廣東電通工程技術有限公司 盧逸淳

隨著科技的進步與發(fā)展，信息技術越來越成熟，信息技術的應用范圍也早已不局限于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)中，多個領域都因為信息技術的應用而獲得生產(chǎn)力的提升。對電力通信系統(tǒng)來說，傳統(tǒng)電力傳送網(wǎng)絡技術已經(jīng)難以適應當今電力系統(tǒng)的運行環(huán)境和數(shù)據(jù)處理需求。傳統(tǒng)電層、光層相結合的內網(wǎng)技術也逐漸被新型OTN信息傳送網(wǎng)技術所替代，OTN信息傳送網(wǎng)技術能有效改善傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中信息傳輸?shù)难舆t和內存空間不足的問題，利用該技術進行信息的實時傳輸和交換，更加滿足新社會需求下電力通信系統(tǒng)的應用需求。

從當前科技水平來說，SDH技術已經(jīng)趨于成熟，但該技術更注重處理或調度業(yè)務電層方方面的信號，雖然應用該技術進行業(yè)務信號的管理、保護和調度靈活性較高，但在傳送層和較差調度方面還存在一定缺陷，且擴展能力表現(xiàn)較差。出現(xiàn)此種缺陷的主要原因是由于SDH技術基于VC-12/VC4的交叉調度顆粒偏小，傳輸通道為單通道，此種傳輸方式會限制較差調度顆粒的大小，且調度顆粒難以進行大通量同時傳輸，難以滿足不斷增長的調度業(yè)務容量。

WDM網(wǎng)絡是將若干不同波長的光載波信號通過光纖進行點對點傳輸，該種技術的出現(xiàn)顯著提高了帶寬利用率，但點對點傳輸?shù)姆绞讲焕趯I(yè)務信號進行組網(wǎng)和調度。為解決以上兩種技術在應用中存在的不足，國際電信聯(lián)盟電信標準號部門在1998年時正式提出OTN光傳送網(wǎng)的概念。隨著移動通信技術的進步和發(fā)展，電信行業(yè)進入全業(yè)務運行時代，網(wǎng)絡業(yè)務呈現(xiàn)出前所未有的多樣化特性，OTN光傳送網(wǎng)因具有SDH和WDM技術的雙重優(yōu)勢，受到電力通信行業(yè)和相關技術人員的廣泛關注，在多方的關注和持續(xù)研發(fā)過程中，該技術目前已發(fā)展的較為成熟，且在實踐過程中也能獲得良好的應用效果，目前已成為下一代骨干傳送網(wǎng)。

1 OTN光傳送網(wǎng)概述

1.1 OTN光傳送網(wǎng)的概念

OTN光傳送網(wǎng)作為一種新型網(wǎng)絡信息傳輸技術，主要功能包括進行信號的傳送、復用、路由選擇和監(jiān)控等，并能充分保障業(yè)務信號在各項活動中性能指標的穩(wěn)定性。OTN光傳送網(wǎng)是結合了電網(wǎng)絡和全光網(wǎng)的一種全新技術，在WDM光網(wǎng)絡中植入SDH的OAM&P概念和功能，使現(xiàn)有WDH系統(tǒng)在的維護管理和性能監(jiān)控等方面獲得進一步加強，進而使電力通信系統(tǒng)的綜合性能得到進一步優(yōu)化。OTN技術能支撐多個領域進行大顆粒傳輸，還能從技術層面輔助信息傳輸，使多層網(wǎng)絡能通過多樣性的連接方式對目標對象進行監(jiān)控，有效促進電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

1.2 OTN光傳送網(wǎng)的應用特點

安全性。OTN光傳送網(wǎng)作為一種新型網(wǎng)絡信息傳遞技術，比較傳統(tǒng)SDH網(wǎng)絡的片面性，能在應用過程中監(jiān)控整個網(wǎng)絡，表現(xiàn)出強大的監(jiān)控能力。利用OTN光傳送網(wǎng)的這一特性，能密切監(jiān)控被監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)通信受阻即可快速鎖定故障發(fā)生點，有利于快速消除網(wǎng)絡故障，保障網(wǎng)絡的穩(wěn)定性，使電力系統(tǒng)在運行過程中能更加安全的傳遞信號；高效性。與傳統(tǒng)信號傳輸方式相比OTN光傳送網(wǎng)表現(xiàn)出的信號傳輸效率更高。在電力系統(tǒng)中進行業(yè)務信號的高速傳輸，有利于提高重點部門操作和工作效率，為自動切換光網(wǎng)絡提供運行支持，輔助平面控制，增加光層和電層保護[1]；技術性。由于OTN光傳送網(wǎng)是一種折中了SDH網(wǎng)絡和WDM網(wǎng)絡的新型網(wǎng)絡信息傳遞技術，在技術性能上充分發(fā)揮了SDH和WDM技術的優(yōu)勢，從技術層面上使信號的傳輸質量和傳輸效率得到增強。

2 OTN網(wǎng)絡配置優(yōu)化原則

2.1 總體優(yōu)化原則

OTN傳輸技術作為一種大容量、長距離光傳送網(wǎng)絡技術，為網(wǎng)絡信息的傳遞提供了新的支撐技術，但該技術在應用過程中也必須秉承一定原則，才能最大程度發(fā)揮OTN傳輸技術的應用優(yōu)勢。總體優(yōu)化原則是指在確定傳輸站地址時，需要綜合性的考慮生產(chǎn)、行政數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的使用需求，保障傳輸站的建設能實現(xiàn)組網(wǎng)全面覆蓋目標，還需要結合不同站點的光纜路由豐富程度及站點供電穩(wěn)定性因素，對站點出局光纜路由的安全等級進行評估，使最終完成建設的傳輸站能對網(wǎng)絡拓撲結構進行合理優(yōu)化。

2.2 網(wǎng)絡拓撲、站型及業(yè)務端口優(yōu)化配置原則

當前OTN技術在應用過程中多配合光放大戰(zhàn)和電交叉站兩種類型傳輸站，在實際選擇站型時，需要全面考慮網(wǎng)絡功能優(yōu)化因素、目前及未來業(yè)務發(fā)展因素和經(jīng)濟性因素[2]。根據(jù)目前電力企業(yè)網(wǎng)絡傳輸業(yè)務需求對OTN網(wǎng)絡傳輸站進行建設，站點中應用的光纜、站端設備、交叉矩陣等應用標準不可低于40×10Gb/c，才能在滿足當前電網(wǎng)企業(yè)網(wǎng)絡業(yè)務的同時，為電網(wǎng)業(yè)務發(fā)展及系統(tǒng)升級預留擴容量，使其能在后續(xù)業(yè)務數(shù)量上漲時進行配置更新。

2.3 光放大器系統(tǒng)配置原則

光放大器能放大光纖網(wǎng)絡中傳遞的光信號，以減少光信號在傳輸過程中的減弱現(xiàn)象。當前電力通信光纜架設長度較大，整個電力通信系統(tǒng)中應用的光放大器數(shù)量較多，設計人員在配置光放大器設備時，應綜合電力通信光纜的實際鋪設長度、光信號衰耗程度、光纜系統(tǒng)結構等多種因素計算設備應用數(shù)量，才能在保障電力通信信號高校傳輸?shù)耐瑫r，減少電力通信系統(tǒng)的整體建設成本。

3 ONT與SDH、WDM技術比較

3.1 OTN與SDH技術的區(qū)別

結構不同，SDH技術是面向接入層和匯聚層，而OTN主要面向傳送層，結構比SDH技術結構更簡單；監(jiān)視連接方式不同，OTN最大能進行6級串聯(lián)監(jiān)視且監(jiān)視連接方式種較多，可通過級聯(lián)式、重疊式和嵌套式多種方式連接，但SDH只能通過單級連接；OTN的前向糾錯能力更強；OTN是基于大顆粒帶寬進行組網(wǎng)、調度和傳送，即GE、2.5G、10G、40G的顆粒，而SDH是基于VC-12、VC-4的調度顆粒進行組網(wǎng)、調度和傳送，相比之下OTN對業(yè)務顆粒的傳輸能力顯著增強，能有效提高業(yè)務信號的傳送效率[3]；OTN幀結構能透明傳輸和映射多種類型的客戶信號，如以太網(wǎng)、ATM、SDH等，但SDH只能對單一的SDH客戶信號進行傳輸。

3.2 OTN和WDM技術比較

WDM技術主要面向傳送層，OTN技術也更多側重傳送層功能，可將OTN看作是對WDM量身定制的技術；WDM技術對業(yè)務信號的處理主要在光層完成，業(yè)務信號從多波長通道進行傳輸，使得WDM技術自帶大容量傳輸優(yōu)勢，但缺點是WDM網(wǎng)絡中業(yè)務信號是通過點對點方式傳輸，難以進行有效的管理，難以實時監(jiān)控通過通道的中間網(wǎng)絡；OTN由于監(jiān)視連接方式多樣性較強，能用于通道監(jiān)控、多級級聯(lián)監(jiān)控等，方便多個設備商和運營商對網(wǎng)絡進行管理[4]。

4 OTN技術在電力系統(tǒng)通信中的應用

4.1 OTN技術應用于電力通信網(wǎng)絡的必要性分析

隨著電力系統(tǒng)的不斷革新與優(yōu)化，電力通信已成為目前電力系統(tǒng)運行中不可或缺的重要功能，在電力系統(tǒng)運行的各個環(huán)節(jié)中都充分應用電力通信功能，能有效提高電力系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性[3]。在科技不斷進步的背景環(huán)境下，我國電力系統(tǒng)正在逐步進行改革和升級，但當前全國各電力通信省級干線傳輸網(wǎng)絡的主要形式還是SDH技術體制，傳輸速率基本為2.5Gb/s和10Gb/s兩種類型。

SDH技術體制在電力系統(tǒng)中主要對各類窄帶業(yè)務和功能性業(yè)務進行負責，如調度實施控制信息、繼電保護、辦公自動化系統(tǒng)等，是電網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)自動化辦公、安全生產(chǎn)的重要保障。但隨著我國綜合國力的不斷提升，國內各項經(jīng)濟交流活動的頻率不斷增加，社會中對電力資源的需求量也不斷增大，推動電網(wǎng)向智能化方向轉變已經(jīng)成為電網(wǎng)系統(tǒng)未來的重要發(fā)展方向，而SDH技術體制已難以支撐電網(wǎng)系統(tǒng)的擴容需求，也難以滿足多樣性更強的業(yè)務需求。因此，在電力系統(tǒng)通信中應用OTN技術擴大干線傳輸網(wǎng)的傳輸容量十分必要。

4.2 OTN電力通信骨干網(wǎng)絡作用

為推動電網(wǎng)系統(tǒng)的改革、獲得更好的發(fā)展，電力企業(yè)越來越重視對電力信息的采集和分析，通過分析電力系統(tǒng)運行中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)，能幫助電力企業(yè)更好地了解目前電網(wǎng)系統(tǒng)中存在的漏洞和不足，進而做出針對性整改。因此，電力企業(yè)需在充分了解電網(wǎng)系統(tǒng)的基礎上，對電網(wǎng)系統(tǒng)的關鍵點進行組織、控制和管理，才能定期對電網(wǎng)系統(tǒng)關鍵點中產(chǎn)生的運行數(shù)據(jù)進行采集和整理。組織、控制和管理電網(wǎng)系統(tǒng)中的關鍵點，一方面能更好的采集電力數(shù)據(jù)，方便電力企業(yè)在后續(xù)工作中對相關數(shù)據(jù)進行二次利用，另一方面也能使電力企業(yè)實時了解整個電網(wǎng)系統(tǒng)的運行狀態(tài)，及時了解系統(tǒng)中發(fā)生故障的設備或線路等，方便其組織人員對其進行維修和養(yǎng)護。

實現(xiàn)以上所有功能的基礎就是及時地獲取電網(wǎng)信息，只有打通電網(wǎng)系統(tǒng)中的關鍵點，讓電網(wǎng)系統(tǒng)管理人員能及時獲取到關鍵信息，才能根據(jù)信息做出正確的工作決策，才能對電網(wǎng)系統(tǒng)進行持續(xù)管理，才能實現(xiàn)對電網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)督和控制。而OTN技術在電力系統(tǒng)通信中的應用就是使信息的傳輸過程更加具有時效性和便捷性特點，電力系統(tǒng)覆蓋范圍廣，關鍵點數(shù)量多，每日產(chǎn)生的電力信息體量非常大，通過應用OTN技術能進行更大容量的信息傳輸，方便電力企業(yè)的控制中心及時采集電力系統(tǒng)運行中的各類信息和數(shù)據(jù)。

4.3 組網(wǎng)規(guī)劃工作

由于OTN技術本身在光學層進行傳輸，電力信息在先進光線設備中進行傳輸，能有效傳輸過程中抗干擾能力，保障信息數(shù)據(jù)的完整性[5]。同時，OTN技術顯著改善了目前信號在寬帶傳輸中存在的缺陷和不足，使電力通信系統(tǒng)更加完善、依靠OTN的技術優(yōu)勢和功能優(yōu)勢，能進一步優(yōu)化電力系統(tǒng)通信中原有的網(wǎng)絡規(guī)劃方案和策略，對促進電力通信網(wǎng)絡的發(fā)展具有非常重要的意義。

目前用于OTN組網(wǎng)的方式主要有環(huán)形結構、線性結構和網(wǎng)狀結構三種，三種組網(wǎng)方式在不同應用場景下各有利弊，但相比之下，網(wǎng)狀結構的安全性比另外兩種組網(wǎng)方式更高，具有更加靈活的業(yè)務調度能力，因此，網(wǎng)狀結構的組網(wǎng)方式對技術的要求也更高于另外兩種方式。在進行省級干線的建設時，可在建設初期應用環(huán)形結構進行組網(wǎng)，在建設過程中，站點數(shù)量不斷提升，OTN網(wǎng)絡即可實現(xiàn)從環(huán)境結構向網(wǎng)狀結構過渡的目標，使網(wǎng)絡的安全性更高[6]。

4.4 OTN的測試應用實踐

OTN的測試應用實踐是為了給電網(wǎng)拓撲結構的組成提供合理的測試措施，并能在測試過程中有針對性地選擇測試內容[7]。通常OTN技術在電網(wǎng)結構中的測試方式有兩種：一是將網(wǎng)絡分析設備作為拓撲結構測試儀器，將G.709中的出庫幀數(shù)利用網(wǎng)絡分析設備傳輸?shù)絆TN設備中，過程中的PUT幀數(shù)覆蓋相應的PM、SM和TCM開段開銷。通過調整輸出設備中不同網(wǎng)絡管理結構，對改進測試方法后設備的綜合性能進行測試，判斷設備是否能夠對測試儀發(fā)出的開銷信息進行有效接收：二是利用OUT設備的網(wǎng)絡管理結構對其覆蓋的SM、PM和TCM環(huán)節(jié)開銷進行測試，測試儀器能對開銷過程中的正常鏈路開銷進行監(jiān)控并進行測試。

綜上，電力系統(tǒng)管理信息化水平越來越高，但是在電力通信系統(tǒng)的發(fā)展中也暴露出一定問題，如當前廣泛使用的SDH技術難以有效采集和處理電力系統(tǒng)在運行中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)等。通過在電力系統(tǒng)通信中應用OTN技術，能有效采集電力系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù)，并對其進行整理和儲存，便于電力企業(yè)根據(jù)數(shù)據(jù)分析結果作出正確的生產(chǎn)決策。