淺論新一代傳送網技術OTN在天然氣輸送通信網中的應用

吳金玲

淺論新一代傳送網技術OTN在天然氣輸送通信網中的應用

吳金玲

（陜西省天然氣股份有限公司 陜西省西安市 710016）

隨著科技的不斷進步，傳輸業務需求的不斷變化，傳統的傳輸網絡已不能高效承載IP業務，已不適應A11-IP的發展趨勢，需要采用新的傳送網技術。本文整體介紹了新一代傳送網技術OTN的技術特點，分析了OTN的優勢及不足，對OTN技術在天然氣傳輸網中的應用進行了介紹。希望能夠對相關人士有所幫助。

天然氣輸送通信網；OTN WDM IP

引言

從PDH到SDH，光纖傳輸主要是作為信號傳送的手段，網絡組織主要是在電層面實現。然而，隨著社會對信息的日漸增長，以及網絡架構變化和承載對象的不同，以SDH為承載平臺的傳輸網受到沖擊。對于業務IP化和大顆粒化，SDH功能逐漸稀釋，且逐漸邊緣化。在目前情況下，采用WDM直接承載相應的業務，能夠實現網絡結構方面的簡化，從而一定程度上降低建設方面以及運營方面的花費。但是由于受到技術方面的制約，WDM現階段只能進行點對點方面的大容量寬帶業務，沒有較強的組網能力。所以WDM只屬于過渡性的組網方案，并不能得到長遠發展。但是隨著OTN（Optical Transport Network光傳送網）的出現，傳輸網獲得了良好的發展機會。相對于SDH來說，OTN的組網能力會更強，在網絡拓撲及業務分布發生變化時能夠快速響應，實現業務的靈活調度。同時其具有非常好的擴展能力，能夠支持多種上層業務以及協議，可以沒有任何隱蔽的對客戶信號傳輸，還具有多級串聯連接監視（TCM）功能以及非常強的前向糾錯能力，并且OTN也能夠具有像WDM相同的高帶寬。所以OTN會成為下代傳輸網，特別是骨干層的主要組網技術。

1 OTN技術的特點

OTN，通常也稱為 OTH（Optical Transport Hierarchy），是建立在波分復用技術之上，在光層組織網絡的傳送網，屬于下代骨干傳送網。

OTN在電域方面不僅吸收了SDH的技術優勢，例如能夠進行多業務的適配、能夠進行管理監視、對于發生的故障進行定位以及保護倒換等等。在此基礎上，OTN增加了全新的功能并擴展了應用領域，例如能夠提供大顆粒的2.5G、10G、40G業務的透明傳送，這樣就能對大顆粒業務進行較為靈活的調度以及保護。同時還支持多層多網絡的級聯監視以及帶外FEC等，可以通過異步的方式進行映射以及復用，并不需要和網絡進行同步。

在光域方面，OTN具有和WDM同樣的光路調度靈活的優點，并且在此基礎上對WDM進行了升級，可以提供所有波長以及子波長業務的交叉連接、業務疏導、管理監視以及保護倒換等等，這樣就能夠使網絡具備業務疏導以及端到端的業務供應能力。另外，OTN具有較為標準的接口，具有較強的線路傳送能力，可以進行40Gbit/s以及100Gbit/s的線路傳送。同時OTN能夠進行智能控制，可以將ASON擴展到波長領域，從而使網絡配置更加的靈活，更具適應性。

2 OTN技術所具有的優勢：

2.1 從靜態點到點WDM轉變成為動態的光調度設備

SDH得到廣泛應用的原因就因為其具有大顆粒業務的交換能力，并且相比于電話交換機來說具有更好的經濟性，同時具有更容易管理的大管道端到端提供能力，這樣就極大的降低了對于交換機端口的需求，很大程度上降低了全網建設的成本。若是WDM具有和SDH同樣的波長調度能力，同時能夠形成端到端的WDM承載網絡，那么就能夠進行GE、10GE、40G等大顆粒業務的端到端快速提供，能夠增快業務的開通時間，從而降低對于路由器端口的要求。

2.2 能夠提供較為快速可靠的業務保護能力

電信級業務需要達到50ms的保護倒換時間。光纖物理路徑主要是通過環狀或者簡單的Mesh狀表現出來的，這就造成了某條物理路徑中斷有可能造成IP邏輯路由中斷，從而造成路由器FRR保護恢復時間過長，遠超過了50ms。以前的電信級IP網絡引入SDH層面最重要的原因就在于要實現50ms的保護恢復時間。但以OTN交換作為基礎的WDM設備可以進行波長的快速保護，這樣就能夠實現50ms的保護倒換時間。

2.3 可以進行多業務的透明傳送以及復用封裝

路由器通過POS端口的SDH開銷字節，及時準確的檢測到線路的傳輸質量，并且在發生故障后能夠實現快速保護倒換。但是POS端口的成本相對較貴（是LAN端口2倍以上），如果通過路由器直接的連接LAN端口就能夠極大縮減網絡建設過程的花費。利用OTN技術，WDM可以利用G.709的OTN接口在LAN信號傳送的過程中對相似的SDH開銷字節進行疊加，這樣就能夠取代原有通過路由器POS端口實現的開銷字節功能，從而避免了必需采用路由器來提供POS端口的限制。

3 OTN技術在天然氣輸送通信網的應用

天然氣輸送的通信傳輸業務包括的內容有：數據業務、語音業務以及工業圖像監視業務等等。要按照管道的實際需求不同來區分，表1所示為某輸氣管道工程的通信業務需求。

表1 通信業務基本需求情況

傳統SDH傳送網所具有的業務調度顆粒比較小，這就限制了其傳送的容量，不能很好的進行大顆粒寬帶業務的傳送。同時，傳統的WDM雖然一定程度上解決了傳送容量方面的問題，但無法解決節點業務調度方面的問題。另外，WDM不具有非常強的組網和業務保護能力，這也限制了其在大顆粒寬度業務方面的應用。OTN是建立在大顆粒調度、多波長傳送基礎之上，將SDH和WDM進行良好的融合，能夠在光層和電層進行波長和子波長業務的交叉調度，同時能夠實現業務的揍入、封裝、映射、復用、級聯、保護/恢復、管理及維護，這樣就建立起了以大顆粒寬帶業務傳送作為最主要特征的大容量傳送網絡。現階段以OTN作為基礎的智能光網絡可以給大顆粒寬帶業務傳送提供非常有效的處理方案，目前基于OTN的智能光網絡將為大顆粒寬帶業務的傳送提供非常理想的解決方案，目前它在天然氣輸送通信網內的還未在環網內大面積使用，如圖1所示為某天然氣專網OTN系統。如圖2所示為某天然氣骨干環網WDM系統。

圖1

圖2

統組成的長慶骨干環網為基礎來舉例，便可清晰的認識OTN系統的優勢：當圖2中發生P地至Q地、D地至E地光纜出現雙斷時，E、G和H三個點在WDM上至P地的業務均會中斷，如要快速恢復一些中斷的重要業務，那么L、G、H和E這四個站點都必須有人，也必須有備用的波道才能進行手動的業務倒換。但如果我們的環網是由OTN系統組成的話，那么只需要在網管上進行業務配置即可，例如E點的業務，可由P點至L至G至E這條路徑進行通道配置即可。

用OTN后，保護能力與SDH相當，而且設備復雜度及人工成本也大大降低。它將大大節省因光纖直連而帶來的光纖資源的快速消耗，并且以OTN作為基礎能夠對業務進行保護，并增強對于接入層帶寬資源的可管理性及可運營能力。

4 結束語

業務的All-IP化已經成為不可阻擋的趨勢，網絡帶寬也隨之越來越高。大大降低了網絡的運維復雜度，降低了維護成本；同時，網絡升級擴容更方便，可大幅降低網絡的升級擴容成本。可以預計在不久的將來OTN在天然氣輸送行業中會得到廣泛應用。進一步促進我國能源行業的健康快速發展。

[1]韓磊，林錦鶯，游小剛，王俊峰，廖琪瑩.OTN技術在傳統波分中的應用.郵電設計技術，2010（9）：26～29.

[2]劉文成.石油天然氣管道光纖通信系統設計探討[J].電信工程技術與標準化，2006（07）：15～17.

[3]黃 河，張 偉，祁國成，閆 峰，陳 鵬.油氣管道SCADA系統數據傳輸的安全風險及其解決方案[J].天然氣工業，2013（11）：18～19.

[4]閆光燦，張天維.世界天然氣管道輸送系統通信技術的發展[J].天然氣與石油，2001（01）：88～91.

TM73

A

1004-7344（2016）27-0265-02

2016-9-7