OTN技术在电力通信网中的应用分析

潘洋

摘 要：目前，电力系统正朝着智能化、数字化方向发展。作为电力系统的枢纽，电力通信网络是实现电力系统智能化发展的重要支撑，因此也愈来愈受到关注。从宏观层面来看，电力通信网络正朝着全光网方向发展，而OTN技术是实现全光网的核心技术。基于此，本文对OTN技术在电力通信网中的应用进行了综合性分析，并提出了相关观点，以供参考。

关键词：OTN；电力通信网；智能化；数字化

中图分类号：TP393 文献标识码：A

1 引言（Introduction）

OTN（Optical Transport Network），即光传送网技术，该技术主要以波分复用技术为基础，是基于光层网络的信息传送网，代表了传送网的组主流发展方向[1]。相对于传统WDM网络而言，OTN具备更优的调度能力、组网能力及保护能力。其基本处理对象是波长级业务，正是由于它的存在，使得传送网被推进至多波长光网络阶段。OTN结合了光域处理优势及电域处理优势，可承载巨大的传送容量，并做到了端至端的保护完全透明，是目前传送宽带大颗粒业务最先进的技术。正是基于上述特性，让OTN技术在电力通信网构建过程中有了良好的适用性。

2 OTN技术概述（Overview of OTN technology）

归结起来，OTN具有以下优势：（1）具有良好的向后兼容性。由于OTN兼容性良好，所以在组建过程中，可在现有的SONET/SDH基础上实现。它可赋予WDM端到端的连接能力及组网能力，并提供了光层互联规范，有效补充了子波长汇聚能力及疏导能力。（2）可实现多类型信号封装及透明传输。以ITU-TG.709为基础的OTN帧结构可支持多种类型的信号封装，并支持透明传输，但对于不同速率的以太网，支持能力会表现出一定程度的差异性。（3）可实现大颗粒宽带应用。由OTN所定义的电层宽带颗粒可作为光通路数据单元，其波长即为光层带宽颗粒波长，复用颗粒、交叉颗粒及配置颗粒更大，可大幅度提升业务适配能力，并优化传送效率。（4）开销管理能力较强。OTN具备了与SDH相似的开销管理能力。由于光通路层以OTN帧结构组建，使得该层级具备了良好的监控能力。（5）具备良好的组网能力与保护能力。基于OTN帧结构、ODUk交叉及ROADM的特性，使得光传送网的组网能力得到了大幅度提升。同时，通过FEC技术可提升整体传输距离。另外，采用OTN可以为电层业务与光层业务提供灵活性的保护功能[2，3]。

3 OTN网络分层及定位分析（OTN network layer

and location analysis）

基于ITU-TG.872，使得OTN网络呈三层式结构，并包含了光、电不同处理领域[4]，具体结构如图1所示。

由上图可知，OTN层级结构包括了光信道层、光复用段层及光传输层。具体如下：（1）光信道层。该层级又被分为光信道净荷单元、数据单元及信道传输单元，这种划分模式可使其具备更好的适用性，满足不同速率业务的需求。由于每层网络均置入了开销字节，因此可提升网络监测能力及OAM能力。通过该层可实现不同业务适配，并构建出有效的光信道。同时，可实现相关业务的保护与恢复。（2）光复用段层。该层可将网络连接功能提供给多波长信号，使其完整传输，可对多波长复用开销进行处理，并提供相关监控功能、保护功能及管理功能。（3）光传输段层。该层可让光复用段信号于不同类型的光媒介上进行有效传输，另外，该层级可实现中继器监控与光放大器监控。

4 OTN组网方案分析（Analysis of OTN networking

solution）

OTN组网方案主要包括[5]：（1）OTN设备单独组网。该方案以WDM设备为基础，通过在WDM设备上加入G.709接口，从而实现光层信号处理。这种方案应用成本较低，组建简单，只要将设备板卡升级即可。同时，可将WDM网络直接升级为OTN网络，使原有网络得到充分应用，但是经过升级所得到的OTN网络并不具备交叉连接功能，只可传输相应的业务信号。（2）OTN电交叉设备组网。以电交叉OTN网络为基础，基于G.709标准实现。按照G.709对映射进行规范，在ODUk颗粒作用下，即可对电层进行交叉调度，并在光层进行信号传输。该方案的优势在于能够支持不同类型的交叉调度，并提供大容量传输。在ODUk颗粒支持下，具备多种网络保护方式，并支持电层组织网状网，突破了单一跨段距离限制，可实现信号3R功能。该方案整体成本较TN设备单独组网更高，并且电层交叉调度容量会受到一定程度限制。（3）F/ROADM组网。以光交叉OTN网络为基础，通过G.709规定的封装规程映射相关业务，即可于光层进行补偿级别的交叉调度，并保证信号稳定传输。该方案实现了波长级别的端至端业务的交叉调度，其调度容量更上一个级别。业务无需电层处理，可于光层直通。（4）光电混合交叉组网。该方案集上述两种方案优势于一身，通过光电联合，进一步提升了调度的灵活性。该方案可适用于多种业务，可有效支持大容量传输、网状网及多种保护方式。整体组网更趋于合理，网络稳定性更优。基于电层3R功能，可让光信号再生，并提升单跨段传输距离。但上述方案组网成本偏高，交叉设备复杂度有所提升，波长资源会产生一定的冲突，使得资源利用率有所下降。

5 OTN网络保护策略分析（OTN network protection

strategies analysis）

5.1 线性保护

线性保护是OTN网络最为常见的保护方式。光层线性保护主要通过具备双发选收功能的光开关实现。于相邻的光放站或光复用站之间，通过采取不同路由实现光通道保护。该过程无需采取ASP协议，可于单端进行倒换。电层保护主要是通过电交叉单元来保证倒换的顺利进行。以光通道保护为例，可通过“1+1”方式实现保护。基于光开关的作用，于不同的OUT中输入用户侧信号，以并发选收的方式对客户侧信号进行保护，具体如图2所示。

5.2 环形保护

环形保护多应用于环形结构的网络拓扑当中，又可分为光波长共享保护环与ODUk环网保护，需要APS协议支持，该保护方式只支持双向倒换。以OPCS为例，采取两根光纤上相同的波长互为工作和保护通道，并且每根光纤都可用作工作光纤。该方式可利用各光纤上的不同波长对业务信号进行传输，并提供保护通道。换句话说，利用两个不同的波长及光纤，并不需要进行波长转换，便可实现光网络业务保护倒换。

5.3 P圈保护

P圈是一种环形结构保护方式，兼具了保护倒换速度快与网络资源利用率高的特点。传统环形保护只能对环上链路产生保护作用，保护环不能低于两个，方能保证对整个网络进行覆盖。而P圈保护仅需一个单位保护容量便可对两个单位容量的业务进行保护，并不会占据链路资源。传统保护环需配置50%冗余容量，而P圈保护只需要30%冗余容量，即可进行业务保护，极大程度上提升了带宽利用率（20%—60%），这对于资源配置的优化具有重要的意义。

6 结论（Conclusion）

电力通信网络发展过程中，OTN技术为其提供了重要支持。正是由于OTN技术的存在，加速了电力通信网络的数字化、智能化进展。未来，OTN组网将是电力通信网络的主流发展方向，值得重视。

参考文献（References）

[1] 孙海蓬，刘润发，于昉.OTN在电力骨干通信网中的应用策略

研究[J].电力系统通信，2012（06）：9-14.

[2] 何文茜，吴瑜珲，吴雯雯.电力通信组网中OTN技术的研究及

应用[J].通讯世界，2015（06）：140-141.

[3] 冶娟.OTN技术在电力通信网中的应用分析[J].中国新通

信，2015（13）：71.

[4] 梁文娟.在电力通信网中OTN技术的应用[J].数字技术与应

用，2015（09）：26.

[5] 刘毅，李继红.OTN+PTN技术在电力通信网中的应用[J].信

息通信，2013（04）：208.

作者简介：

潘 洋（1995-），男，本科生.研究领域：通信工程.