(shù)據(jù)網(wǎng)和傳輸網(wǎng)分項處理能夠更好地緩解核心網(wǎng)數(shù)據(jù)激增的壓力，降低光纖資源消耗造成的影響，并保證城域核心網(wǎng)設(shè)備應(yīng)用控制效果最優(yōu)化。

一方面，OTN 光電交叉設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)波長的靈活交叉和連接控制，OTN 電交叉設(shè)備則能有效實現(xiàn)墊層對子波長的交叉處理，提高組網(wǎng)的靈活性和波長復(fù)用的便捷性，同時為端對端業(yè)務(wù)調(diào)度處理工作的落實創(chuàng)設(shè)良好的技術(shù)平臺。另一方面，IP 網(wǎng)絡(luò)部分轉(zhuǎn)接業(yè)務(wù)體系借助OTN 設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸層信息的實時性轉(zhuǎn)化處理，不僅能夠節(jié)約路由器接口資源，還能保證路由器容量可控規(guī)范，更好地維系組網(wǎng)運行的靈活性和便捷性。結(jié)合智能平面，能夠有效實現(xiàn)OCh/ODUk 自動連接，保證配置管理的科學(xué)性，并且能夠維護光傳送網(wǎng)動態(tài)分配和靈活控制帶寬資源的效果，為無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)保護以及恢復(fù)功能的落實奠定基礎(chǔ)。

隨著電力系統(tǒng)發(fā)展進步，OTN 技術(shù)逐漸替代了傳統(tǒng)的WDM 技術(shù)以及SDH 技術(shù)，并且向著傳送網(wǎng)多元應(yīng)用的方向發(fā)展，更好地建立技術(shù)融合控制模式。例如，某OTN 試驗網(wǎng)中，設(shè)置5 個骨干層節(jié)點，節(jié)點之間的線路傳輸速率為10 Gb/s，光纖類型為G.652，依據(jù)不同光放段距離和光放段衰減參數(shù)完成布設(shè)，提供設(shè)備級保護和網(wǎng)絡(luò)級保護，支持SDH 業(yè)務(wù)、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、OTN 業(yè)務(wù)等。系統(tǒng)框架如圖2 所示。

圖2 系統(tǒng)框架

3.3 骨干網(wǎng)應(yīng)用OTN 技術(shù)

結(jié)合電力通信管理情況可知，電力企業(yè)相關(guān)工作人員要想更好地完成信息網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)點的控制管理工作，需要結(jié)合實際應(yīng)用要求，保證信息監(jiān)控的及時性和規(guī)范性，更好地維系綜合應(yīng)用效能，確保自動修復(fù)能力能夠滿足骨干網(wǎng)的實際應(yīng)用需求。在骨干網(wǎng)中應(yīng)用OTN 技術(shù)的優(yōu)勢如下。

（1）網(wǎng)絡(luò)站點數(shù)據(jù)較為活躍。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)展情況，電力通信傳輸中OTN 技術(shù)能夠提高網(wǎng)絡(luò)維護的可靠性，依照光纖骨干網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的通信和信息交互，確保實際應(yīng)用處理工作能夠依照技術(shù)融合要求逐步落實。

（2）在電力通信傳輸中應(yīng)用OTN 技術(shù)能夠保證光纖骨干網(wǎng)通信的便捷性，匹配科學(xué)有效的電力設(shè)備，并且能夠處理不同類型的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，完成電力信息傳輸控制。OTN 技術(shù)能夠結(jié)合數(shù)據(jù)性質(zhì)差異，按照透明電力信息傳輸要求，發(fā)揮靈活性和可拓展性，更好地滿足信息交互控制的基本需求。

此外，OTN 技術(shù)測試環(huán)節(jié)中，只有落實相應(yīng)的控制模式，構(gòu)建有效的測試拓?fù)潴w系，才能維護運行幀的應(yīng)用效果，實現(xiàn)OTU 裝置測試應(yīng)用的基本目標(biāo)，維護運行狀態(tài)的合理性。

4 結(jié) 論

OTN 技術(shù)在電力通信傳輸工作中具有重要的應(yīng)用價值，需要結(jié)合技術(shù)要求落實更加可控的應(yīng)用模式，在施加系統(tǒng)管理指令的基礎(chǔ)上更好地滿足傳輸要求。為更好地發(fā)揮OTN 技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，需要研究組網(wǎng)、技術(shù)測試、骨干網(wǎng)應(yīng)用等方面內(nèi)容，為電力系統(tǒng)的可持續(xù)健康發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。