电力通信网的网络优化中OTN技术的应用探讨

2020-04-14

电子元器件与信息技术 2020年11期

（国网湖南省电力有限公司娄底供电分公司，湖南娄底 417000）

0 引言

随着光纤通信技术的飞速发展，电力通信网络采用了世界上广泛使用的光纤通信技术（SDH）的同步数字系统，该技术将电力通信网络带入了一个新的阶段，为电力通信网络向智能和敏感度的发展开创了先例。但是限制变得越来越突出，无法满足当今电力通信网络迅速发展的需求。当用于传输的光纤发生所谓的“光纤损耗”时，便出现了基于DWDM的OTN技术[1]。

1 OTN技术概念

OTN技术或光传输网络是基于波分复用技术的电力传输网络。在网络信息环境中，可以科学地使用OTN技术来满足公用事业的业务发展要求。同时，OTN技术结合了传统通信传输网络的优势，实现了光电领域的跳变传输，避免了传统的传输网络调度水平低和保护不足的问题，实际上，在探索OTN的技术含义时，可以分三个方面实施[2]。具体的网络拓扑如图1所示。

（1）从OCL层的角度。使用OTN技术时，依靠OCL层可以有效地将传输的光传输到各种服务的信令端。然而在电力通信传输网络中，假设相应服务的传输速率存在某些差异，基于满足相关业务访问的目的，OCL层应分为三个不同的电子层域，以实现对电力通信传输网络的实时监控和保护，并增强整体管理功能。

（2）从OMS层的角度。使用OTN技术时，对OMS层的依赖可以为不同类型的波长信号提供网络连接。这种科学的设置水平不仅使相应波长信号的传输更加完整，而且提高了电力通信网络的传输容量。另外，相关技术人员可以利用OMS层来完成对电力通信传输网络的复用部分的有效保护。

（3）从OTS层的角度。当使用OTN技术时，依靠OTS层为在不同类型的光学介质上的光复用部分中的相应信号的传输提供适当的条件，以完成OTS层开销和适配的任务。

2 OTN技术发展现状

经过多年使用OTN技术，单波100G技术已得到广泛应用，单波400G技术也在发展完善。十年前，商业运营商开始将OTN技术用作其主要传输技术，近年来，许多国内制造商还开发了基于OTN的ATN网络[3]。OTN技术的可靠性和稳定性已得到确认，一方面，OTN技术可以显着增加电力通信网络的传输带宽，另一方面，可以升级动力传输技术。OTN技术已经在网络运营中使用了很多年，并且相对成熟和可靠。

3 OTN技术的特点

与SDH的ADM和DXC相比，OTN的光分插复用器（OADM）和光交叉连接（OXC）能够处理各种格式和不同速率的信号，从而可以灵活的处理整个电力通信网络。此外，光信号可用于路由和恢复设备，交叉连接和其它功能，而无需OEO或电气处理，从而提高了网络传输效率[4]。SDH网络功能如图2。

4 0TN技术在电力通信网业务路由中的特点

（1）精度高。准确性在电力行业中起着非常重要的作用。近年来，电力和电力通信行业受到越来越多的关注，不同的行业需要不同的条件，相关人员需要分析他们所负责的行业，选择合适的制造方案并应用新技术。

（2）系统的功能。减少材料浪费在制造过程的发展中起着非常重要的作用，及时了解这一系统功能可以有效减少原材料浪费，加快流程项目的开发，并实施“可持续发展”策略。还可以花费更少的时间来帮助公司发展，这样就有更多的时间来完成更多的业务，可以带来更大的经济效益。

近年来，中国的发展方向一直是科学技术，在这种“科技创新”成为人们关注的焦点的情况下，各个领域的科学技术水平都受到关注。利益相关者分析了目前的情况并预测了未来的发展趋势[5]。

（3）组合性。技术更新还为OTN技术提供了某些优势，可优化电力通信网络中的服务路由。综合运用OTN技术可以有效提高工作效率，减少工作中可能出现的错误。

（4）人事管理。传统的技术管理模型很难响应当前的变化，相关人员必须不断改善部门内部的人力资源管理，提高内部人员的积极性，降低成本，提高质量，严格控制资金流向，减少资本损失的发生[6]。

5 电力通信网的网络优化

5.1 案例分析

某国家电力骨干传输网络由两个网络组成，第一个网络由同步数字体系（SDH）设备组成，第二个网络由OTN设备组成。网络SDH光传输系统提供2.5GSDH和10GSDH光线路以提供迂回通道。OTN光通信系统在2013年和2015年分两个阶段实施，它主要向公司总部、省公司备调、市公司和变电站提供10GE和GE服务。

5.2 优化技术路线

OTN系统与DWDM系统相同，因此系统扩展非常灵活和简单，电力通信系统中专用网络的用户服务类型相对固定，并且带宽需求不会爆炸增加。当前，由地区电力公司运营的OTN光传输网络使用具有40波×10G速率平台的OTN系统。该项目扩展将使用该信道速率来促进与现有网络的无缝连接，最大化现有设备并节省工程投资。

此外，现有的OTN网络以省调为中心，周围的750kV变电站用作中继和终端站，40波×10G系统主要用于网络和光路规划。该网络以环链网络结构运行，一些光复用段是用于建立受保护路由的单链结构。该网络目前处于试验运行状态，受到规划思想和建设规模的限制。在项目的第一阶段，尚未实现对城市公司的OTN网络的覆盖，因此，现有的OTN网络，无论覆盖范围或网络安全性如何，都无法以安全有效的方式承载公司生产和管理所需的所有业务。可以结合现有的OTN设备对网络进行优化和升级，还可以扩展网络结构，一方面可以节省投资，另一方面可以有效降低优化结构的难度[7]。

5.3 优化原则

选址工作的重点是根据生产和管理数据网络的需求覆盖所需的地点。同时，站点的选择应基于各个站点上光缆线路的丰富程度以及站点电源的稳定性。评估站点上输出光缆路线的安全级别，以最终优化网络拓扑。

通过分析现有站点的光纤数据资源，根据站点选择的原则确定网络拓扑。网络拓扑优化的一般思路：合理选择路径，均匀选择站间距离，并使用拉曼放大器和远程泵放大器解决无路径时站间距离的问题；避免使用光缆路径、光缆和核心资源不足的光路；用OPGW光缆承载光路（可靠性高）；优化拓扑结构，减少光路跳线；确保与10个地市调度中心和17座750kV变电站正确接入。

5.4 利用OTN技术对现有电力通信网进行优化的优势

利用OTN对现有电力通信网的优化可从以下几个方面进行，通过现有电力通信网络改进OTN具有以下好处：①考虑到继电保护业务的特殊性，OTN的使用不仅与现有的SDH设备兼容，而且还支持保护装置的光层保护和电层保护并存。“双设备、双通道、双路由”的原则可以得到更好的发展。②OTN采用基于DWDM技术的光纤复用技术，大大提高了现有电力通信光纤传输网络的光纤复用率，充分利用了现有资源，提高了光纤的资源利用率。③目前，OTN系统的博倒数最大为160波，如果传输10Gbit/s的系统，则将达到1.6Tbit/s，这允许现有电力通信网络的大容量扩展。