电力通信中分组增强型OTN技术应用研究

程建海

（江西省通信产业服务有限公司上饶分公司，江西 上饶 334100）

1 OTN技术的基本概念综述

1.1 OTN技术内容

OTN技术的基础是传统的波分复用技术，分组增强型OTN技术在此基础之上增加了光通路数据单元K交叉、虚容器交叉和光通路交叉等新技术，因此与传统的技术相比，分组增强型OTN技术具有更强的逻辑处理能力，也具有更为现实化的电力通信分层管理能力[1]。分组增强型OTN技术的基础类型应用由传送模块、管理模块和控制模块组成。此外，分组处理模块和分组交换模块可保障技术的空间分层能力和协调能力。OTN技术能够实现更大容量数据的传输，并且能够实现板卡式和交叉式信息的互相传递，能够适应较为复杂的电网传输环境。

1.2 OTN发展现状

我国早在2013年就出台了《分组增强型光传送网（OTN）设备技术要求》，以此作为OTN技术在我国应用和发展的使用标准。而纵观国际发展大趋势，国际网络运营商对OTN技术的重视是自2011年开始的，因此整个的国际发展环境趋于平和，其发展势头并不强劲。在提出了有关于OTN技术交换能力以及多层应用场景融合的概念之后，OTN技术的应用优势逐渐开始显现，与传统的分层交换设备逐渐剥离。目前国际运营商可以完成对分组增强型OTN技术分组处理、分组交换以及分组分层适配等功能的应用，OTN技术成为了保障通信管理工作顺利进行的基础性技术保障[2]。但只有部分的运营商可提供技术的商用版本，因此我国若想在电网发展和框架构造上有所突破，就必须要在该领域取得自己的技术成果。OTN技术应用过程中的优势有很多，它支持VC和ODUK的交叉功能，同时支持OAM功能，其处理效果优秀。但是我们在其应用过程中也发现了一些应用短板，比如在支持OAM功能应用的同时，OTN技术没有办法直接通过背板主线进行交叉，且开展业务的过程中，该技术呈现的整体线路卡板类型并不多，因此OTN虽然在逻辑能力和稳定性方面有所建树，但其应用可能会影响到业务范围以及分组业务的能力，这对整体框架的建设提出了更高的要求。

2 分组增强型OTN技术的功能、应用特性解析

2.1 OTN技术的功能设计

以FONST 5000 U系列的分组增强型OTN产品作为示例进行分析。首先该设备需要利用集中交换平台对PTN和OTN进行融合，在同一交换单元内实现VC/Packet/ODUK的交换。此时的设备电交叉容量已经得到了进一步的扩充。单子框最大的交叉容量为12.8 Tbit/s，在OTN技术的支持下可升级到25.6 Tbit/s，容量的升级代表着电交叉自由角度能力的提升。这一系列的分组增强型OTN产品具备100 Mbit/s～100 Gbit/s的速率，在这区间内的任意速率都可适应于不同的业务发展，以及不同环境下的传输带宽能力。同时其颗粒处理能力和多数据的处理能力相当灵活，应用过程中可满足节电设备频率的同步控制。具备超大容量的电交叉能力，支持提升单子框的交叉能力，对不同业务能力的兼容，这都是最终无缝衔接到FONST1000/13000/14000/15000的前提。

2.2 OTN技术的应用性质

OTN的应用业务类型较为多样化，不同的OTN系统之间也可以进行组网，其集中交换体系上的分组化光传送功能可互通有无，覆盖了骨干层、核心层、汇聚层和接入层。不同的层级具有不同的应用效果。除此之外，OTN技术还可以与OTN、PTN、SDH这些设备交叉组网，业务类型较为广泛。目前我们认识和实际交叉应用比较多的业务有SDH业务、以太网业务、SAN存储业务和OTN业务等等。以OTN业务为例，OTN业务在OTU1中的应用速率是2.7 bit/s，在OTU2中的应用速率是10.71 Gbit/s，在OTU2e中的应用速率是11.10 Gbit/s，在OTU3中的应用速率是43.02 Gbit/s，在OTU4中的应用速率是111.8 Gbit/s。

2.3 光纤通信系统波长可调节性和光功率管理特性

光纤通信系统波长主要是通过线路接口集成板块的调节来完成的，分组增强型OTN技术不需要固定方向，可以在所有方向提供波长粒度的信道，在C波段50 GHz间隔的96波范围之内若有不同波长可对应完成调节。系统的可调节性能够帮助其适应不同线路接口盘的波长转换，因此不同业务的接口机盘均能够被有效掌握。不同类型的故障机盘也可被顺利改变。在实际应用过程中，可大大降低电平接受光信号过程中出现的故障问题，进一步保障波长调节的安全性和电网运行的安全性。

OTN技术在光功率上的管理特性主要体现在它能够利用DWDM系统的链路来完成自我功能的不断调节，满足发端光信噪比以及平坦度的需求。OTN技术可同时对收发两端进行管理，在其固有的光谱分析模块中，收发两端的输出功率会受到系统的统一管理，直到其输出的功率满足对应的标准。而针对机箱内光模块OPM模块，OTN技术主要进行单波功率的监测，以此提升检测的准确率，降低误判。针对VMU/WSS模块，则是检测其设定值和单波功率的一致性，通过数据出入来测定该模块是否出现了数据偏差。

3 分组增强型OTN技术的实际应用

3.1 在继电保护业务场景中的实际应用

分组增强型OTN技术具备几个较为典型的应用业务类型，继电保护业务是其中之一[3]。在继电保护业务执行的过程中，该技术通常选择的是纵联保护形式，也就是通过对电路两边的参数监督，来快速区分不同区域的内部短路和外部短路情况。这样的业务保护模式优势突出，速度快，能够做到有选择性地对任意的短路点采取措施。因此在继电保护业务执行过程中，电路的电气参数（两侧同时均有参数需求）是非常重要的，能够方便对参数进行比较和联合工作。继电保护过程中使用纵联保护模式，业务上主要选择的接口为E1接口。通过E1接口处的单板内部SDH的映射，进入到ODU1中，适配ODU0并与之交换，从而进入到ODUK，此番转换过后就可进入到线路一侧进行传输，该条线路可视为延迟性较小，安全性较高的业务专线。

3.2 在系统保护业务场景中的实际应用

系统保护过程中需要OTN技术兼顾对交直流的协控、对层间适配能力的控制、对负荷的精准切入、对多频震荡的监控、对全景状态系统的感知与协调等等。因此在系统保护业务进行的过程中，需要承载整个系统的运营方式，覆盖并深入系统各个区域之间完成监控。保证对其核心区域完成主要控制，包括其骨干层、接入层、负荷终端的控制层。进行系统保护工作时推荐使用GE/10 GE接口，具有高敏感低延迟的优点，能够满足大颗粒高时延的需求。并且OTN技术自身就具备有大带宽的优势，且管道数量充足，可充分与其他各电力线路交叉，其分组交换能力非常优秀。因此将OTN技术应用于系统保护业务中，提升系统传输的安全性，保障了大颗粒业务的传输，可真正意义上实现全光动态的汇聚和疏导，真正意义上满足光电性能的交换和联网的需求，帮助摆脱光网传输的限制问题。

4 结语

文中列举的继电保护任务和系统保护任务是当前我国OTN技术应用范围较广的典型电力业务应用场景。通过对分组增强型OTN技术自上而下的解读，我们可以初步了解该技术的应用优势和未来的发展前景。为满足智能电网的需求，不断提升网络通信系统的质量和容量，我们需要借助OTN系统的跨区域优势来完成多电域和光域的协作，这也是促进电力通信系统业务水平提升的一大助力。