OTN 技術在電力通信傳輸中的運用研究分析

戰奎安

（國網新源控股有限公司檢修分公司，北京 100000）

0 引 言

隨著電力系統的發展進步，電力通信傳輸的安全性受到了更多的關注。需要結合設計要求，打造完整的光傳送網（Optical Transport Network，OTN）技術運行方案，以光網絡分布為基礎，結合通信規范合理控制OTN 技術要點，構建完整的通信體系，從而滿足通信網對性能以及容量的具體需求，更好地搭建穩定和安全的通信傳輸管理平臺，實現經濟效益和社會效益和諧統一的目標。

1 電力通信傳輸中OTN 技術的應用優勢

（1）有效提高電力通信傳輸體系的完整性。OTN技術以同步數字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）技術為基礎，融合了網絡節點接口、物理層以及網絡層，依據相關技術有效構建了完整的運行框架，從而更好地維護電力通信傳輸的穩定性，能夠為業務靈活化運行以及便捷化維護提供良好的保障[1]。

（2）OTN 技術的可靠性較高，利用光層恢復的方式，能夠很好地實現電層子網連接保護（SubNetwork Connection Protection，SNCP）。與傳統技術體系相比，OTN 技術能夠優化信息傳輸過程的真實性，支持多點故障管理，依據電信分級要求順利開展保護工作。

2 OTN 技術與現有網絡的關系

2.1 OTN 技術與WDM 技術的關系

基于我國電力系統通信傳輸管理情況，國內現網波分復用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）的部署量較大，建立線性系統的同時，個別區域利用固定光分插復用器（Optical Add-Drop Multiplexer，OADM）節點完成對環網系統的處理。受到早期技術參數的限制，WDM 網絡在調度方面能力較弱，要想建立更加可行的傳輸體系，就需要建立基于OTN 技術的WDM 網絡模式，擴展現網系統的可行性，提高WDM 網絡調度的靈活性和電力通信傳輸的保護水平。OTN 技術對WDM 技術具體影響如下。

（1）OTN 技術能實現波分設備抽象化處理。在波分設備中，結合不同單元的工作方式，能夠將業務傳送到多個層級結構，每個層級對應特定的信號格式，具有特殊幀格式的信號為光信道（Optical Channel，OCh）層。利用光線路處理后的信號就能定義光傳送段層（Optical Transmission Sectionlayer，OTS）。

（2）WDM 是面向傳送層的技術方案，而OTN技術更加關注傳送層的功能，因此OTN 技術是WDM技術升級的重要方向。傳統的WDM 設備在信號結構方面缺乏統一的標準，利用業務完成“光-電-光”的非特定波長轉換。OTN 技術標準設置后，由于該技術標準非常適用于WDM，因此能夠建立設備互聯互通體系，同時維持設備的運行效果[2]。

2.2 OTN 技術與SDH 技術的關系

與OTN 技術相比，SDH 技術更加側重于接入層和匯聚層的業務要求。OTN 技術設計的初衷，就是將SDH 技術作為凈荷有效封裝在OTN 中，從而更好地彌補SDH 在面向傳送層時的功能缺失，更好地提高維護管理的實效性，確保應用效能滿足要求[3]。因此，在局部范圍內建設以OTN 技術為基礎的線路系統和具備電交叉連接功能的OTN 設備，能更好地擴大OTN 技術的地理覆蓋范圍。同時，借助適配的光調制解調器，能夠保證OTN 通路層鏈路適配SDH 通道，滿足線路系統和層級結構運行控制的雙重要求。

3 電力通信傳輸中OTN 技術的應用要點

目前，對OTN 技術的研究主要集中在智能光網絡實現大顆粒寬帶業務傳送方面。未來，傳送網技術的發展核心是落實和開展國家干線光傳送網、區域干線光傳送網以及本地光傳送網等方面的研究工作，為運營商營造更加科學穩定的網絡控制平臺，從而全面拓展業務市場[4]。

3.1 設備類型選擇

支持《光傳送網（OTN）接口》（YD/T 1462—2011）標準接口的OTN 設備被廣泛使用，具備光交叉功能的OTN 設備、基于光通路數據單元（Optical channel Data Unit，ODUk）電交叉以及基于光電混合交叉的OTN 設備也被陸續推廣[5]。基于OTN 技術的特點，不僅要建立完整的維護管理模式，還要結合不同類型的OTN 設備實現多種組網形態和保護控制。例如，基于光交叉的可重構光分插復用器（Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer，ROADM）設備能夠應用于波長調度工作，實現子網內部操作，更好地提高電力通信傳輸的時效性。其最大容量能達到8～9個維度，單維度支持80 波波長，能夠提高組網靈活性，并進一步降低光電交換組網的成本耗損。

此外，支持電交叉功能的OTN 設備能夠支持波長和子波長調度工作，維持大容量節點組網運行管理的科學性，提高階段性信息傳輸控制的水平。同時，實際組網中，支持光電混合調度功能的OTN 設備對大容量傳送帶寬的應用場景具有普適性。

3.2 組網應用

OTN 技術應用過程中，網絡內部信號格式能夠維持統一，實現多個特定波長合波后信號的協同管理，并且每個特定的波長都能在電層內形成穩定的特定幀運行體系，確保實際處理控制效果更加合理。光線路運行匯總方面，以OTN 標準為基礎的光線路信號稱為光終端復用器（Optical Termination Multiplexer，OTM）信號。開展信息傳輸時，將每個網絡節點信號統一轉換為OTM 信號，從而實現信號的實時傳遞和管理[6]。信號轉換如圖1 所示。

圖1 信號轉換

3.2.1 波分系統OTN 化

目前，結合相關調研數據可知，我國主流廠家對波分系統的研究主要集中于在線路側利用OTN 接口方面，并且能建立不同系統互通的處理體系。若在WDM 系統中應用OTN 接口，則能更好地完成波長通道端到端的性能監督檢測，維持整體應用控制體系的科學性，實現系統應用管理，確保大容量OTN 交叉設備運行穩定。因此，標準OTN 域間信息互通的接口也是波分系統發展的主要方向。

3.2.2 長途網

基于IP 網絡資源綜合應用的管理目標，要在優化中繼電路利用率的基礎上，更好地發揮相應技術的優勢，以實現大容量OTN 交叉設備綜合控制的目標，確保業務響應處理工作能夠順利開展[7]。長途網承載了業務上下傳送等內容，無須建立復雜的業務調度以及交叉處理，因此在推廣使用OTN 技術的過程中，長途網設備支持光轉換單元（Optical Transform Unit，OTU）級別單通道命令行界面（Command-Line Interface，CLI），同時能夠建立光監控信道管理模式、開銷管理模式、波長上下監管模式等，配合相應的技術處理要求和裝配體系，更好地滿足組網控制的基本要求。

此外，OTN 交叉設備的應用不僅能夠優化現有IP 網絡組網模式，還能打造更加可靠科學的運行控制體系，節省大量路由器的安裝數量，并且為IP 承載網絡成本的縮減提供保障。實際應用體系中，IP 網絡的轉接業務無須利用路由器進行中轉處理，配合使用OTN 設備就能保證傳輸層信息傳遞的可控性，并節約路由器接口數量，維持實時性應用控制管理的科學性。其中，OTN 設備的靈活性保護功能還能解決IP 網絡繼電器故障問題，為優化網絡生存性創設良好的技術運行體系，為鏈路利用率的進一步提升提供保障。

3.2.3 城域網

電力信息通信傳輸體系中，城域網的結構和應用模式更加復雜，對應的市場競爭壓力也會增加，為更好地滿足光纖利用率的應用要求，在城域網中推廣OTN 波分系統能有效維護運行的可控性。基于OTN交叉設備，利用OADM 能夠有效實現波長級調度和保護工作的目標，配合OTN 交叉設備實現有效調度，為建網管理提供支持。同時，IP 數據網和傳輸網分項處理能夠更好地緩解核心網數據激增的壓力，降低光纖資源消耗造成的影響，并保證城域核心網設備應用控制效果最優化。

一方面，OTN 光電交叉設備能夠實現波長的靈活交叉和連接控制，OTN 電交叉設備則能有效實現墊層對子波長的交叉處理，提高組網的靈活性和波長復用的便捷性，同時為端對端業務調度處理工作的落實創設良好的技術平臺。另一方面，IP 網絡部分轉接業務體系借助OTN 設備能夠實現傳輸層信息的實時性轉化處理，不僅能夠節約路由器接口資源，還能保證路由器容量可控規范，更好地維系組網運行的靈活性和便捷性。結合智能平面，能夠有效實現OCh/ODUk 自動連接，保證配置管理的科學性，并且能夠維護光傳送網動態分配和靈活控制帶寬資源的效果，為無線網格網絡保護以及恢復功能的落實奠定基礎。

隨著電力系統發展進步，OTN 技術逐漸替代了傳統的WDM 技術以及SDH 技術，并且向著傳送網多元應用的方向發展，更好地建立技術融合控制模式。例如，某OTN 試驗網中，設置5 個骨干層節點，節點之間的線路傳輸速率為10 Gb/s，光纖類型為G.652，依據不同光放段距離和光放段衰減參數完成布設，提供設備級保護和網絡級保護，支持SDH 業務、以太網業務、OTN 業務等。系統框架如圖2 所示。

圖2 系統框架

3.3 骨干網應用OTN 技術

結合電力通信管理情況可知，電力企業相關工作人員要想更好地完成信息網絡網點的控制管理工作，需要結合實際應用要求，保證信息監控的及時性和規范性，更好地維系綜合應用效能，確保自動修復能力能夠滿足骨干網的實際應用需求。在骨干網中應用OTN 技術的優勢如下。

（1）網絡站點數據較為活躍。結合網絡通信發展情況，電力通信傳輸中OTN 技術能夠提高網絡維護的可靠性，依照光纖骨干網能夠實現穩定的通信和信息交互，確保實際應用處理工作能夠依照技術融合要求逐步落實。

（2）在電力通信傳輸中應用OTN 技術能夠保證光纖骨干網通信的便捷性，匹配科學有效的電力設備，并且能夠處理不同類型的數據業務，完成電力信息傳輸控制。OTN 技術能夠結合數據性質差異，按照透明電力信息傳輸要求，發揮靈活性和可拓展性，更好地滿足信息交互控制的基本需求。

此外，OTN 技術測試環節中，只有落實相應的控制模式，構建有效的測試拓撲體系，才能維護運行幀的應用效果，實現OTU 裝置測試應用的基本目標，維護運行狀態的合理性。

4 結 論

OTN 技術在電力通信傳輸工作中具有重要的應用價值，需要結合技術要求落實更加可控的應用模式，在施加系統管理指令的基礎上更好地滿足傳輸要求。為更好地發揮OTN 技術的應用優勢，需要研究組網、技術測試、骨干網應用等方面內容，為電力系統的可持續健康發展奠定堅實基礎。