OTN技术在电力通信系统应用

OTN技术在电力通信系统应用

赵学成,刘立宇

内蒙古电力（集团）有限责任公司信息通信分公司

内蒙古呼和浩特市010010

摘要：通信工程建设具有工作量大、成本消耗高、对专业技术要求很高的特点，而且通信工程的长期运营，对其基建质量的高低、传输道路的性能以及传输技术的优劣有着很高的选择性。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，以无线通信、载波通信为辅，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（OTN）在电力通信网建设中开始了不断深入的应用。

关键词：OTN技术；电力通信；系统应用

引言

光传送网（opticaltransportnetwork，OTN）技术运行机理：根据ITU-TG.872、G.709与G.798规范建立基于光层网络框架且有助于光层、电层标准化管理的下代主营传送网技术，OTN技术主要特征的表现形式如下。OTN帧结构基于ITU-TG.709标准，结合不同颗粒业务数据的反映与透传，如SDH信号等。其优势有两点：（1）能够在ITU-TG.sup43标准回中进行补给，将10GE业务中的透明传输技术内容纳入其中；（2）改善了不同以太网速率问题。OTN技术将光信号波长作为宽带颗粒单位，并以此进行颗粒调配，因此能够具备集成颗粒业务兼容功能，通过OTN技术可完成电力通信系统中的电层与光层交叉、复用和有效配置等。以上颗粒带宽业务功能有效减少信息传输所需时间，显著提升传输效率。

1OTN的技术特点与优势

从根本上说，OTN技术是以WDM与SDH为基础的传输网络技术，其中SDH同步数字系统属于标准定义，为信号传输提供了信息结构，而信息结构层是同步传送模块等级N（SynchronousTransportModulelevel-N，STM-N）的传输模块。SDH技术的标准包括映射、同步以及复用等，具有光接口与网管特性，对信号传输具有多样性与高可靠性保护功能。而WDM波分复用则是在光纤内利用复用技术合并两个以上不同波长的光信号，用解复用在接收端分离信号。WDM波分复用技术将不同光信号传输于同一光纤中，通常各波长会选择频域划分，而波长通道会占用带宽。OTN技术对多样化开销字节进行了定义，开销与管理维护能力强大。为满足5G网络应用特性，承载网络需要满足稳定性好、容量大以及时延小等更多要求，因此合理选择光传输方案至关重要。而OTN技术的超大容量宽带传输与大颗粒带宽复用特性符合5G网络应用需求，OTN改进节点，能够降低由于长距离组网而导致的时间延迟。

2在电力通信系统中OTN技术的特点

电力通信系统中全面构建OTN网络，能够有效提高网络传输的能力，OTN技术的特点主要包括以下几点。（1）可靠性、灵活性高。在电力通信业务维护的方面，OTN技术具有便捷的优势，能够有效调节电层光波和子波的波长，并利用大颗粒业务来实现业务的灵活调度。（2）建设经济性好，OTN技术在电力通信系统中的应用要全面利用现有的资源，实现资源的最大化，并且有效去优化网络结构，合理配置设备和节点，保证在传输网络的基础上，实现建设成本的合理控制。（3）维护管理能力好。OTN技术的控制管理能力与SDH技术相似，具有强大的监控能力，能实现对全段监控和分段监控的有效管理。这样，能够更好地提高电力通信系统的管理能力，实现OTN网络的有效运行。（4）支持信号透明传输。在电力通信系统中，OTN技术能够在不同程度上实现透明传输，如今在专业的电力通信领域，对于OTN技术的研究还处在初级阶段，对于大颗粒业务的使用，OTN技术还带有着光通信单元数据，能够增强业务配置能力。

3OTN技术在电力通信中的应用

3.1OTN设备选型

光终端复用设施OTM将波分仪器与OTN技术相连接，即ROADM光分或波分插复仪器接口的OTN化。基于规范化的OTN技术，使波分系统具备帧开销波长通道两端的功能，并能够有效检查其中存在的各种故障等。电交叉仪器的OTH具有两大明显优势：（1）基于ODUK颗粒开展各种业务，包括数据交叉互换、业务分叉复用等；（2）实现电层、光层的终端复用职能。光交叉设施ROADM依据波长完成子网信号的调度问题，不需要再依靠光电转换进行调度，降低组网成本，完善系统网络框架性能，提高其灵活度，不仅有助于业务调配，同时方便后续系统恢复。光电交叉设施OTH+ROADM具有两大重要职能：业务分叉复用与ODUK颗粒交叉连接，兼容OTH与ROADM不同设备的功能，属于终端复用的基础网，当前使用频率最高的光电交叉设备主要功能，展示设备详细的作业流程。

3.2OTN网络配置与优化措施

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。光放大器系统优化配置。OTN网络系统中的光放大器系统配置需要考虑到光缆物理条件和业务传送能力等因素，然后在这两者之间取得一个平衡，电力通信系统光缆要在线路结构的基础上配置好光放大系统，因此提高全面提高配置，提高统一性，以此降低系统运行难度。OTN网络优化配置的过程中，必须精确地设计出传输系统和光缆线路的实际情况，以此来精确光放大器的配置，主要配置如下。（1）线路功率。线路的功率损耗主要包括光纤接头损耗和光缆线路损耗两种，需要全面考虑到线路老化因素和环境因素等。（2）光信噪比。根据OTN技术来构建光通信系统，光信噪比是一个比较重要的性能参数，一般需要要求在系统末端设置出大于18dB的光信噪比。

3.3业务保护方式优化配置

业务安全运行的第一要义是选择正确的业务保护方式，确保业务安全运行。根据网络结构与业务类型设计对应的保护策略和保护方式。复杂的保护策略确实能够提高业务保护的可靠性，但弊端在于需要投入更多的项目投资成本。本课题研究是根据当前运行的技术方案设计出更为可靠安全且简便节约的业务保护策略，保证业务高效运行。参照倒换发生的层面可知，OTN业务保护倒换方式包括两类：光层和电层。基于保护结构的立场研究发现，OTN业务保护可分为线性、环网两类，整体结构近似于SDH结构。其中线性和环网又可以继续细分，线性保护包括：基于光层的光通道保护、基于光层的光复用段保护、基于光层的光线路保护、基于电层的ODUkSNCP保护。环网保护包括：基于电层的ODUk环网保护、基于光层的光波长共享环网保护。

结语

综上所述，本文基于OTN技术提出了电力通信网络业务路由优化算法，通过有机结合遗传算法全局搜索能力与退火仿真机制局部寻优能力，通过小生镜思想理念，以较快收敛速度求得风险均衡度良好的业务路由解。以仿真研究结果分析，表明此算法可优化电力通信网络既有OTN业务，实时有效均衡网络风险，提升OTN业务运行可靠性与稳定性；此算法的适应度函数优化设计，可促使现有网络业务路由分配的时候，更加趋向选取光信噪比参数值相对较高的光通道，所以通过此网络业务路由优化算法，OSNR均值可显著提高；可实现网络业务路由优化，实现最佳风险均衡，且算法效率与收敛性较高，值得大力推广。

参考文献

[1]连亦承,喻鹏,亓峰,等.一种面向负载均衡的电力OTN路由优化算法[J].广东电力,2018,31(5):42-48.

[2]祁兵,刘思放,李彬,等.共享风险链路组与风险均衡的电力通信网路由优化策略[J].电力系统自动化,2020,44(8):168-175.