基于OTN技术的智能网络方案研究

单蓉



基于OTN技术的智能网络方案研究

单蓉

摘要：电力通信网对带宽、安全可靠性、超长距传输以及智能化有很高的要求。提出了基于OTN技术规划智能电网的方案，可以提供大容量带宽、工业级保护、超长距传输和大颗粒业务调度；方案的特点是可以实现智能化的电力传输网，降低设备和人力成本。

关键词：智能电网；OTN；超长距传输；带宽

0　引言

电力行业提出了“坚强智能”电网的建设目标，因此，网络带宽化、安全可靠性、超长距传输以及智能化调度对电力传输干线网络提出更高要求和挑战。

电力行业传输网络的特点主要有：以综合信息网为主的电力业务带宽需求较大；与电力生产直接相关的实时性业务的安全要求高；有在极端地理条件下进行超长距业务传输的需求；智能化调度的需求，减少人工操作。

1　网络规划

1.1智能电网的需求

随着电力需求的逐年攀升，新建厂站增多，原有厂站业务量增加，导致电力业务网络的带宽需求也逐年攀升，其中，最主要的带宽需求来自于综合信息网，如视频会议、视频监控，VOIP，远程教育等，业务颗粒也在向大颗粒的GE转变。因为电力业务安全性要求极高，因此，对不同的业务实行物理隔离加剧了高带宽需求。

电力干线网络建设的过程中，具有长距传输的需求，比如，厂站到调度中心距离偏远，地理条件受限，中间不具备机房的建设条件，但现网以MSTP为主，传输距离有限，无法满足长距传输的需求。

干线层大颗粒的业务需要具备灵活的业务调度能力，以提供业务的快速开通，修改和调度能力，减轻维护压力。传统WDM设备只能靠手工计算业务路径，手工连纤，工作量大，易出错，无法满足智能调度的需求，并且也无法提供抗多点失效能力。

电力的安全性至关重要，所以需要确保业务，网络和设备的安全性。

1.2业务需求

电力行业对于OTN的保护来说都进行了线路1+1的保护方式，有电交叉的地方对子波长也进行了1+1保护，以满足对业务的高可靠性要求。

业务都是将数据和多业务的小颗粒汇聚为GE以上，或者数据GE以上的大颗粒业务进行业务调度，多是按照电力用户的需求进行相关电交叉配置。

2　解决方案设计

2.1大容量带宽设计

（1）大容量OTN解决方案：采用40G100G技术，提供超大容量带宽，支持单波容量和波道的平滑升级，对不同等级和分类的业务，充足的波长子波长资源可满足物理隔离的需求，保证安全性。

（2）IWF技术：集中式波长反馈控制技术实现5GHz的波长精度，自动调整每个波长的偏移使系统处于最佳状态，可以节省20%OTU的成本。

（3）高集成度合分波：节省机柜槽位数20%，显著提高系统集成度，广泛应用于国内外工程。

2.2工业级保护的设计

（1）OTN保护的阶段性部署策略：电力业务分为三个阶段从现网MSTP切换到OTN网络，调度数据网和综合信息网采用IP over OTN，OTN提供波长、ODUk和ODUflex级别的保护，满足生产调度业务小于30ms以及继电保护业务小于12ms时延的需求。

（2）专利的通道共享保护：考虑到容灾备份，OTN的核心节点分立在不同地市，调度网和数据网的业务在OTN上呈分布式流向，采用共享保护节约50%的波长资源，并且满足工业级30ms保护时间；光电1+1保护方案：业界最快保护切换，满足工业级30ms保护时间。

（3）设备级可靠性——先进的立方保护：交叉单板支持先进的立方级保护，任意两块交叉板同时损坏，不会对业务造成任何影响，失效概率从平方级降低到立方级。

2.3超长距离传输设计

（1）超长距光源技术：采用RZ/FEC/AFEC技术，延长传输距离，节省中继单板。

（2）高功率OA：高功率OA 技术，相比传统OA性能更优，易维护，应用范围更广。

（3）拉曼放大技术：延长传输距离30-50公里，降低放大器噪声并提高光信噪比5-6dB，适用于超长距离传输，普通光放站无法满足传输需求的场景。

（4）远程泵浦光放大器：延伸光纤损耗为15-18dB的传输距离，适用于电力厂站偏远以及站点间横跨高山，湖泊，沙漠，海洋等地理条件受限的应用场景。

2.4大颗粒业务调度设计

（1）综合信息网省中心和地市中心之间需要新增高带宽的业务，如视频监控、宽带，要求OTN网络对GE以上大颗粒业务快速开通。

（2）在电力网络中，不时会发生因为输电线路的拆

迁改造而造成的数据传输路径更改，要求OTN调度节点可以对业务进行灵活的交叉调度，实现快速的业务修改。

（3）随着智能电网的发展，网络规模不断扩大，增加备用保护路径可以有效抵抗多点失效，提高网络的安全性，要求OTN调度节点具有更多维度的灵活交叉调度能力。

（4）光交叉疏导体系：提供2维到10维的平滑升级ROADM解决方案，最大节点容量达到40Gx80波x10维=32T，提供波长级业务流量疏导，真正实现端到端波长快速提供，与WASON-GMPLS技术结合，实现电力调度业务的高效承载；电交叉疏导体系：构建电力网核心调度站点，能够提供ODU0/1/2/2e/3/3e2/4交叉颗粒和3.2T交叉容量。

3　方案特点

（1）明确OTN在电力承载网中的定位，分析电力传输干线网络目前面临的需求，提出电力网的四大挑战：带宽压力、安全问题、超长距传输和智能化调度。

（2）OTN能够带给坚强智能电网的解决方案，可以为电力网提供高带宽承载、工业级智能化保护、超长距离传输和大颗粒业务调度。

（3）根据从电力行业对OTN后续的需求分析了未来电力行业OTN的演进方向：网络的发展趋势，智能保护的发展趋势和多业务等级服务的扩展。

4　总结

采用电力行业OTN解决方案，可以实现电力行业“坚强智能”网络的建设目标，为电力传输网络提供大容量、超长距、高可靠及智能化传输网络，节省了光纤资源，减少设备投入，节约备品备件，降低人力资源成本。

参考文献

[1] 金炜.OTN技术在电力通信网中的应用研究[D].北京:华北电力大学,2005.

[2] 康玉海,分析OTN技术在电力通信中的应用[J].电子技术与软件工程,2014-12.

[3] 黄海清; 康巧燕; 李维民,超级通道——下一代OTN技术[J],光通信技术,2014-11.

[4] 刘明.延边移动智能光网络技术方案的研究[D],吉林:吉林大学,2013.

[5] 周婕.OTN技术及其在长途传输网中的应用[J].信息通信,2014-2.

收稿日期：（2015.04.19）

作者简介：单蓉（1978-），女，甘肃古浪人，渭南师范学院数学与信息科学学院，智慧城市工程技术中心，副教授，硕士，研究方向：计算机网络、文本挖掘，渭南，714000

基金项目：陕西省(数学)扶持学科建设项目；校级特色学科建设项目（14TSXK02）

文章编号：1007-757X(2015)12-0011-01

中图分类号：TP182

文献标志码：A