OTN 技术在电力通信传输中的运用研究分析

战奎安

（国网新源控股有限公司检修分公司，北京 100000）

0 引 言

随着电力系统的发展进步，电力通信传输的安全性受到了更多的关注。需要结合设计要求，打造完整的光传送网（Optical Transport Network，OTN）技术运行方案，以光网络分布为基础，结合通信规范合理控制OTN 技术要点，构建完整的通信体系，从而满足通信网对性能以及容量的具体需求，更好地搭建稳定和安全的通信传输管理平台，实现经济效益和社会效益和谐统一的目标。

1 电力通信传输中OTN 技术的应用优势

（1）有效提高电力通信传输体系的完整性。OTN技术以同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）技术为基础，融合了网络节点接口、物理层以及网络层，依据相关技术有效构建了完整的运行框架，从而更好地维护电力通信传输的稳定性，能够为业务灵活化运行以及便捷化维护提供良好的保障[1]。

（2）OTN 技术的可靠性较高，利用光层恢复的方式，能够很好地实现电层子网连接保护（SubNetwork Connection Protection，SNCP）。与传统技术体系相比，OTN 技术能够优化信息传输过程的真实性，支持多点故障管理，依据电信分级要求顺利开展保护工作。

2 OTN 技术与现有网络的关系

2.1 OTN 技术与WDM 技术的关系

基于我国电力系统通信传输管理情况，国内现网波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）的部署量较大，建立线性系统的同时，个别区域利用固定光分插复用器（Optical Add-Drop Multiplexer，OADM）节点完成对环网系统的处理。受到早期技术参数的限制，WDM 网络在调度方面能力较弱，要想建立更加可行的传输体系，就需要建立基于OTN 技术的WDM 网络模式，扩展现网系统的可行性，提高WDM 网络调度的灵活性和电力通信传输的保护水平。OTN 技术对WDM 技术具体影响如下。

（1）OTN 技术能实现波分设备抽象化处理。在波分设备中，结合不同单元的工作方式，能够将业务传送到多个层级结构，每个层级对应特定的信号格式，具有特殊帧格式的信号为光信道（Optical Channel，OCh）层。利用光线路处理后的信号就能定义光传送段层（Optical Transmission Sectionlayer，OTS）。

（2）WDM 是面向传送层的技术方案，而OTN技术更加关注传送层的功能，因此OTN 技术是WDM技术升级的重要方向。传统的WDM 设备在信号结构方面缺乏统一的标准，利用业务完成“光-电-光”的非特定波长转换。OTN 技术标准设置后，由于该技术标准非常适用于WDM，因此能够建立设备互联互通体系，同时维持设备的运行效果[2]。

2.2 OTN 技术与SDH 技术的关系

与OTN 技术相比，SDH 技术更加侧重于接入层和汇聚层的业务要求。OTN 技术设计的初衷，就是将SDH 技术作为净荷有效封装在OTN 中，从而更好地弥补SDH 在面向传送层时的功能缺失，更好地提高维护管理的实效性，确保应用效能满足要求[3]。因此，在局部范围内建设以OTN 技术为基础的线路系统和具备电交叉连接功能的OTN 设备，能更好地扩大OTN 技术的地理覆盖范围。同时，借助适配的光调制解调器，能够保证OTN 通路层链路适配SDH 通道，满足线路系统和层级结构运行控制的双重要求。

3 电力通信传输中OTN 技术的应用要点

目前，对OTN 技术的研究主要集中在智能光网络实现大颗粒宽带业务传送方面。未来，传送网技术的发展核心是落实和开展国家干线光传送网、区域干线光传送网以及本地光传送网等方面的研究工作，为运营商营造更加科学稳定的网络控制平台，从而全面拓展业务市场[4]。

3.1 设备类型选择

支持《光传送网（OTN）接口》（YD/T 1462—2011）标准接口的OTN 设备被广泛使用，具备光交叉功能的OTN 设备、基于光通路数据单元（Optical channel Data Unit，ODUk）电交叉以及基于光电混合交叉的OTN 设备也被陆续推广[5]。基于OTN 技术的特点，不仅要建立完整的维护管理模式，还要结合不同类型的OTN 设备实现多种组网形态和保护控制。例如，基于光交叉的可重构光分插复用器（Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer，ROADM）设备能够应用于波长调度工作，实现子网内部操作，更好地提高电力通信传输的时效性。其最大容量能达到8～9个维度，单维度支持80 波波长，能够提高组网灵活性，并进一步降低光电交换组网的成本耗损。

此外，支持电交叉功能的OTN 设备能够支持波长和子波长调度工作，维持大容量节点组网运行管理的科学性，提高阶段性信息传输控制的水平。同时，实际组网中，支持光电混合调度功能的OTN 设备对大容量传送带宽的应用场景具有普适性。

3.2 组网应用

OTN 技术应用过程中，网络内部信号格式能够维持统一，实现多个特定波长合波后信号的协同管理，并且每个特定的波长都能在电层内形成稳定的特定帧运行体系，确保实际处理控制效果更加合理。光线路运行汇总方面，以OTN 标准为基础的光线路信号称为光终端复用器（Optical Termination Multiplexer，OTM）信号。开展信息传输时，将每个网络节点信号统一转换为OTM 信号，从而实现信号的实时传递和管理[6]。信号转换如图1 所示。

图1 信号转换

3.2.1 波分系统OTN 化

目前，结合相关调研数据可知，我国主流厂家对波分系统的研究主要集中于在线路侧利用OTN 接口方面，并且能建立不同系统互通的处理体系。若在WDM 系统中应用OTN 接口，则能更好地完成波长通道端到端的性能监督检测，维持整体应用控制体系的科学性，实现系统应用管理，确保大容量OTN 交叉设备运行稳定。因此，标准OTN 域间信息互通的接口也是波分系统发展的主要方向。

3.2.2 长途网

基于IP 网络资源综合应用的管理目标，要在优化中继电路利用率的基础上，更好地发挥相应技术的优势，以实现大容量OTN 交叉设备综合控制的目标，确保业务响应处理工作能够顺利开展[7]。长途网承载了业务上下传送等内容，无须建立复杂的业务调度以及交叉处理，因此在推广使用OTN 技术的过程中，长途网设备支持光转换单元（Optical Transform Unit，OTU）级别单通道命令行界面（Command-Line Interface，CLI），同时能够建立光监控信道管理模式、开销管理模式、波长上下监管模式等，配合相应的技术处理要求和装配体系，更好地满足组网控制的基本要求。

此外，OTN 交叉设备的应用不仅能够优化现有IP 网络组网模式，还能打造更加可靠科学的运行控制体系，节省大量路由器的安装数量，并且为IP 承载网络成本的缩减提供保障。实际应用体系中，IP 网络的转接业务无须利用路由器进行中转处理，配合使用OTN 设备就能保证传输层信息传递的可控性，并节约路由器接口数量，维持实时性应用控制管理的科学性。其中，OTN 设备的灵活性保护功能还能解决IP 网络继电器故障问题，为优化网络生存性创设良好的技术运行体系，为链路利用率的进一步提升提供保障。

3.2.3 城域网

电力信息通信传输体系中，城域网的结构和应用模式更加复杂，对应的市场竞争压力也会增加，为更好地满足光纤利用率的应用要求，在城域网中推广OTN 波分系统能有效维护运行的可控性。基于OTN交叉设备，利用OADM 能够有效实现波长级调度和保护工作的目标，配合OTN 交叉设备实现有效调度，为建网管理提供支持。同时，IP 数据网和传输网分项处理能够更好地缓解核心网数据激增的压力，降低光纤资源消耗造成的影响，并保证城域核心网设备应用控制效果最优化。

一方面，OTN 光电交叉设备能够实现波长的灵活交叉和连接控制，OTN 电交叉设备则能有效实现垫层对子波长的交叉处理，提高组网的灵活性和波长复用的便捷性，同时为端对端业务调度处理工作的落实创设良好的技术平台。另一方面，IP 网络部分转接业务体系借助OTN 设备能够实现传输层信息的实时性转化处理，不仅能够节约路由器接口资源，还能保证路由器容量可控规范，更好地维系组网运行的灵活性和便捷性。结合智能平面，能够有效实现OCh/ODUk 自动连接，保证配置管理的科学性，并且能够维护光传送网动态分配和灵活控制带宽资源的效果，为无线网格网络保护以及恢复功能的落实奠定基础。

随着电力系统发展进步，OTN 技术逐渐替代了传统的WDM 技术以及SDH 技术，并且向着传送网多元应用的方向发展，更好地建立技术融合控制模式。例如，某OTN 试验网中，设置5 个骨干层节点，节点之间的线路传输速率为10 Gb/s，光纤类型为G.652，依据不同光放段距离和光放段衰减参数完成布设，提供设备级保护和网络级保护，支持SDH 业务、以太网业务、OTN 业务等。系统框架如图2 所示。

图2 系统框架

3.3 骨干网应用OTN 技术

结合电力通信管理情况可知，电力企业相关工作人员要想更好地完成信息网络网点的控制管理工作，需要结合实际应用要求，保证信息监控的及时性和规范性，更好地维系综合应用效能，确保自动修复能力能够满足骨干网的实际应用需求。在骨干网中应用OTN 技术的优势如下。

（1）网络站点数据较为活跃。结合网络通信发展情况，电力通信传输中OTN 技术能够提高网络维护的可靠性，依照光纤骨干网能够实现稳定的通信和信息交互，确保实际应用处理工作能够依照技术融合要求逐步落实。

（2）在电力通信传输中应用OTN 技术能够保证光纤骨干网通信的便捷性，匹配科学有效的电力设备，并且能够处理不同类型的数据业务，完成电力信息传输控制。OTN 技术能够结合数据性质差异，按照透明电力信息传输要求，发挥灵活性和可拓展性，更好地满足信息交互控制的基本需求。

此外，OTN 技术测试环节中，只有落实相应的控制模式，构建有效的测试拓扑体系，才能维护运行帧的应用效果，实现OTU 装置测试应用的基本目标，维护运行状态的合理性。

4 结 论

OTN 技术在电力通信传输工作中具有重要的应用价值，需要结合技术要求落实更加可控的应用模式，在施加系统管理指令的基础上更好地满足传输要求。为更好地发挥OTN 技术的应用优势，需要研究组网、技术测试、骨干网应用等方面内容，为电力系统的可持续健康发展奠定坚实基础。