OTN技术在电力通信应用的分析

2020-11-27杨晓桐

商品与质量 2020年12期

杨晓桐

中国能源建设集团黑龙江省电力设计院有限公司黑龙江哈尔滨 150000

“新基建”的加速启动，必将大力刺激中国经济，5G、人工智能、物联网等新兴产业也将迎来更广阔的发展前景。在物联网方面，大量的数据采集和传输是必不可少的。这就对传输网络的提出了大带宽、高速率的要求。OTN技术在传输网络上的应用，满足了多种业务的需求，在未来有广阔的应用前景[1]。

1 OTN网络的定义

OTN一词由ITU-T定义。OTN技术能在光域内进行完成业务信号传送、复用、监控，并保证其性能指标和生存性，许多SDH、WDM传送网功能和系统原理都可运用到OTN网络中。

虽然0TN技术融合了的SDH和WDM两种网络技术的优势，有能力替代SDH和WDM独立存在，但是目前它的规模应用过程还不太完善，因此，还需要保持0TN和SDH、WDM的共存和互通。而为了实现三种技术的共存，OTN中的数字封装技术起着重要的作用。作为OTN中的一种新技术，能在城域和核心网络中构建OTN客户端连接。

2 OTN网络的优势

OTN网络其主要优势有以下几点：

（1）标准层次结构：OTN层次结构标准包括多路复用层次结构，准确定义了低速率信号如何升入更高速率的有效载荷。这使得WDM平台能够直接在10Gbps、40Gbps或100Gbps传输网内转移至低速率服务，而无需外部波长解复用和手动互连。

（2）传输容量扩展：电力网部署OTN网络可以利用现有光缆网络，实现高质量的服务，为局域网、城域网和宽带业务接入网络提供高容量的基础架构。还满足网络扁平化的需求[2]。

（3）降低成本：OTN网络能在单个波长上传输多个客户端，并保留其特定要求，能在确保有效的带宽利用率的同时降低总体传输成本。在网络建设中，光缆建设成本较高，这部分成本包括光缆铺设成本和光缆维护成本。在光缆传输距离大于 25 公里时，业务承载在光缆上的运营成本要高于业务在波分系统上承载。

（4）调度的灵活性：构建OTN网络不仅可以支持当前网络传输所需的技术，而且还能根据业务的需要为未来做准备，通过端到端调度轻松扩展到环网和网状网。

（5）透明传输：透明传输对于对于提供多业务传送的服务提供商非常重要，OTN的透明性使网络可以在不干扰客户端时序的情况下承载任何服务，包括以太网、存储、数字视频以及SONET/ SDH等。

3 传输网络的层次结构

传输网络按地域层次可划分为长途干线和城域网线路。长途干线又可划分为一干传输网络，二干传输网络。城域网线路又可划分为汇聚层和接入层。

汇聚层包括中心节点，接入层。在实际的网络中我们通常称之为本地网和乡镇网络。用于接入本地 OLT 设备和大客户设备。

4 省级电力OTN网络的建设方案

一个省级的电力OTN网络可参照以下原则进行建设：

（1）统筹考虑网络结构、接口速率以及投资因素，新建干线OTN系统考虑选用80×400Gb/s 或80×100Gb/s，二级干线OTN 系统考虑80×100Gb/s或40×100Gb/s。二级干线OTN系统建设初期可以考虑建设40×100Gb/s系统，但建议设备可平滑升级为80×100Gb/s系统。

（2）根据业务网络需求扩容、新建系统，增加承载容量新建的网络节点积极采用OTN 功能，实现子波长调度等OTN组网功能，OTN功能主要应用多颗粒的交叉、调度与管理、网管功能等，减少枢纽节点的业务配置、维护工作量全面推广建设40/80×40G/100G 波分平台，进一步增强网络能力，通过10G、40G、100G 混合传输满足不同颗粒电路的需求；跟踪并适时引入ASON 控制平面和恢复技术及100G 接口技术。

（3）网络结构安排合理，最大限度地利用目前已有的网络资源，兼顾 SDH 的传送网络现状，近期灵活运用OTN+PTN传送技术。远期建设 40/80×40G/100G 波分平台，进一步增强网络能力，通过 10G、40G、100G 混合传输满足不同颗粒电路的需求；跟踪并适时引入 ASON 控制平面和恢复技术及 100G 接口技术。

5 OTN网络需要改进的方面

OTN网络由于光路并不是在每个站点都落业务，在设计及改动原有OTN网络时，需要核算全网光路，以确保整个OTN网络的畅通。但电网并不是一个一成不变的网络，随着电网不断建设发展，光缆拓扑结构会发生变化，例如，新建一个变电站“π”入原有A变电站到B变电站的线路中，致使原有A、B两变电站之间光缆长度变长，可能导致原有A、B两变电站的OTN设备的通信出现问题，需要更换原变电站OTN设备的光放大器模块和色散补偿模块。再比如，在进行网络优化时，局部光缆拓扑结构发生较大变化，导致需要增加中间OLA光放站，且需要为相关站点更换光放大模块及色散模块。相比较于SDH设备的对光缆衰耗的冗余度，OTN网络显得有些“娇气”[3]。这个“娇气”使得OTN网络的维护成本大幅提高。为避免频繁更换光放大器模块及色散补偿模块所带来的麻烦，需要在设计时尽量考虑增大余度，增强OTN网络的强健性。