OTN技术在电力通信系统中的应用分析

OTN技术在电力通信系统中的应用分析

王红宇,汤谦平

国网孝感供电公司湖北孝感432000

摘要：我国电网公司普遍建有电力通信专网，其底层是随输电线路架设的光缆组成的光缆网，这些光缆将安装在变电站、换流站、办公楼内的光通信设备连接在一起组成了电力光传输通信专网。本文对OTN技术在电力通信系统中的应用进行分析，以供参考。

关键词：OTN技术；电力通信系统；应用

引言

随着我国智能电网建设的不断深入，电力通信系统的重要性逐渐突显出来，如今电力通信系统的架构主要是以光纤通信为主，以载波通信、电力微波通信为辅，稳定的系统架构为电力通信系统的信息化建设和管理提供了强有力的支持。为了满足电力通信系统的业务需求，光传送网技术（Optical－transport－network，OTN）在电力通信网建设中开始了不断深入的应用。

1 OTN发展现状

利用ＯＴＮ（Ｏｐｔｉｃａｌ－Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ－Ｎｅｔｗｏｒｋ）光分插复用设备（ＦＩＲＯＡＤＭ）实现多路网络。以光交叉ＯＴＮ网络为基础，利用Ｇ７０９规范的封装规程映射，在光层实现波长级交叉调度和信号传输。能够进行波长级端到端业务的交叉调度，调度能力比电交叉连接强；服务可以在光层中运行，无须在电层中处理；光交叉连接可以实现灵活的组网，支持网状网络；设定光通道、多路等多种光层保护方式。但是存在着波长一致性的限制，必须采取措施来避免资源冲突，长距离传输会导致信号衰减和色散，需要增加光放大器和色散补偿，这会带来截面距离较短、光交叉装置的成本比电交叉装置高的问题。因此在电力通信网中应用ＯＴＮ设备可以综合考虑，引入多个设备，各个设备互相配合、彼此协作，从而达到扩大其传输网络结构、增大其传输距离的目的。我国早在2013年就出台了《分组增强型光传送网（OTN）设备技术要求》，以此作为OTN技术在我国应用和发展的使用标准。而纵观国际发展大趋势，国际网络运营商对OTN技术的重视是自2011年开始的，因此整个的国际发展环境趋于平和，其发展势头并不强劲。在提出了有关于OTN技术交换能力以及多层应用场景融合的概念之后，OTN技术的应用优势逐渐开始显现，与传统的分层交换设备逐渐剥离。目前国际运营商可以完成对分组增强型OTN技术分组处理、分组交换以及分组分层适配等功能的应用，OTN技术成为了保障通信管理工作顺利进行的基础性技术保障。但只有部分的运营商可提供技术的商用版本，因此我国若想在电网发展和框架构造上有所突破，就必须要在该领域取得自己的技术成果。OTN技术应用过程中的优势有很多，它支持VC和ODUK的交叉功能，同时支持OAM功能，其处理效果优秀。但是我们在其应用过程中也发现了一些应用短板，比如在支持OAM功能应用的同时，OTN技术没有办法直接通过背板主线进行交叉，且开展业务的过程中，该技术呈现的整体线路卡板类型并不多，因此OTN虽然在逻辑能力和稳定性方面有所建树，但其应用可能会影响到业务范围以及分组业务的能力，这对整体框架的建设提出了更高的要求。

2 OTN技术的应用性质

OTN的应用业务类型较为多样化，不同的OTN系统之间也可以进行组网，其集中交换体系上的分组化光传送功能可互通有无，覆盖了骨干层、核心层、汇聚层和接入层。不同的层级具有不同的应用效果。除此之外，OTN技术还可以与OTN、PTN、SDH这些设备交叉组网，业务类型较为广泛。目前我们认识和实际交叉应用比较多的业务有SDH业务、以太网业务、SAN存储业务和OTN业务等等。以OTN业务为例，OTN业务在OTU1中的应用速率是2.7bit/s，在OTU2中的应用速率是10.71Gbit/s，在OTU2e中的应用速率是11.10Gbit/s，在OTU3中的应用速率是43.02Gbit/s，在OTU4中的应用速率是111.8Gbit/s。

3 OTN网络配置与优化措施

3.1网络站型的优化配置

OTN网络站型有光放大站和电交叉站两种，通过选择优化不同站型，来节约对站型的资源投资，以更好的完善网络功能和满足业务需求，主要配置要点如下。（1）站点设备。按照实际业务的需求进行配置，电力通信系统的光线路组成包括光放大系统、系统控制、合分波器、交叉矩阵、站端设备和光缆等。所有的配置都要满足电力通信网的发展需求，并将业务站点作为OTN技术的应用主场，为业务提供调度支持。（2）交叉设备。在考虑到运行维修改造需求的基础上，要求设备和业务都必须要满足系统组网络的发展需求，且OTN交叉设备更是采用了线路分离，在中继配置中逐渐安装站点，以满足不同的业务接入要求。

3.2业务保护方式优化配置

针对电力通信系统的实际业务情况来说，对于业务的保护方式有一定的要求，根据不同的业务，需要采取不同的保护配置，这样才能保证业务可靠、安全地运行。OTN业务保护层面可分为电层和光层，并从保护结构出发，电层保护包括ODUKSNCP保护、ODUK环网保护，光层保护包括光线路保护、光复用段保护和光通道保护、波长环网保护。

4业务需求的发展趋势与OTN设备功能组合的匹配问题

近几年，OTN专网增量业务需求的主要来源之一就是新建的数据中心。这类业务有以下两个特点：一是通道数量多，安全分区的要求使得每种业务被拆成多条通道（每个分区都有独立的通道），对支路端口的需求较大；二是通道带宽需求逐渐增长，起初相对较小，但随着时间推移会逐步变大。通道带宽需求逐渐增长这一特点，会导致带宽利用率和通道扩容便利性之间存在矛盾。目前，电网公司建设的OTN普遍是传统OTN，不含分组光传送网（packet－optical－transport－network，POTN）功能，开通吉比特以太网（giga－bit－ethernet，GE）通道就要捆绑一个完整的光通路数据单元（optical－channel－data－unit，ODU），开通10GE通道就要捆绑一个完整的ODU。即使业务流量达不到为通道捆绑分配的带宽，也要实际占用所有这些为通道捆绑分配的带宽。举例来说，假设某业务初期带宽需求是3Gbit/s，逐步增长到10Gbit/s，若初始提供1个10GE通道，较长时间内利用率会不满50%，挤占宝贵的线路带宽；若初始提供3个GE通道捆绑使用，虽然利用率更佳，但带宽需求增长时，相对不易进行通道扩容。为适应业务需求的上述特点，OTN的规划建设有必要作相应的考虑：一是规划设计时多预留一些支路端口，二是建设时考虑配置POTN功能。OTN的设计和制造也宜针对业务需求的上述特点考虑。

结束语

随着电力通信系统的不断发展，电力通信网也同样在业务方面面临着更多的要求，因此更需要建设好传输网络系统，从而更好地适应电力通信系统的业务变化。OTN技术是从传统的WDM技术和SDH技术上进一步优化发展而来的，此种技术的传输效率和安全度会更高，完全可以满足现代电力通信网建设的需求，所以说更需要在电力通信工程中落实OTN网络配置优化的工作，为OTN技术在电力通信系统中的应用奠定可靠的基础。

参考文献

[1]郑惠文.光传送网在电力系统通信中的应用研究[J].山西电力,2021(04):70-72.

[2]尚立,基于OTN技术的光路自动保护倒换可靠性分析[J].光学与光电技术,2021,19(03):95-99.

[3]李文霄,基于分组增强型OTN技术的电力传输网演进策略研究[J].电力信息与通信技术,2020,18(09):64-69.

[4]苏涛,省级电力OTN光网络波道利用率提升研究[J].信息通信技术,2020,14(04):70-75.

[5]米文福.电力通信网OTN+PTN组网技术研究[J].中国新通信,2020,22(11):8.