OTN技术在电力通信中的实际应用研究

OTN技术在电力通信中的实际应用研究

王鹏王志鹏尹帅郭鹏

王鹏王志鹏尹帅郭鹏

（北京国电通网络技术有限公司100070）

摘要：随着科学技术的不断提高，越来越多的现代化科学技术开始应用在电力信息通信的传输过程中，对于提高电力信息通信过程中的信息质量、信息容量以及传输效率起到了非常有益的提升作用。本文主要探讨了OTN技术在电力通信网中的实际应用，为OTN技术在电力通信中的应用提供参考和建议。

关键词：智能电网；电力通信；OTN；

1电力通信发展及现状

电力通信网作为一个专用网络，在电力行业中为实现智能电网自动化、智能化和信息化提供有力的支撑，影响到电网运行的各个环节。由于电力通信系统既要能满足电力行业的需求，体现在电力行业应用的特色，作为通信网络，又要受到整个通信行业技术发展的推动。电力通信传输技术从最早的电力线路载波到微波技术，再到光纤通信，逐步提高性能。光纤通信技术与其他传输技术相比较，在传输损耗、抗干扰能力、传输容量等诸多方面有着许多优势，因此，目前光纤通信也成为了电力通信的主要传输方式。从网络化通信的角度来看，一般可以将光纤通信网分为三代。

（1）准同步数字系列和同步数字系列被认为是第一代光通信网。准同步数字系列曾经在电信网传输中占据主导地位，但是缺乏灵活的上/下路调度能力、点到点组网结构单一、国际上没有统一的接口规范无法实现互联、各厂家产品互不兼容、无法提供有效的网络维护和管理功能，逐渐被同步数字系列所取代。同步数字系列具有灵活的交叉调度能力、完善的管理和维护功能、可靠的保护性能，同时具有世界范围内的统一标准，真正实现了不同厂家设备之间的兼容，形成了网络化的运行、管理和维护。但是它对信号的处理仍然在电层中进行，以VC-4（155Mb/s）为基本交叉颗粒，采用时分复用TDM技术单波道传输，传输容量和交叉调度颗粒受到限制，无法满足业务带宽的快速增长。而波分复用技术将多种波长复用进一根光纤中，实现多波长通道传输，具有传输容量大的优势。

（2）作为第二代光网络的代表，波分复用系统和光传送网通过发展通信业务的IP化、宽带化给整个网络的技术、结构及设备处理能力等诸多方面带来了深远的影响。波分复用技术可以在单根光纤上实现多波长传输，以较低的代价大大提高了网络传输的容量，成为目前通信网络中主要的传输手段。虽然有上文所描述优点，但是波分复用系统作为一种点到点传输系统，组网不够灵活高效，对系统性能监视和完善的网络管理维护能力较差。为此，ITU-T在波分复用基础上引入了同步数字系列开销的思想，提出了光传送网的概念。一方面，OTN既可以实现Gb/s级别以上的大颗粒业务调度和传输，解决同步数字系列调度交叉及传输容量不足的问题；另一方面，在光层和电层增加开销字节，提供完善的信号、通道监视及管理维护能力。OTN综合了同步数字系列和波分复用的优势，是一个集大颗粒调度、大容量传输、光层灵活组网、适配多种业务、完善的网络维护和管理等优点于一体的新一代传送网络。

（3）光网络的发展目标是要实现全光网，即所有的信号处理都在光层进行，排除电层的限制，全光网被认为是第三代光网络。但是就目前而言，全光网设备实现困难，发展尚需较长时间。而OTN网络的提出就是为了弥补全光难以实现的不足，是目前网络的发展目标，也是向全光网进化的必经阶段。

2OTN技术概述

2.1OTN技术的概念

为了解决目前全光组网的关键技术不成熟，在现有光电技术的基础上提出了传送网组网技术——OTN技术。OTN在子网内部实现全光处理通过波分复用实现大容量传输，在子网边界处进行光电混合处理能提供各种业务的适配接入。ITU-TG872将整个OTN网络层次分为三层，通过这三层包含了光和电两个不同处理领域。具体的OTN网络的分层情况如图1所示。

（1）光信道层（OCL）。该层为不同业务信号提供端到端的透明光传输，这一层又划分了光信道净荷单元（OPU）、光信道数据单元（ODU）和光信道传输单元（OUT）三个电层子域。这样划分是为了适应不同速率的多种业务接入，同时每层网络都加入开销字节，提高网络监测与维护和管理能力。光信道层主要为了适配不同业务信号、建立光信道、处理光信道层开销、提供光信道的监视功能以及实现光信道层业务的保护与恢复等功能的实现，另外，OTN的电交叉也是基于本层的ODU实现。

（2）光复用段层（OMS）。该层主要实现为多波长信号提供网络连接，从而能够保证多波长信号的完整传输。光复用段层网络主要完成多波长复用及复用段层开销的处理功能，实现复用段的监视和保护等管理功能。

图1OTN分层结构

（3）光传输段层（OTS）。该层主要实现光复用段的信号可以在不同类型的光传输介质上提供传输功能。OTS层应该能够实现处理本层开销、产生/提取光监控信道、提供光信道到物理传输媒介的适配等功能，同时，能够在本层实现对光放大器和中继器的监控。

2.2OTN技术的优势

（1）多维ROADM支持。OTN可支持光层与电层等复杂互联网拓扑结构，使互联网传送能力得到很大提升，组网较为灵活，便于互联网扩展。

（2）业务调度灵活。便于维护，通过以光波长电层子波长为基础的OTN调度功能，灵活调度不同局点间的大颗粒业务，同时可将技术性支持转交至ASON控制平面。此外，OTN技术开销相对较为丰富，能够将其和SDH互联网存在相似之处的管理能力和健康能力充分发挥出来，而且有利于对网络性能进行有效维护。

（3）可靠性高，保护完善。利用OTN网络能够同时实现光层恢复与电层SNCP的保护，与以往通道级1+1保护相比，OTN技术真实性与可靠性比较高，一方面能够支持多点故障，另一方面其恢复时间也符合电信级要求。

3OTN技术在电力通信传输网中的应用

3.1OTN技术测试

在电力信息通信传输中，OTN技术的测试作用主要包括对理想测试拓扑进行搭建以及对最佳测试内容予以选取。从大方向来看，主要包括以下两方面：

（1）测试设备通过将符合G.709标准的OUT帧发送给OTN设备，同时，在OUT帧中插入相关SM开销、PM开销及TCM段开销，然后利用OUT设备网关对帧进行检查，分析OUT设备是否能够有效接收互联网分析仪开销。

（2）通过网管功能修改OUT设备中的TCM开销、SM开销与PM开销，再利用网络分析仪对链路进行检测，检查接收端所接收帧中存在的开销是否正常。

3.2组网与规划

未来电力信息通信网络将以OTN，ROADM为关键应用技术，核心层采用光传送网技术，通过在网络中建立较多的骨干节点等一系列技术，从而合理、全面地解决高带宽业务需求。能够满足在未来电力通信网中承载的地理信息系统（GIS）、顾客营销系统及服务中心等相关数据业务的需求。未来将会由网公司、超高压公司、省公司、直流换流站、500kV及以上变电站等组成下一代电力通信网的骨干层网络节点，骨干层主要实现对大颗粒业务进行调度，所以在此层采用OTN技术可以有效满足骨干层业务速率高、带宽大、级别高等需求。而为了实现灵活的业务调度、尽量提高光纤资源的利用率以及丰富光方向连接，在电力信息通信网的核心层建议采用Mesh组网。当然，在采用OTN技术进行组网和设计时，还要考虑对现有投资的保护，如光缆资源等，对于主用路由采取直达的方式，对于备用路由则采用通过一跳的转接方式实现，能够确保主、备路由的相对独立性。

4结束语

目前，电力通信网络需要承载语音类、数据类和多媒体等各种类型的业务，这些业务包括实时、准实时和非实时等业务，同时还需要提供对分组业务和电路业务的支持。随着电网智能化、信息化程度不断加深，业务带宽的爆炸式增长，传统电网基于同步数字系列和波分复用的通信网络在各方面性能上不能满足需求，因此，迫切需要建设新的OTN网络来适应电力行业的飞速发展。在此背景下，需要对OTN相关原理和技术进行深入研究，同时结合电力通信特点，探讨OTN技术在电力通信网中的实际应用，为OTN技术在电力通信中的应用提供参考和建议。

参考文献

[1]金炜．OTN技术在电力通信网中的应用研究[D]．华北电力大学，2014.

[2]崔振辉．实现负载均衡的电力通信网络优化策略研究[D]．天津大学，2013.

[3]刘振亚．智能电网技术[M]．北京：中国电力出版社，2010.

[4]赖群．浅析OTN技术与电力通信[J]．通信技术，2011(10).

作者简介

王鹏，1983年生，男，吉林四平，双学士，主要从事：电力信息化及通信工程专业。

王志鹏，1990年生，男，河北秦皇岛，管理学学士，主要从事：电力信息化及通信工程专业。

尹帅，1990年生，男，河北保定，本科，主要从事：工商管理专业。

郭鹏，1987年生，男，北京，本科，主要从事：工商管理专业。