OTN技术在电力通信传输网中的应用分析

OTN技术在电力通信传输网中的应用分析

摘要：目前，我国智能化发展迅速，在电力通信传输网中OTN技术得到广泛应用。在智能化电网发展过程中，传统的电力通信技术已经不能满足行业发展要求，OTN技术在电力通信传输中的应用，能够很好地弥补传统电力通信技术存在的不足，保证电力通信网络的可靠运行。基于此，文章主要对OTN技术原理进行了简单的论述，并对其在电力通信传输网络中的应用进行了研究。

关键词：OTN技术；电力通信；通信传输；传输网

1、OTN技术的概念

OTN技术是光层组织网络传送网，其基础为波分复用技术，是具有现代化特征的骨干传送网，利用G.709、G.872及G798等ITU-T设计规范且现代化特征的光传送、数字传送体系，在OTN技术中引入控制平面、G.709接口、ROADM等概念，使以往WDM网络信息业务调度能力低、保护及组网能力弱等相关问题得到有效、全面解决。在OTN技术研究过程中，我们将其分为三个层次进行分析：第一，OCL层。在OTN技术应用过程中，OCL层主要是为不同的业务信号提供端端之间的透明光传输。但是，由于电力通信网络的业务传输速率并不完全一致，为了适应这样的业务接入，可以将OCL层分为三个电子层域，以此来保证电力通信网络的监测与维护，提高其管理水平。第二，OMS层。OMS层主要是为多种波长信号提供网络连接的区域，该层次的设置，能够有效保证多波长信号传输的完整性，从而保证电力通信网络的传输水平。同时，技术人员也可以利用OMS层实现电力通信网络复用段的监视与保护。第三，OTS层。OTS层的主要功能是为光复用段的信号在不同类型的光介质中的传输提供条件，能够实现OTS层的开销、适配等。同时，其也可以对光放大器与中继器进行实时监控。OTN技术继承SDH和WDM技术的主要优势,克服了SDH技术传输能力不足及WDM技术的组网、管理等方面的问题,同时采用了大带宽颗粒调度、多级串联连接监视、光层组网等更多的新型功能,能够满足当前及今后一段时期对大带宽业务传送需要,是下一代传输网应用的主流可选技术。采用OTN技术构建电力通信大容量骨干光传输网,将对电力通信网的发展起到显著效果。

2、OTN的技术优势

2.1业务调度灵活

对于电力通信传输网,SDH在过去很长一段时间内发挥了非常重要的作用,SDH技术是基于话音业务的发展而孕育而生的,起初主要考虑承载基于电路交换的时分复用(TDM)信号,利用时隙技术在电层指配固定带宽电路进行各种业务的调配;其交叉颗粒大小为VC12、VC3、VC4级别,具有电路颗粒小、调度灵活、业务端到端管理、网络保护机制和OAM功能完善等技术优势。但SDH的交叉调度颗粒偏小,开销处理复杂,对IP等数据业务解决方案不足,网络容量和大颗粒业务调度能力受到限制,无法满足快速增长的大容量数据业务的需求。OTN技术能够提供大颗粒的业务调度。OTN电层具体的带宽颗粒是由光通路数据单元(ODUk,其中k取值范围为1、2、3)来描述的,ODU1代表2.5Gb/s的速率,ODU2代表10Gb/s的速率,ODU3则代表40Gb/s的速率。OTN技术因为其大颗粒的业务调度能力,非常适合传输大容量、高带宽的数据业务。

2.2多种客户信号封装和透明传输

基于ITU-TG.709的OTN帧结构可以支持多种客户信号的映射和透明传输，例如STM、ATM、以太网等。其中，STM信号接入可支持STM-1、STM-4、STM-16和STM-64，以太网信号接入支持FE、GE、2.5GE、10GE、40GE、100GE和1000GE等。

2.3OTN技术与WDM技术的对比分析

WDM(波分复用)技术是在同一根光纤中同时传输众多不同波长光信号的技术,它将不同波长的光载波信号利用OMU(合波器)/ODU(分波器)在同一根光纤中进行波长耦合和解耦。WDM具有传输容量大、节约光纤资源等优点,很好地解决了长距离传输和大带宽业务的承载问题,但是WDM技术采用了相对静态的部署方式,只能提供点对点的大颗粒管道,却不能组网,在通道的调度和业务的承载方面不够灵活,其网络扩展能力、业务保护能力、网络管理等方面存在着不足之处。OTN技术通过引入ROADM、ODUk交叉和OTN帧结构等技术和手段,极大地提升了光传输网络的组网能力。融合了WDM和SDH在光层、电层的完整功能体系结构,各层网络都具备相应的管理监控机制,完善了性能和故障监测功能。OTN光层和电层均具有网络生存机制(保护、恢复机制),可以提供强大的OAM功能。OTN网络还引入了基于ASON的智能控制平面和带内FEC功能,提升了网络配置的智能化程度,增强了网络的健壮性。

2.4可靠性高，保护完善

大颗粒的带宽复用和交叉以光通道数据单元作为电层带宽颗粒的定义，即ODU0（GE）、ODU1（2.5GE）、ODU2（10G）、ODU3（40G）、ODU4（100G），与SDH相对应的VC12（2M）、VC4（155M）的调度颗粒，OTN复用和交叉颗粒明显增大，对高带宽数据客户的适配和传输效率有明显提升。

3、OTN技术在电力通信传输网中的应用

3.1OTN技术测试

OTN技术在电力信息通信传输中的主要内容包括对理想测试拓扑进行搭建和对最佳测试内容予以选取，其中包括两大方向：a.测试设备把符合G.709的OUT帧发送给OTN设备，并将相关SM开销、PM开销及TCM段开销插入OUT帧中，利用OUT设备网关，检查OUT设备是否能有效接收互联网分析仪开销；b.通过网管修改OUT设备TCM开销、SM开销与PM开销，利用互联网分析仪检测链路，同时检查所接收帧中存在正常开销与否。

3.2OTN的组网

在电力通信传输网络中，OTN技术的组网方式有很多种类型，下面对其进行解析：第一，OTN设备的组网方式。该组网方式的本质是对WDM设备进行改造，在WDM设备中增加满足使用条件的结构，将其转变为OTN设备进行组网。OTN设备组网方式不仅简单易行，同时，其成本投入也比较低，升级方便。但是，应用过程中不能进行交叉连接，需要技术人员在组网中重视这一问题。第二，OTN的电交叉、光分插复设备组网模式。OTN电交叉组网能够满足通信网络的调度要求，但是，其成本较高，调度的容量也比较小；而光分插复用设备组网方案在应用过程中，其组织方式比较灵活，能够调度的容量也比较大，还可以直接进行光层处理，但在长距离的信号传输过程中，光分插复式组网的信噪比会发生变化，不利于电力通信信号的平稳传输。第三，光电缓和交叉设备组网。该种组网方案具有光电联合调度灵活、传输容量大、可靠性高的优点；缺点就是采用两层交叉设备，组网过程更加复杂，经济成本更高。

3.3设备选型

OTN电交叉设备完成ODUk级别的电路交叉功能,为OTN网络提供灵活的电路调度和保护能力。OTN光交叉设备(即ROADM/PXC)提供OCh光层调度能力,实现波长级别业务的调度和保护恢复。目前,这类设备的形态为ROADM。OTN光电混合交叉设备同时提供ODUk电层和OCh光层调度能力,波长级别的业务可以直接通过OCh交叉,其它需要调度的业务经过ODUk交叉两者配合可以优势互补,又同时规避各自的劣势。在核心通信节点,选用光电混合交叉型的OTN设备。

结语

随着通信技术发展和智能电网建设的不断深入,电力通信网优化升级成为必然趋势。OTN技术作为全新的光传送网技术,具有较强的灵活性、构成简单,在大颗粒业务处理、保护能力等方面优势明显,成为电力通信网建设的优先选择。OTN网络将成为电力通信传输网的主流发展方向,从而实现宽带化、安全性的电力通信。

参考文献

[1]刘志雄,宋斌,孙云莲等.“电力信息技术”课程的教学实践研究[J].电气电子教学学报，2013(03)：100-101.