电力通信网OTN+PTN组网技术研究

王晓明

（国网陕西省电力公司信息通信公司，陕西 西安 710048）

电力通信网OTN+PTN组网技术研究

王晓明

（国网陕西省电力公司信息通信公司，陕西 西安 710048）

当前通信网技术发展迅速，电力行业也加快了通信网络建设节奏。在对技术方案进行多方研讨、终极论证后，决定采用OTN+PTN技术相结合的新模式。文章首先分析了PTN技术和OTN技术的特点与优势，并对此进行详细论述，希望能够对电力通信建设带来一定的参考价值。

电力通信网；OTN+PTN组网技术；网络建设

我国电力业务在新世纪得到了快速发展，随之各行业也开拓了一个全新的发展模式。在电力业务带宽需求逐渐增长的情况下，传统同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）网络已经难以满足当前的电力通信网发展需求。随着网络建设的扁平化和为未来网络建设的探究，经过多方论证在电力行业采用分组传送网（Packet Transport Network，PTN）和光传送网（Optical Transport Network，OTN）相结合的组网方式最可行，旨在为电力行业提供一张长距离、大容量、高带宽的智能传送网[1]。

1 OTN技术和PTN技术特点和优势

1.1 OTN技术的特点与优势

随着通信技术的不断发展，OTN作为一种全新的传送技术，设计架构中融合了光层和电层，在传送网中相互协同、兼容。OTN在SDH/SONET等技术上不断演进，智能网络的可控化管理为生产、运营带来了高效性。OTN技术和SDH/ SONET技术相比，有更高的灵活性和可靠性[2]。

OTN技术核心的协议（ITUG.709协议）可以从3个角度做出定义：（1）ITUG.709的协议可以更好地完成OTN光的传输体定义；（2）在ITUG.709的协议中，OTN开销的功能能够完成定义，并支持一些多波长光的网络；（3）在ITUG.709的协议中，映射的客户端信号通过OTN帧的结构完成定义，并且还可以掌握比特率以及格式而完成定义。由于OTN技术是从密集型光波复用（Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM）技术中不断演进而产生的，并结合G.709协议影响实现对线路的侧接口进行重新封装，这就较好地满足了电交叉以及光交叉对灵活用性的要求，经过这一系列技术革新之后，OTN技术能够在操作管理维护（Operation Administration and Maintenance，OAM）以及业务的调度能力方面出现较大的提升，进而使得OTN技术更好地领先于传统的DWDM技术[3]。具备诸多优势的OTN技术在未来电力通信发展过程中，极有可能会为下一代的骨干网络建设提供良好的技术支持。除此之外，OTN技术还可以满足当前IP业务长距离的传送需要以及超高带宽的传送要求，从而使得大颗粒的业务（如2.5/10/40Gbit/s等）可以快速进行传递，而这一技术优势又是PTN技术难以实现的。因此，OTN技术运用在电力调度方面所具有的优势，从而使得其可以在数字化的系统中完成智能控制的任务。

1.2 PTN技术的特点及优势

在当前的通信技术发展中，PTN作为基于分组以及面向连接传送的技术，其主要是通过底层的介质（光传输）实施连接，进而有效传递出IP的业务。其中PTN中OAM所包括的段层主要有：OAM，LSP，PW，而业务OAM和链路OAM则可以同时获得更好的支持，即每一个层次中OAM的操作模式都能够以主动性以及人工控制等方式完成周期性报告[4]。在PTN中，采用直连链路方式进行组网的模式，能够较好地降低业务穿通的成本，同时也可以较好提高节点的利用率以及路由管理的效率。除此之外，为了可以更好地完成对带宽扩容，此时就可以在某一节点中增加OTN的链路即可完成；所以在业务调度的层次中就可以更好地提供便利性，即采用PTN可以将端到端以及面向连接而完成内嵌的二层设备，进而可以实现统计的复用功能以及组播功能，同时也使得端到端中的网络业务得到良好的保护。由此可知，业务传送以及保护倒换方面，网络的故障定位以及网管功能都具有显著的优势，这和传统二层交换的设备相比，PTN中的内核IP化能够完成小颗粒的业务以及传输工作，从而使得这部分任务可以汇聚接入层对应的IP中，同时在IP业务量增大或者是突发性强的情况下，PTN有良好带宽统计以及复用的功能[5]，尤其是突发性强以及流量不确定情况下，此时业务冲击会更加具有活力。

对于PTN而言，其优势主要是能够实现多层保护，即通过设备级、网络级以及单板级而完成对应的要求。在网络级的保护中，主要还包括如下几个不同的方面，即MPLS-TP线性的保护（例如1+1和1∶1的保护）、环网保护（即Wrapping以及Steering的保护）以及以太网中LAG的保护等，从而更好地为业务监控、管理以及电信级保护提供帮助。例如其中的设备级保护主要包含的内容有：主控以及通信处理的单元、时钟以及交叉处理单元中1+1的保护，在电源1+1的保护中，能够不断地提高设备生存性能，从而使得网络级的保护以及恢复能力得到显著提升。在传统的光传输设备中，许多特性被PTN颠覆，而且PTN还延续MSTP所具有的特点，例如易于管理以及便于维护等特点[6]，这就可以实现对多业务实施保护的目标，在PTN技术中，通过全面地升级以及改造传统的设备交叉核心，从而使得电路在交换方面可以实现分组交换的机制。这就是PTN设备所拥有的独特功能，即完成统计中复用能力以及弹性带宽的分配能力，由于其具备这一独特的优点，为PTN技术能够在IP类的业务中完成传输以及承载的任务。

2 电力通信网在OTN+PTN组网的运用情况

和公用的通信网比较，电力通信网具有一定的特殊性，因此，为了可以更好地完成信号传输工作，在电力网建设中采用专门的光缆承载电力中的继电保护信号、营销系统、远动信号、自动化信息以及安全自动的装置信号等业务。一般情况下，电力通信网各个相关站点的密度大[7]，再沿着当前变电站厂中通信路由进行设计，能够更好地涵盖数据业务、监视信号以及控制信息等内容，进而能够顺利完成通信传输的业务。

2.1 组网方式一

在核心PTN中落地设备主要在汇聚层，并结合PTN设备而进行组环工作，进而可以通过OTN完成光路透传工作，然后结合单个汇聚点—PTN设备和核心，使得落地设备组成环路，进而保障整个网络接入层和汇聚层能够实现自带保护的效果。

2.2 组网方式二

方式二在方式一中做出相应的改进，即增加核心落地设备所组成的环路，并将汇聚点PTN设备通过OTN实施透传，其核心机房中的交叉设备能够通过单独10 GE环路和OTN设备而完成汇聚工作，并通过PTN设备而将信号上传至机房。

随着我国不断加快电力设施建设，电网的相关业务量以及变电站的数量都出现急剧上升情况，此时对网络带宽的容量要求也出现大幅度增加，而传统的2.5 Gb/s城域网难以满足实际需求，因此，采用OTN+PTN组网的方式，可以最大限度拓展带宽容量（见图1），这种组网模式可以有效弥补传统电网不足，同时还便于电力建设能够在智能电网中实现良好的过渡目标。此外，从业务配置的角度分析可知，PTN可以完成传统TDM业务的要求以及实时传输信息的工作[8]。

图1 OTN+PTN组网方式

3 结语

在当前IP业务发展持续增长的情况下，OTN+PTN的结合是未来的通信发展以及整个系统建设的趋势。我国三大典型运营公司：中国移动、中国联通以及中国电信，在通信网络建设方面取得较大的成绩，这对电力方面也带来良好的启示，即结合通信发展情况而将OTN+PTN组合在一起，从而更好地为电力建设奠定良好的基础。

[1]芮小峰.PTN技术在常州电力通信网的应用前景探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2015（33）：3242-3243.

[2]王迎春，李勇.PTN网络承载eMBMS业务技术及网络部署方案[J].电信工程技术与标准化，2016（4）：78-81.

[3]刘晓东，梁洪泉，杨会峰，等.PTN网络电力业务承载能力分析和安全增强设计[J].无线电工程，2016（9）：24-27.

[4]肖嘉熙.PTN网络QoS技术应用分析[J].通信电源技术，2015（2）：101-102，113.

[5]黄小东.PTN组网模型及电路开放场景探讨[J].机电工程技术，2016（z1）：157-161.

[6]崔芙云.山西广电OTN传输网建设的思考[J].有线电视技术，2013（5）：23-24.

[7]丁慧霞，陈希，王法宁，等.电力 OTN 业务风险影响因素的相关性分析[J].光通信研究，2016（1）：1-3，66.

[8]胡光宇，刘龙.OTN技术在电力信息通信传输中的应用剖析[J].企业技术开发，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

王晓明（1980— ），男，陕西澄城人，硕士，工程师。