單蓉

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基于OTN技術(shù)的智能網(wǎng)絡(luò)方案研究

單蓉

摘要：電力通信網(wǎng)對(duì)帶寬、安全可靠性、超長距傳輸以及智能化有很高的要求。提出了基于OTN技術(shù)規(guī)劃智能電網(wǎng)的方案，可以提供大容量帶寬、工業(yè)級(jí)保護(hù)、超長距傳輸和大顆粒業(yè)務(wù)調(diào)度；方案的特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)智能化的電力傳輸網(wǎng)，降低設(shè)備和人力成本。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；OTN；超長距傳輸；帶寬

0　引言

電力行業(yè)提出了“堅(jiān)強(qiáng)智能”電網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)，因此，網(wǎng)絡(luò)帶寬化、安全可靠性、超長距傳輸以及智能化調(diào)度對(duì)電力傳輸干線網(wǎng)絡(luò)提出更高要求和挑戰(zhàn)。

電力行業(yè)傳輸網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)主要有：以綜合信息網(wǎng)為主的電力業(yè)務(wù)帶寬需求較大；與電力生產(chǎn)直接相關(guān)的實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)的安全要求高；有在極端地理?xiàng)l件下進(jìn)行超長距業(yè)務(wù)傳輸?shù)男枨?；智能化調(diào)度的需求，減少人工操作。

1　網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

1.1智能電網(wǎng)的需求

隨著電力需求的逐年攀升，新建廠站增多，原有廠站業(yè)務(wù)量增加，導(dǎo)致電力業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求也逐年攀升，其中，最主要的帶寬需求來自于綜合信息網(wǎng)，如視頻會(huì)議、視頻監(jiān)控，VOIP，遠(yuǎn)程教育等，業(yè)務(wù)顆粒也在向大顆粒的GE轉(zhuǎn)變。因?yàn)殡娏I(yè)務(wù)安全性要求極高，因此，對(duì)不同的業(yè)務(wù)實(shí)行物理隔離加劇了高帶寬需求。

電力干線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過程中，具有長距傳輸?shù)男枨螅热?，廠站到調(diào)度中心距離偏遠(yuǎn)，地理?xiàng)l件受限，中間不具備機(jī)房的建設(shè)條件，但現(xiàn)網(wǎng)以MSTP為主，傳輸距離有限，無法滿足長距傳輸?shù)男枨蟆?/p>

干線層大顆粒的業(yè)務(wù)需要具備靈活的業(yè)務(wù)調(diào)度能力，以提供業(yè)務(wù)的快速開通，修改和調(diào)度能力，減輕維護(hù)壓力。傳統(tǒng)WDM設(shè)備只能靠手工計(jì)算業(yè)務(wù)路徑，手工連纖，工作量大，易出錯(cuò)，無法滿足智能調(diào)度的需求，并且也無法提供抗多點(diǎn)失效能力。

電力的安全性至關(guān)重要，所以需要確保業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的安全性。

1.2業(yè)務(wù)需求

電力行業(yè)對(duì)于OTN的保護(hù)來說都進(jìn)行了線路1+1的保護(hù)方式，有電交叉的地方對(duì)子波長也進(jìn)行了1+1保護(hù)，以滿足對(duì)業(yè)務(wù)的高可靠性要求。

業(yè)務(wù)都是將數(shù)據(jù)和多業(yè)務(wù)的小顆粒匯聚為GE以上，或者數(shù)據(jù)GE以上的大顆粒業(yè)務(wù)進(jìn)行業(yè)務(wù)調(diào)度，多是按照電力用戶的需求進(jìn)行相關(guān)電交叉配置。

2　解決方案設(shè)計(jì)

2.1大容量帶寬設(shè)計(jì)

（1）大容量OTN解決方案：采用40G100G技術(shù)，提供超大容量帶寬，支持單波容量和波道的平滑升級(jí)，對(duì)不同等級(jí)和分類的業(yè)務(wù)，充足的波長子波長資源可滿足物理隔離的需求，保證安全性。

（2）IWF技術(shù)：集中式波長反饋控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)5GHz的波長精度，自動(dòng)調(diào)整每個(gè)波長的偏移使系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)，可以節(jié)省20%OTU的成本。

（3）高集成度合分波：節(jié)省機(jī)柜槽位數(shù)20%，顯著提高系統(tǒng)集成度，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外工程。

2.2工業(yè)級(jí)保護(hù)的設(shè)計(jì)

（1）OTN保護(hù)的階段性部署策略：電力業(yè)務(wù)分為三個(gè)階段從現(xiàn)網(wǎng)MSTP切換到OTN網(wǎng)絡(luò)，調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)和綜合信息網(wǎng)采用IP over OTN，OTN提供波長、ODUk和ODUflex級(jí)別的保護(hù)，滿足生產(chǎn)調(diào)度業(yè)務(wù)小于30ms以及繼電保護(hù)業(yè)務(wù)小于12ms時(shí)延的需求。

（2）專利的通道共享保護(hù)：考慮到容災(zāi)備份，OTN的核心節(jié)點(diǎn)分立在不同地市，調(diào)度網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)的業(yè)務(wù)在OTN上呈分布式流向，采用共享保護(hù)節(jié)約50%的波長資源，并且滿足工業(yè)級(jí)30ms保護(hù)時(shí)間；光電1+1保護(hù)方案：業(yè)界最快保護(hù)切換，滿足工業(yè)級(jí)30ms保護(hù)時(shí)間。

（3）設(shè)備級(jí)可靠性——先進(jìn)的立方保護(hù)：交叉單板支持先進(jìn)的立方級(jí)保護(hù)，任意兩塊交叉板同時(shí)損壞，不會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)造成任何影響，失效概率從平方級(jí)降低到立方級(jí)。

2.3超長距離傳輸設(shè)計(jì)

（1）超長距光源技術(shù)：采用RZ/FEC/AFEC技術(shù)，延長傳輸距離，節(jié)省中繼單板。

（2）高功率OA：高功率OA 技術(shù)，相比傳統(tǒng)OA性能更優(yōu)，易維護(hù)，應(yīng)用范圍更廣。

（3）拉曼放大技術(shù)：延長傳輸距離30-50公里，降低放大器噪聲并提高光信噪比5-6dB，適用于超長距離傳輸，普通光放站無法滿足傳輸需求的場景。

（4）遠(yuǎn)程泵浦光放大器：延伸光纖損耗為15-18dB的傳輸距離，適用于電力廠站偏遠(yuǎn)以及站點(diǎn)間橫跨高山，湖泊，沙漠，海洋等地理?xiàng)l件受限的應(yīng)用場景。

2.4大顆粒業(yè)務(wù)調(diào)度設(shè)計(jì)

（1）綜合信息網(wǎng)省中心和地市中心之間需要新增高帶寬的業(yè)務(wù)，如視頻監(jiān)控、寬帶，要求OTN網(wǎng)絡(luò)對(duì)GE以上大顆粒業(yè)務(wù)快速開通。

（2）在電力網(wǎng)絡(luò)中，不時(shí)會(huì)發(fā)生因?yàn)檩旊娋€路的拆

遷改造而造成的數(shù)據(jù)傳輸路徑更改，要求OTN調(diào)度節(jié)點(diǎn)可以對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行靈活的交叉調(diào)度，實(shí)現(xiàn)快速的業(yè)務(wù)修改。

（3）隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大，增加備用保護(hù)路徑可以有效抵抗多點(diǎn)失效，提高網(wǎng)絡(luò)的安全性，要求OTN調(diào)度節(jié)點(diǎn)具有更多維度的靈活交叉調(diào)度能力。

（4）光交叉疏導(dǎo)體系：提供2維到10維的平滑升級(jí)ROADM解決方案，最大節(jié)點(diǎn)容量達(dá)到40Gx80波x10維=32T，提供波長級(jí)業(yè)務(wù)流量疏導(dǎo)，真正實(shí)現(xiàn)端到端波長快速提供，與WASON-GMPLS技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度業(yè)務(wù)的高效承載；電交叉疏導(dǎo)體系：構(gòu)建電力網(wǎng)核心調(diào)度站點(diǎn)，能夠提供ODU0/1/2/2e/3/3e2/4交叉顆粒和3.2T交叉容量。

3　方案特點(diǎn)

（1）明確OTN在電力承載網(wǎng)中的定位，分析電力傳輸干線網(wǎng)絡(luò)目前面臨的需求，提出電力網(wǎng)的四大挑戰(zhàn)：帶寬壓力、安全問題、超長距傳輸和智能化調(diào)度。

（2）OTN能夠帶給堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的解決方案，可以為電力網(wǎng)提供高帶寬承載、工業(yè)級(jí)智能化保護(hù)、超長距離傳輸和大顆粒業(yè)務(wù)調(diào)度。

（3）根據(jù)從電力行業(yè)對(duì)OTN后續(xù)的需求分析了未來電力行業(yè)OTN的演進(jìn)方向：網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)，智能保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)和多業(yè)務(wù)等級(jí)服務(wù)的擴(kuò)展。

4　總結(jié)

采用電力行業(yè)OTN解決方案，可以實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)“堅(jiān)強(qiáng)智能”網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)目標(biāo)，為電力傳輸網(wǎng)絡(luò)提供大容量、超長距、高可靠及智能化傳輸網(wǎng)絡(luò)，節(jié)省了光纖資源，減少設(shè)備投入，節(jié)約備品備件，降低人力資源成本。

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收稿日期：（2015.04.19）

作者簡介：單蓉（1978-），女，甘肅古浪人，渭南師范學(xué)院數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院，智慧城市工程技術(shù)中心，副教授，碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、文本挖掘，渭南，714000

基金項(xiàng)目：陜西省(數(shù)學(xué))扶持學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目；校級(jí)特色學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目（14TSXK02）

文章編號(hào)：1007-757X(2015)12-0011-01

中圖分類號(hào)：TP182

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A