OTN技術在電力通信網中的應用分析

潘洋

摘 要：目前，電力系統正朝著智能化、數字化方向發展。作為電力系統的樞紐，電力通信網絡是實現電力系統智能化發展的重要支撐，因此也愈來愈受到關注。從宏觀層面來看，電力通信網絡正朝著全光網方向發展，而OTN技術是實現全光網的核心技術。基于此，本文對OTN技術在電力通信網中的應用進行了綜合性分析，并提出了相關觀點，以供參考。

關鍵詞：OTN；電力通信網；智能化；數字化

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

1 引言（Introduction）

OTN（Optical Transport Network），即光傳送網技術，該技術主要以波分復用技術為基礎，是基于光層網絡的信息傳送網，代表了傳送網的組主流發展方向[1]。相對于傳統WDM網絡而言，OTN具備更優的調度能力、組網能力及保護能力。其基本處理對象是波長級業務，正是由于它的存在，使得傳送網被推進至多波長光網絡階段。OTN結合了光域處理優勢及電域處理優勢，可承載巨大的傳送容量，并做到了端至端的保護完全透明，是目前傳送寬帶大顆粒業務最先進的技術。正是基于上述特性，讓OTN技術在電力通信網構建過程中有了良好的適用性。

2 OTN技術概述（Overview of OTN technology）

歸結起來，OTN具有以下優勢：（1）具有良好的向后兼容性。由于OTN兼容性良好，所以在組建過程中，可在現有的SONET/SDH基礎上實現。它可賦予WDM端到端的連接能力及組網能力，并提供了光層互聯規范，有效補充了子波長匯聚能力及疏導能力。（2）可實現多類型信號封裝及透明傳輸。以ITU-TG.709為基礎的OTN幀結構可支持多種類型的信號封裝，并支持透明傳輸，但對于不同速率的以太網，支持能力會表現出一定程度的差異性。（3）可實現大顆粒寬帶應用。由OTN所定義的電層寬帶顆粒可作為光通路數據單元，其波長即為光層帶寬顆粒波長，復用顆粒、交叉顆粒及配置顆粒更大，可大幅度提升業務適配能力，并優化傳送效率。（4）開銷管理能力較強。OTN具備了與SDH相似的開銷管理能力。由于光通路層以OTN幀結構組建，使得該層級具備了良好的監控能力。（5）具備良好的組網能力與保護能力。基于OTN幀結構、ODUk交叉及ROADM的特性，使得光傳送網的組網能力得到了大幅度提升。同時，通過FEC技術可提升整體傳輸距離。另外，采用OTN可以為電層業務與光層業務提供靈活性的保護功能[2，3]。

3 OTN網絡分層及定位分析（OTN network layer

and location analysis）

基于ITU-TG.872，使得OTN網絡呈三層式結構，并包含了光、電不同處理領域[4]，具體結構如圖1所示。

由上圖可知，OTN層級結構包括了光信道層、光復用段層及光傳輸層。具體如下：（1）光信道層。該層級又被分為光信道凈荷單元、數據單元及信道傳輸單元，這種劃分模式可使其具備更好的適用性，滿足不同速率業務的需求。由于每層網絡均置入了開銷字節，因此可提升網絡監測能力及OAM能力。通過該層可實現不同業務適配，并構建出有效的光信道。同時，可實現相關業務的保護與恢復。（2）光復用段層。該層可將網絡連接功能提供給多波長信號，使其完整傳輸，可對多波長復用開銷進行處理，并提供相關監控功能、保護功能及管理功能。（3）光傳輸段層。該層可讓光復用段信號于不同類型的光媒介上進行有效傳輸，另外，該層級可實現中繼器監控與光放大器監控。

4 OTN組網方案分析（Analysis of OTN networking

solution）

OTN組網方案主要包括[5]：（1）OTN設備單獨組網。該方案以WDM設備為基礎，通過在WDM設備上加入G.709接口，從而實現光層信號處理。這種方案應用成本較低，組建簡單，只要將設備板卡升級即可。同時，可將WDM網絡直接升級為OTN網絡，使原有網絡得到充分應用，但是經過升級所得到的OTN網絡并不具備交叉連接功能，只可傳輸相應的業務信號。（2）OTN電交叉設備組網。以電交叉OTN網絡為基礎，基于G.709標準實現。按照G.709對映射進行規范，在ODUk顆粒作用下，即可對電層進行交叉調度，并在光層進行信號傳輸。該方案的優勢在于能夠支持不同類型的交叉調度，并提供大容量傳輸。在ODUk顆粒支持下，具備多種網絡保護方式，并支持電層組織網狀網，突破了單一跨段距離限制，可實現信號3R功能。該方案整體成本較TN設備單獨組網更高，并且電層交叉調度容量會受到一定程度限制。（3）F/ROADM組網。以光交叉OTN網絡為基礎，通過G.709規定的封裝規程映射相關業務，即可于光層進行補償級別的交叉調度，并保證信號穩定傳輸。該方案實現了波長級別的端至端業務的交叉調度，其調度容量更上一個級別。業務無需電層處理，可于光層直通。（4）光電混合交叉組網。該方案集上述兩種方案優勢于一身，通過光電聯合，進一步提升了調度的靈活性。該方案可適用于多種業務，可有效支持大容量傳輸、網狀網及多種保護方式。整體組網更趨于合理，網絡穩定性更優。基于電層3R功能，可讓光信號再生，并提升單跨段傳輸距離。但上述方案組網成本偏高，交叉設備復雜度有所提升，波長資源會產生一定的沖突，使得資源利用率有所下降。

5 OTN網絡保護策略分析（OTN network protection

strategies analysis）

5.1 線性保護

線性保護是OTN網絡最為常見的保護方式。光層線性保護主要通過具備雙發選收功能的光開關實現。于相鄰的光放站或光復用站之間，通過采取不同路由實現光通道保護。該過程無需采取ASP協議，可于單端進行倒換。電層保護主要是通過電交叉單元來保證倒換的順利進行。以光通道保護為例，可通過“1+1”方式實現保護。基于光開關的作用，于不同的OUT中輸入用戶側信號，以并發選收的方式對客戶側信號進行保護，具體如圖2所示。

5.2 環形保護

環形保護多應用于環形結構的網絡拓撲當中，又可分為光波長共享保護環與ODUk環網保護，需要APS協議支持，該保護方式只支持雙向倒換。以OPCS為例，采取兩根光纖上相同的波長互為工作和保護通道，并且每根光纖都可用作工作光纖。該方式可利用各光纖上的不同波長對業務信號進行傳輸，并提供保護通道。換句話說，利用兩個不同的波長及光纖，并不需要進行波長轉換，便可實現光網絡業務保護倒換。

5.3 P圈保護

P圈是一種環形結構保護方式，兼具了保護倒換速度快與網絡資源利用率高的特點。傳統環形保護只能對環上鏈路產生保護作用，保護環不能低于兩個，方能保證對整個網絡進行覆蓋。而P圈保護僅需一個單位保護容量便可對兩個單位容量的業務進行保護，并不會占據鏈路資源。傳統保護環需配置50%冗余容量，而P圈保護只需要30%冗余容量，即可進行業務保護，極大程度上提升了帶寬利用率（20%—60%），這對于資源配置的優化具有重要的意義。

6 結論（Conclusion）

電力通信網絡發展過程中，OTN技術為其提供了重要支持。正是由于OTN技術的存在，加速了電力通信網絡的數字化、智能化進展。未來，OTN組網將是電力通信網絡的主流發展方向，值得重視。

參考文獻（References）

[1] 孫海蓬，劉潤發，于昉.OTN在電力骨干通信網中的應用策略

研究[J].電力系統通信，2012（06）：9-14.

[2] 何文茜，吳瑜琿，吳雯雯.電力通信組網中OTN技術的研究及

應用[J].通訊世界，2015（06）：140-141.

[3] 冶娟.OTN技術在電力通信網中的應用分析[J].中國新通

信，2015（13）：71.

[4] 梁文娟.在電力通信網中OTN技術的應用[J].數字技術與應

用，2015（09）：26.

[5] 劉毅，李繼紅.OTN+PTN技術在電力通信網中的應用[J].信

息通信，2013（04）：208.

作者簡介：

潘 洋（1995-），男，本科生.研究領域：通信工程.