OTN 技术在电力通信传输网中的应用分析

冯 丁

（中通服中睿科技有限公司，广东 广州 510630）

0 引 言

随着我国通信技术的不断发展，智能电网建设工作不断深入，电力通信网承载的业务类型和带宽需求也越来越多，现有的同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）传输网络难以满足今后业务对大颗粒电路的需求。因此，在原有技术的基础上需要引入性能更好、更先进的技术，建成集高可靠、高安全、低延时以及智能化等特性于一体的新一代电力通信网络系统，更好地满足业务发展需求。光传送网（Optical Transport Network，OTN）技术灵活性强、结构简单，能够更好地处理大颗粒业务，还可以起到较强的保护作用，从而实现宽带化、安全化的电力通信[1]。

1 OTN 技术分析

在电力通信传输网的建设阶段，通常会应用到OTN 技术。该技术主要的特点是基于波分复用技术，全面融合传统的电力通信网络，同时可以利用光域与电域的扩展性，进一步提高通信网络的稳定性。通过ONT 技术的加持不仅可以克服远距离传输的问题，还可以解决超大宽带通信传输的问题。

OTN 网络共分为3 层，即光信道层、光复用段层以及光传送段层，其分层结构如图1 所示。

图1 OTN 分层结构

（1）光通道层。光通道层包括各种客户信号，如SDH、同步传送模块等级N（Synchronous Transport Module level-N，STM-N）等，提供透明的端到端光传输通道，能够实现连接、配置、备份以及光层保护与恢复等功能。

（2）光复用段层。光复用段层不仅支持波长的复用，还可以以信道的形式进行管理。除此之外，光复用段层可以发挥波分复用功能，保护其中的复用段实现下一步的恢复功能。

（3）光传送段层。光传送段层能够提高光信号传输能力，适用于多种类型的光媒质，可以保证光传输段适配信息的完整性。同时，可以发挥光放大器的检测功能，支持中继器发挥一定的控制功能[2]。

2 OTN 技术在电力通信传输网中的应用

2.1 OTN 技术测试

在电力信息的传输过程中，可以通过合理应用OTN 技术，结合理想形式的测试拓扑模式进行分析，从而保障模式筛选的合理性。OTN 技术应用于电力信息通信的主要工作是建立1个理想的测试拓扑结构，选择最优的测试内容。在测试作业的实施过程中，包括以下2 个方面。一方面，在使用网关的过程中应结合OUT 设备的总维护成本（Total Cost of Maintenance，TCM）开销予以分析，提出有针对性的修改措施，发挥互联网分析仪的实际效用，促进链路检测作业的全面开展，确保TCM 开销能够持续处于正常运行的状态；另一方面，在测试作业阶段，应结合测试设备的整体运行现状予以分析，将OUT 帧进行发送，保证OUT 帧能够符合G.709 协议的要求，将其成功发送至OTN 设备。操作者在插入SM 开销时，需要将其放置于OUT 帧，充分利用OUT 设备网关，促进OUT 设备检查作业全面开展。

2.2 组网与规划

结合电力通信网络传输的骨干层网络节点，以直流换流站为主，其中涵盖超高压公司等内容，在融入OTN 技术时，应保证技术应用的合理性，在数据调度作业中呈现出高效化的调度形式，以保障数据调度的科学性。未来，电力通信网络核心层将采用光传输网技术，以OTN、可重构的光分插复用器（Reconfigrable Optical Add-Drop Mubtiplexer，ROADM）为主要应用技术，这样电力通信网能够拥有更多骨干节点，拓展其承载地理信息系统、客户营销系统及服务中心等相关数据业务。在电力通信网络中，骨干网络的主要节点是直流（Direct Current，DC）换流站、500 kV 变电站、超高压公司、1 000 kV 变电站以及特高压局。有效、合理地调度高速率数据是骨干业务的基础。因为骨干业务属于高优先级范畴，属于高带宽，所以提出了OTN 传输技术。该技术可以利用Mesh 组网，根据传输技术特点和业务流量特点进行信息传输，从而达到更高的光纤资源利用率和灵活调度业务[3-6]。OTN技术应当与光纤物理网络的实际状况相结合，即主用路由采用直接连接，备用路由采用一跳转换。组网与规划如图2 所示。

图2 组网与规划

目前，在实际传输网结构中，仍以光通信技术为主。骨干传输网应形成环网结构，核心层逐渐向网状结构演进，合理选择网络保护方式，提升网络生存能力和业务调度能力。骨干传输网分为A、B 这2 个平面：A 平面采用SDH 技术体制，主要满足电网生产实时控制业务的可靠传送需求；B 平面采用OTN 技术体制，主要满足电网管理业务大带宽传送需求。

省级骨干传输网：A 平面（SW-A）覆盖省调、省通信第二汇聚点、地调、地市通信第二汇聚点以及省调直调厂站等，其设备双重化配置；B 平面（SW-B）覆盖省调、省通信第二汇聚点、省数据中心、地调以及地市通信第二汇聚点，作为数据业务汇聚节点的变电站等。

地市骨干传输网：A 平面（DW-A）覆盖地调、地调直调发电厂和35 kV 及以上变电站等，进行核心汇聚站点设备双重化配置；B 平面（DW-B）覆盖地调、所属县公司、作为数据业务汇聚节点的变电站等。

地市骨干传输网宜采用DW-A、DW-B 双平面架构。DW-A 采用基于SDH 平台的多业务传送平台（Multi-Service Transport Platform，MSTP)技术体制，主要满足电网生产时对业务实时传送可靠性的需求，覆盖地调、地调直调发电厂等。核心汇聚站点的设备宜进行双重化配置，形成环状网。DW-B 则采用OTN技术体制，主要满足电网生产IP 化数据业务及管理业务大带宽传送需求，覆盖地调、地市通信第二汇聚点、所属县公司、作为数据通信网业务汇聚节点的变电站、作为调度数据网自动化节点的变电站以及方便县公司接入的变电站等。

2.3 完善网络保护策略

网络保护分为光层保护和电层保护2 类。

光缆层保护倒换方式主要有光线路保护（Optical Line Protection，OLP）、光复用段保护（Optical Multiplex Section Protect，OMSP）以及光通道保护（Optically Channelled Potentiator，OCP），电层保护倒换方式主要有ODUk SNCP1+1 保护、ODUk SNCP M ∶N 保护和ODUk 环网保护，各种保护方式的对比见表1。

表1 OTN 保护方式对比

从光层来看，OMSP 对光缆资源有较高要求，而OMSP 的最小颗粒为10 Gb/s 且保护倒换判断单一。

从电层来看，ODUk SNCP M ∶N 保护都需要有异步协议规范（Asynchronous Protocol Specification，APS），用作备用波道进行单盘业务转移较为合适。ODUk 环网保护可以更好地节约资源。对于业务颗粒以下速率的ODUk 子波长业务，可以借助ODUk SNCP 1+1 保护。

2.4 局域网络核心层的应用

OTN 技术应用效果较为优良，能够从不同的业务速率出发，对其予以充分承载。在不同的速率条件下，局域网络核心层的应用使电力通信网络能够持续处于正常传输状态，并且可以保证信息传输作业的可靠性。结合OTN 线路系统的整体配置情况，通过建立完善的运行模式对系统配置现状进行改善，可以保障系统整体配置的合理性。在网际互联协议（Internet Protocol，IP）传输网络的运行过程中，还应为高速链路的运行提供基本的技术支持。OTN 技术的应用能够对业务的传输效率予以改善和提升，为电力通信行业的发展提供助力，帮助其实现稳定化的发展目标。

OTN 技术具有非常强的恢复能力，能够更好地搭建光纤传输骨干网络系统，还可以为电力系统提供全方位的服务。在传输网络中利用该技术能够连接不同的电气设备，满足OTN 电力通信骨干网需求，实现全面调节功能。在电力通信骨干网的运行过程中，OTN 技术可以脱离其他的转换设备独立工作，降低了系统的搭建成本。电网可以根据此特点构建供电通信网络，发挥更强大的支持能力。

3 基于OTN 技术优化电力通信传输网络的相关措施

3.1 优化网络路由相关方案

在探索网络路由业务分配机制时，需要综合考虑影响网络路由优化成效的相关因素，提出具有针对性的解决办法，提升优化成效。

对于网络路由而言，能够从资源入手，结合网络路由的资源分配现状，妥善解决均衡负载等问题。同时，综合考虑业务的重要程度，结合线路本身的实际情况，确保线路运行的可靠性。

对于网络路由优化算法而言，将其中的一部分算法进行相应的转化，从而形成数学线性规划，使其能够从多目标优化等方面入手，从而妥善解决问题。但在实际应用过程中存在随机性大和收敛性差等问题，需要结合实际情况进行选择。

3.2 完善网络结构和拓扑方案

在筛选路由时应坚持合理化的基本原则，确保站距分布的均匀性。对于无法选择路由的区段，要借助信号放大器等设备妥善解决站距分布等问题。在业务分配过程中，工作人员应确保所选择的线路具备较高的可靠性，有利于有序开展分配作业。

4 对OTN 技术发展的进一步思考

随着我国社会科技的不断发展与进步，我国现阶段已经拥有了更加先进的电力通信专业化故障检修系统，在该电力系统中充分利用OTN 技术，能够更好地提高设施运行水平，有效满足工作中的需求。同时，应更加重视大数据系统的构建，综合分析设备可能发生的问题，从而更好地规避风险、故障的发生。

5 结 论

通过对OTN 技术的组成、应用以及优化电力通信网络技术等方面的深入研究，在电力通信传输网的运行过程中合理运用OTN 技术，能够对网络运行模式予以优化和完善。基于网络路由优化方式，结合OTN 技术的发展现状，综合考虑电力通信传输网建设工程目标，得出有针对性的优化方案，并保障方案内容的可行性，从而促进我国电力通信传输网络水平的全面提高。