電力通信網OTN+PTN組網技術研究

王曉明

（國網陜西省電力公司信息通信公司，陜西 西安 710048）

電力通信網OTN+PTN組網技術研究

王曉明

（國網陜西省電力公司信息通信公司，陜西 西安 710048）

當前通信網技術發展迅速，電力行業也加快了通信網絡建設節奏。在對技術方案進行多方研討、終極論證后，決定采用OTN+PTN技術相結合的新模式。文章首先分析了PTN技術和OTN技術的特點與優勢，并對此進行詳細論述，希望能夠對電力通信建設帶來一定的參考價值。

電力通信網；OTN+PTN組網技術；網絡建設

我國電力業務在新世紀得到了快速發展，隨之各行業也開拓了一個全新的發展模式。在電力業務帶寬需求逐漸增長的情況下，傳統同步數字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）網絡已經難以滿足當前的電力通信網發展需求。隨著網絡建設的扁平化和為未來網絡建設的探究，經過多方論證在電力行業采用分組傳送網（Packet Transport Network，PTN）和光傳送網（Optical Transport Network，OTN）相結合的組網方式最可行，旨在為電力行業提供一張長距離、大容量、高帶寬的智能傳送網[1]。

1 OTN技術和PTN技術特點和優勢

1.1 OTN技術的特點與優勢

隨著通信技術的不斷發展，OTN作為一種全新的傳送技術，設計架構中融合了光層和電層，在傳送網中相互協同、兼容。OTN在SDH/SONET等技術上不斷演進，智能網絡的可控化管理為生產、運營帶來了高效性。OTN技術和SDH/ SONET技術相比，有更高的靈活性和可靠性[2]。

OTN技術核心的協議（ITUG.709協議）可以從3個角度做出定義：（1）ITUG.709的協議可以更好地完成OTN光的傳輸體定義；（2）在ITUG.709的協議中，OTN開銷的功能能夠完成定義，并支持一些多波長光的網絡；（3）在ITUG.709的協議中，映射的客戶端信號通過OTN幀的結構完成定義，并且還可以掌握比特率以及格式而完成定義。由于OTN技術是從密集型光波復用（Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM）技術中不斷演進而產生的，并結合G.709協議影響實現對線路的側接口進行重新封裝，這就較好地滿足了電交叉以及光交叉對靈活用性的要求，經過這一系列技術革新之后，OTN技術能夠在操作管理維護（Operation Administration and Maintenance，OAM）以及業務的調度能力方面出現較大的提升，進而使得OTN技術更好地領先于傳統的DWDM技術[3]。具備諸多優勢的OTN技術在未來電力通信發展過程中，極有可能會為下一代的骨干網絡建設提供良好的技術支持。除此之外，OTN技術還可以滿足當前IP業務長距離的傳送需要以及超高帶寬的傳送要求，從而使得大顆粒的業務（如2.5/10/40Gbit/s等）可以快速進行傳遞，而這一技術優勢又是PTN技術難以實現的。因此，OTN技術運用在電力調度方面所具有的優勢，從而使得其可以在數字化的系統中完成智能控制的任務。

1.2 PTN技術的特點及優勢

在當前的通信技術發展中，PTN作為基于分組以及面向連接傳送的技術，其主要是通過底層的介質（光傳輸）實施連接，進而有效傳遞出IP的業務。其中PTN中OAM所包括的段層主要有：OAM，LSP，PW，而業務OAM和鏈路OAM則可以同時獲得更好的支持，即每一個層次中OAM的操作模式都能夠以主動性以及人工控制等方式完成周期性報告[4]。在PTN中，采用直連鏈路方式進行組網的模式，能夠較好地降低業務穿通的成本，同時也可以較好提高節點的利用率以及路由管理的效率。除此之外，為了可以更好地完成對帶寬擴容，此時就可以在某一節點中增加OTN的鏈路即可完成；所以在業務調度的層次中就可以更好地提供便利性，即采用PTN可以將端到端以及面向連接而完成內嵌的二層設備，進而可以實現統計的復用功能以及組播功能，同時也使得端到端中的網絡業務得到良好的保護。由此可知，業務傳送以及保護倒換方面，網絡的故障定位以及網管功能都具有顯著的優勢，這和傳統二層交換的設備相比，PTN中的內核IP化能夠完成小顆粒的業務以及傳輸工作，從而使得這部分任務可以匯聚接入層對應的IP中，同時在IP業務量增大或者是突發性強的情況下，PTN有良好帶寬統計以及復用的功能[5]，尤其是突發性強以及流量不確定情況下，此時業務沖擊會更加具有活力。

對于PTN而言，其優勢主要是能夠實現多層保護，即通過設備級、網絡級以及單板級而完成對應的要求。在網絡級的保護中，主要還包括如下幾個不同的方面，即MPLS-TP線性的保護（例如1+1和1∶1的保護）、環網保護（即Wrapping以及Steering的保護）以及以太網中LAG的保護等，從而更好地為業務監控、管理以及電信級保護提供幫助。例如其中的設備級保護主要包含的內容有：主控以及通信處理的單元、時鐘以及交叉處理單元中1+1的保護，在電源1+1的保護中，能夠不斷地提高設備生存性能，從而使得網絡級的保護以及恢復能力得到顯著提升。在傳統的光傳輸設備中，許多特性被PTN顛覆，而且PTN還延續MSTP所具有的特點，例如易于管理以及便于維護等特點[6]，這就可以實現對多業務實施保護的目標，在PTN技術中，通過全面地升級以及改造傳統的設備交叉核心，從而使得電路在交換方面可以實現分組交換的機制。這就是PTN設備所擁有的獨特功能，即完成統計中復用能力以及彈性帶寬的分配能力，由于其具備這一獨特的優點，為PTN技術能夠在IP類的業務中完成傳輸以及承載的任務。

2 電力通信網在OTN+PTN組網的運用情況

和公用的通信網比較，電力通信網具有一定的特殊性，因此，為了可以更好地完成信號傳輸工作，在電力網建設中采用專門的光纜承載電力中的繼電保護信號、營銷系統、遠動信號、自動化信息以及安全自動的裝置信號等業務。一般情況下，電力通信網各個相關站點的密度大[7]，再沿著當前變電站廠中通信路由進行設計，能夠更好地涵蓋數據業務、監視信號以及控制信息等內容，進而能夠順利完成通信傳輸的業務。

2.1 組網方式一

在核心PTN中落地設備主要在匯聚層，并結合PTN設備而進行組環工作，進而可以通過OTN完成光路透傳工作，然后結合單個匯聚點—PTN設備和核心，使得落地設備組成環路，進而保障整個網絡接入層和匯聚層能夠實現自帶保護的效果。

2.2 組網方式二

方式二在方式一中做出相應的改進，即增加核心落地設備所組成的環路，并將匯聚點PTN設備通過OTN實施透傳，其核心機房中的交叉設備能夠通過單獨10 GE環路和OTN設備而完成匯聚工作，并通過PTN設備而將信號上傳至機房。

隨著我國不斷加快電力設施建設，電網的相關業務量以及變電站的數量都出現急劇上升情況，此時對網絡帶寬的容量要求也出現大幅度增加，而傳統的2.5 Gb/s城域網難以滿足實際需求，因此，采用OTN+PTN組網的方式，可以最大限度拓展帶寬容量（見圖1），這種組網模式可以有效彌補傳統電網不足，同時還便于電力建設能夠在智能電網中實現良好的過渡目標。此外，從業務配置的角度分析可知，PTN可以完成傳統TDM業務的要求以及實時傳輸信息的工作[8]。

圖1 OTN+PTN組網方式

3 結語

在當前IP業務發展持續增長的情況下，OTN+PTN的結合是未來的通信發展以及整個系統建設的趨勢。我國三大典型運營公司：中國移動、中國聯通以及中國電信，在通信網絡建設方面取得較大的成績，這對電力方面也帶來良好的啟示，即結合通信發展情況而將OTN+PTN組合在一起，從而更好地為電力建設奠定良好的基礎。

[1]芮小峰.PTN技術在常州電力通信網的應用前景探討[J].城市建設理論研究（電子版），2015（33）：3242-3243.

[2]王迎春，李勇.PTN網絡承載eMBMS業務技術及網絡部署方案[J].電信工程技術與標準化，2016（4）：78-81.

[3]劉曉東，梁洪泉，楊會峰，等.PTN網絡電力業務承載能力分析和安全增強設計[J].無線電工程，2016（9）：24-27.

[4]肖嘉熙.PTN網絡QoS技術應用分析[J].通信電源技術，2015（2）：101-102，113.

[5]黃小東.PTN組網模型及電路開放場景探討[J].機電工程技術，2016（z1）：157-161.

[6]崔芙云.山西廣電OTN傳輸網建設的思考[J].有線電視技術，2013（5）：23-24.

[7]丁慧霞，陳希，王法寧，等.電力 OTN 業務風險影響因素的相關性分析[J].光通信研究，2016（1）：1-3，66.

[8]胡光宇，劉龍.OTN技術在電力信息通信傳輸中的應用剖析[J].企業技術開發，2016（12）：80-81.

Study on OTN+PTN networking technology of power communication network

Wang Xiaoming
（State Grid Shaanxi Electric Power Company Information and Communication Company, Xi’an 710048, China）

The current rapid development of communication network technology, and power industry has also accelerated the pace of communication network construction. After the multi-party discussion and fi nal argument in the technical program, decided to use the new mode of OTN+PTN technology. This paper fi rst analyzes the characteristics and advantages of PTN and OTN technology, and discusses it in detail, hoping to bring some reference value for the construction of electric power communication.

power communication network; OTN+PTN networking technology; construction network

王曉明（1980— ），男，陜西澄城人，碩士，工程師。